(57)【要約】【課題】トナー像を転写する際のモータのトルク変動を抑えて、画質の安定性を確保することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光ドラム１００の周速度が中間転写ベルト１０１の周速度よりも少し大きく、感光ドラム１００を回転させるモータ１２０を駆動するためのトルク指令値及び中間転写ベルト１０１を回転させるモータ１３０を駆動するためのトルク指令値をそれぞれ所定の変動幅ＤＤ，ＢＢの範囲内となるように、感光ドラム１００の回転速度目標値を補正する。【選択図】図５
2012242434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写し、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する画像形成装置であって、
前記感光ドラムを回転させる第１のモータと、
前記中間転写ベルトを回転させる回転体を回転させる第２のモータと、
前記感光ドラムが第１の回転速度目標値で回転するように前記第１のモータを駆動するための第１のトルク指令値及び前記回転体が第２の回転速度目標値で回転するように前記第２のモータを駆動するための第２のトルク指令値を演算する演算手段と、
前記第１のトルク指令値の変動幅及び前記第２のトルク指令値の変動幅を算出する算出手段と、
前記第１のトルク指令値の変動幅から第１の変動幅を差し引いた第１の差の絶対値が第１の閾値を超えたか否か、及び、前記第２のトルク指令値の変動幅から第２の変動幅を差し引いた第２の差の絶対値が第２の閾値を超えたか否かを判定する比較手段と、
前記第１の差の絶対値が前記第１の閾値を超えた場合又は前記第２の差の絶対値が前記第２の閾値を超えた場合において、前記第１の差が負の値であり且つ前記第２の差が正の値である場合又は前記第１の差が正の値であり且つ前記第２の差が負の値である場合に、前記第１のトルク指令値の変動幅が前記第１の変動幅の範囲内に収まり、前記第２のトルク指令値の変動幅が前記第２の変動幅の範囲内に収まるように、前記第１の回転速度目標値を補正する補正手段と、を有する特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の回転速度目標値で前記感光ドラムを回転させたときの周速度が、前記第２の回転速度目標値で前記回転体を回転させたときの前記中間転写ベルトの周速度よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記中間転写ベルトにトナーがあるときとないときとで前記感光ドラム及び前記回転体がそれぞれ前記第１の回転速度目標値及び前記第２の回転速度目標値で回転するように前記第１のモータ及び前記第２のモータを駆動させたときの、前記第１のモータに対して演算されるトルク指令値の最大値の平均値と最小値の平均値との差を前記第１のトルク指令値の変動幅とし、前記第２のモータに対して演算されるトルク指令値の最大値の平均値と最小値の平均値との差を前記第２のトルク指令値の変動幅とすることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写ベルトにトナーがないときに前記感光ドラム及び前記回転体がそれぞれ前記第１の回転速度目標値及び前記第２の回転速度目標値で回転するように前記第１のモータ及び前記第２のモータを駆動させたときの、前記第１のモータに対して演算されるトルク指令値の標準偏差の３倍値を前記第１の閾値とし、前記第２のモータに対して演算されるトルク指令値の標準偏差の３倍値を前記第２の閾値と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】
前記補正手段は、前記中間転写ベルトにトナーがないときに前記感光ドラム及び前記回転体がそれぞれ前記第１の回転速度目標値及び前記第２の回転速度目標値で回転するように前記第１のモータ及び前記第２のモータを駆動させたときの前記第１のモータに対して演算されるトルク指令値の平均値で前記第１の差を除した商を更に２で除した値を補正前の前記第１の回転速度目標値に加算して、補正後の前記第１の回転速度目標値と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】
複数の前記感光ドラムを有すると共に、複数の前記感光ドラムのそれぞれと対向するように前記中間転写ベルトを挟んで配置された転写ローラと、複数の前記転写ローラを前記感光ドラムへ押圧させる動作と前記中間転写ベルトから離間させる動作とを独立して行う動作手段とを更に有し、
複数の前記感光ドラムのうち前記第１の回転速度目標値の補正対象となっている１つの感光ドラムに対応する前記転写ローラを前記補正対象となっている感光ドラムに対して押圧すると同時に、他の感光ドラムに対応する前記転写ローラを前記中間転写ベルトから離間させて、前記演算手段による前記第１のトルク指令値及び前記第２のトルク指令値の演算を行うことを特徴とする請求項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】
本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、感光ドラムを回転させる際のトルク変動を小さく抑える駆動制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置が広く普及している。一般的に、電子写真プロセスでは、先ず、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各感光ドラムが一様に帯電された後、画像信号に応じて各感光ドラムが露光されて、各感光ドラム上に静電潜像が形成される。その後、各静電潜像を各色のトナーで現像することによって、各感光ドラム上に各色のトナー像が形成される。
【０００３】
各感光ドラムに対して中間転写ベルトを挟むように１次転写ローラが配置されており、各感光ドラムに形成された各色のトナー像は各１次転写ローラによって中間転写ベルトに重ねて転写される。こうして中間転写ベルトに重ねて転写されたトナー像は、２次転写ローラによってシート状の記録材（用紙）に転写される。
【０００４】
ここで、例えば、感光ドラムの周速度が中間転写ベルトの周速度よりも小さくなってしまっている場合、中間転写ベルトを感光ドラムと１次転写ローラとの間に押し込む力が中間転写ベルトに作用する（適宜、図３（ａ）参照）。この力によって中間転写ベルトに撓みが生じ、この撓みによってトナー像が正確に中間転写ベルトに転写されず、これが記録材におけるトナー画像の中抜けの原因となる。
【０００５】
この中抜けを防ぐために、感光ドラムと中間転写ベルトの周速度の差を制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術では、例えば、感光ドラムの周速度が中間転写ベルトの周速度よりも大きくなるように、感光ドラムの周速度をモータの回転速度を制御することによって調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０２１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、多種多様な記録材（用紙）に対応するために、従来のポリイミドを用いた転写ベルトよりも柔軟性（弾性）を持った中間転写ベルト（弾性ベルト）が用いられるようになってきている。
【０００８】
しかし、弾性ベルトは、従来のポリイミド製の転写ベルトよりも摩擦係数が大きいため、これが原因で画像劣化が起こりやすいという弱点を持っている。また、感光ドラムと弾性ベルトとの間の摩擦力の大きさは、感光ドラムと弾性ベルトの周速度差によって変化し、感光ドラムと弾性ベルトとの間にトナーが入っているか否かによっても変化する。そのため、この摩擦力の変化が、例えば、感光ドラムの周速度の変動を引き起こす。
【０００９】
感光ドラムの周速度の変動をフィードバック制御によって制御しても、必ず遅れが生じてしまうため、周速度の変動を完全に打ち消すことができず、これがトナー像に位置ずれとして表れてしまう。また、感光ドラムの周速度の変動は、感光ドラムを回転させるモータや中間転写ベルトを回転させるモータのトルク変動と直結する。これらのモータのトルク変動は、駆動制御システムを不安定にさせてしまい、これが原因で弾性ベルトへの転写精度が低下し、画質の安定性が低下する。
【００１０】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、トナー像を転写する際の感光ドラム及び中間転写ベルトをそれぞれ駆動するモータのトルク変動を抑えて、画質の安定性を確保することができる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】
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、感光ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写し、前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に転写する画像形成装置であって、前記感光ドラムを回転させる第１のモータと、前記中間転写ベルトを回転させる回転体を回転させる第２のモータと、前記感光ドラムが第１の回転速度目標値で回転するように前記第１のモータを駆動するための第１のトルク指令値及び前記回転体が第２の回転速度目標値で回転するように前記第２のモータを駆動するための第２のトルク指令値を演算する演算手段と、前記第１のトルク指令値の変動幅及び前記第２のトルク指令値の変動幅を算出する算出手段と、前記第１のトルク指令値の変動幅から第１の変動幅を差し引いた第１の差の絶対値が第１の閾値を超えたか否か、及び、前記第２のトルク指令値の変動幅から第２の変動幅を差し引いた第２の差の絶対値が第２の閾値を超えたか否かを判定する比較手段と、前記第１の差の絶対値が前記第１の閾値を超えた場合又は前記第２の差の絶対値が前記第２の閾値を超えた場合において、前記第１の差が負の値であり且つ前記第２の差が正の値である場合又は前記第１の差が正の値であり且つ前記第２の差が負の値である場合に、前記第１のトルク指令値の変動幅が前記第１の変動幅の範囲内に収まり、前記第２のトルク指令値の変動幅が前記第２の変動幅の範囲内に収まるように、前記第１の回転速度目標値を補正する補正手段と、を有する特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トナー像を転写する際の感光ドラム及び中間転写ベルトをそれぞれ駆動するモータのトルク変動を極力抑え、画質の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置における感光ドラムの駆動系と中間転写ベルトの駆動系の構成を示す図である。
【図３】図１の画像形成装置における感光ドラムと中間転写ベルトの構成例を示す図である。
【図４】図１４に示される感光ドラム及び中間転写ベルトの周速度差とモータで発生するトルクの関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係る、感光ドラムの回転速度目標値を補正する駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の駆動制御系による感光ドラムの回転速度目標値の補正処理の全体像を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ１２００のために感光ドラムと中間転写ベルトとの間にトナーが入ったことを確定させる処理フローチャートである。
【図８】図６のフローチャートに従う処理の実行前に行う前処理のフローチャートである。
【図９】図４の補正目標点での周速度差でプリント動作を行ったときのＰＷＭ値の変化を示す図である。
【図１０】通常のプリント動作時と図８のステップＳ１００２及びステップＳ１００３の処理時における感光ドラムと１次転写ローラの状態を示す図である。
【図１１】周速度差に無関係な、中間転写ベルトを駆動するモータのＰＷＭ値の変化を示す例である。
【図１２】周速度差に無関係な、感光ドラムを駆動するモータのＰＷＭ値の変化を示す例である。
【図１３】従来の感光ドラム及び中間転写ベルトの駆動制御系の構成を示すブロック図である。
【図１４】図３（ａ）の構成において、感光ドラム及び中間転写ベルトの周速度に差がある場合のＰＷＭ値の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１５】
＜画像形成装置の概略構造＞
図１は、本実施形態に係る、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。この画像形成装置は、複数の像形成部、すなわち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの像形成部を有しており、各像形成部の構成は同等である。そのため、図１中の符号の後に付されているＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ（例えば、符号「１００Ｙ」の「Ｙ」）はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の像形成部に対応するものであり、以下の説明においては、適宜、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。
【００１６】
画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１００、１次帯電器１２、露光部１０、現像器１１、感光ドラム１００と対向するように配置された転写ローラである１次転写ローラ１０３を備えている。また、画像形成装置は、クリーナ１３（感光ドラム用）、中間転写ベルト１０１、クリーナ１６（中間転写ベルト用）、２次転写ローラ１０４，１０５、定着器２０を備えている。
【００１７】
１次帯電器１２によって感光ドラム１００を一様に帯電させた後、画像信号に応じた露光が露光部１０によって感光ドラム１００に対して行われ、これにより感光ドラム１００上に静電潜像が形成される。静電潜像は現像器１１によって現像され、トナー像が形成される。感光ドラム１００上の各トナー像は、中間転写ベルト１０１を挟んで感光ドラム１００と対向するように配置された１次転写ローラ１０３を感光ドラム１００側に押圧することによって中間転写ベルト１０１に重ねて転写される。
【００１８】
中間転写ベルト１０１上に重ねられたトナー像は更に２次転写ローラ１０４，１０５によって記録材Ｐに転写される。感光ドラム１００上に残った残トナーはクリーナ１３によって回収され、中間転写ベルト１０１に残った残トナーはクリーナ１６によって回収される。記録材Ｐに転写されたトナー像は、定着器２０によって定着され、カラー画像が得られる。
【００１９】
＜感光ドラム１００の駆動系と中間転写ベルト１０１の駆動系＞
図２は、感光ドラム１００の駆動系（ａ）と中間転写ベルト１０１の駆動系（ｂ）の構成を示す図である。感光ドラム１００の駆動系では、図２（ａ）に示されるように、第１のモータであるモータ１２０のトルクをギア１２１を介してドラム軸１２２に伝達させている。ドラム軸１２２には、感光ドラム１００と感光ドラム１００の回転速度を検出するロータリエンコーダ１２３とが直結されている。なお、感光ドラム１００の回転速度を検出することは、感光ドラム１００の周速度を検出することに等しい。
【００２０】
中間転写ベルト１０１の駆動系では、図２（ｂ）に示されるように、第２のモータであるモータ１３０のトルクをギア１３１を介してベルトローラ軸１３２に伝達させている。ベルトローラ軸１３２には、中間転写ベルト１０１を回転させる回転体であるベルトローラ１０２とベルトローラ１０２の回転速度を検出するロータリエンコーダ１３３とが直結されている。中間転写ベルト１０１の駆動系では、モータ１３０がベルトローラ１０２を回転させることで、中間転写ベルト１０１が回転する。なお、ベルトローラ１０２の回転速度を検出することは、中間転写ベルト１０１の周速度を検出することに等しい。
【００２１】
＜感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１の構成例＞
図３は、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１の構成例を示す図である。図３（ａ）の構成では、ベルトローラ１０２ａがモータ１３０により駆動されるベルトローラ１０２（図２（ｂ）参照）であり、ベルトローラ１０６ａはモータによって駆動されない。一方、図３（ｂ）の構成では、ベルトローラ１０６ｂがモータ１３０により駆動されるベルトローラ１０２（図２（ｂ）参照）であり、ベルトローラ１０２ｂはモータによって駆動されない。
【００２２】
ここで、図３（ａ），（ｂ）の各構成において、中間転写ベルト１０１の周速度と感光ドラム１００の周速度との差が中間転写ベルト１０１に与える影響について簡単に説明する。図３（ａ）の構成において感光ドラム１００の周速度が中間転写ベルト１０１の周速度よりも小さい（以下「周速度差が負」という）場合、ベルトローラ１０２ａは中間転写ベルト１０１を感光ドラム１００と１次転写ローラ１０３との間に押し込もうとする。その結果、図３（ａ）において破線で示されるように、中間転写ベルト１０１には感光ドラム１００と接する手前で撓み１１０が生じ、これがトナー像の転写不良の原因となり、ひいては、記録材Ｐにおけるトナー画像の中抜けの原因となる。
【００２３】
図３（ｂ）の場合、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との周速度差に起因する撓みの関係は、図３（ａ）の場合とは逆になる。すなわち、図３（ｂ）の構成において感光ドラム１００の周速度が中間転写ベルト１０１の周速度よりも大きい場合（周速度差が正の場合）、感光ドラム１００が中間転写ベルト１０１をベルトローラ１０６ｂ側へ押し出そうとする。これにより、中間転写ベルト１０１には感光ドラム１００を抜けたところで、破線で示される撓み１１０が生じる。
【００２４】
本発明は、図３（ａ）に示した構造に対して適用される。そのため、以下の説明では、図１に示した画像形成装置に対して、図３（ａ）の構成が適用されているものとする。
【００２５】
上述した中間転写ベルト１０１での撓み１１０の発生を回避する方法として、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１の周速度差をなくす方法がある。周速度差がない場合、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との接触面に摩擦係数の小さいトナーが入った場合でも、摩擦力の急激な変化が発生しない。よって、感光ドラム１００を回転させるモータに急激なトルク変動が起こらず、安定したトナー像の１次転写が可能になる。
【００２６】
感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１とを同じ周速度で回転させるためには、ドラム軸１２２とベルトローラ軸１３２を指定の回転速度で回転させなければならない。しかし、感光ドラム１００や中間転写ベルト１０１の駆動系では、ロータリエンコーダ１２３，１３３や感光ドラム１００の径等のバラツキや経年変化によって、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１それぞれの周速度を等しくすることができないことがある。そこで、本発明では、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１の周速度差を小さく抑えるために、感光ドラム１００の回転速度目標値を補正する。
【００２７】
その具体的な実施形態について説明する前に、従来の感光ドラム１００の周速度の制御方法について、以下に説明する。これは、以下に説明する従来技術を本発明の実施形態でも用いているからであり、本実施形態についての理解にも寄与するからでもある。
【００２８】
図１３は、従来の感光ドラム及び中間転写ベルトの駆動制御系の構成を示すブロック図である。演算装置３２０は、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１の周速度を検出するために、感光ドラム１００とベルトローラ１０２の回転速度をそれぞれロータリエンコーダ１２３及びロータリエンコーダ１３３によって取得する。演算装置３２０は、記憶装置３２１に予め記憶されている感光ドラム１００の回転速度目標値と現在の回転速度との偏差を求め、その偏差に基づいたトルク指令値（第１のトルク指令値）を駆動ドライバ３００に入力する。同様に、演算装置３２０は、記憶装置３２１に予め記憶されているベルトローラ１０２の回転速度目標値と現在の回転速度との偏差を求め、その偏差に基づいたトルク指令値（第２のトルク指令値）を駆動ドライバ３１０に入力する。
【００２９】
いずれのトルク指令値も、スイッチング動作によって印加する平均電圧を調整可能なＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号のＤｕｔｙ比（印加するパルス幅）の大きさ（以下「ＰＷＭ値」という）又は電流値で表される。ここで、トルクはモータに供給する電流値に比例し、電流値は印加する電圧に比例するため、トルクはＰＷＭ値に対して比例する。そこで、本実施形態では、ＰＷＭ値をトルク指令値とする。
【００３０】
トルク指令値としてのＰＷＭ値が入力された駆動ドライバ３００，３１０はそれぞれ、感光ドラム１００を回転させるモータ１２０とベルトローラ１０２を回転させるモータ１３０にそれぞれ駆動信号を入力する。これにより、感光ドラム１００とベルトローラ１０２の回転速度制御、すなわち感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１の周速度制御が行われる。
【００３１】
図１４は、図３（ａ）の構成において、感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１の周速度に差がある場合のＰＷＭ値の変化を示す図である。図１４（ａ）は、周速度差が負の状態でプリント動作（１次転写）を実行したときのＰＷＭ値の変化を示している。感光ドラム１００の周速度は中間転写ベルト１０１の周速度より小さいので、感光ドラム１００には中間転写ベルト１０１によって引っ張られる力が作用している。
【００３２】
この状態で感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との間に摩擦係数の小さいトナーが入ると、中間転写ベルト１０１と感光ドラム１００とが滑ることによって、中間転写ベルト１０１が感光ドラム１００を引っ張る力が小さくなる。これにより、感光ドラム１００を回転させるモータ１２０を駆動するためのＰＷＭ値２１１は増加し（最大値：Ｄｐ＿ｔｏｎ）、中間転写ベルト１０１を回転させるモータ１３０を駆動するためのＰＷＭ値２１２は減少する（最小値の平均値：Ｂｐ＿ｔｏｎ）。一方、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との間からトナーがなくなると、中間転写ベルト１０１が感光ドラム１００を引っ張る力が回復する。これにより、感光ドラム１００を回転させるモータ１２０を駆動するためのＰＷＭ値２１１は減少し（最小値の平均値：Ｄｐ＿ｔｏｆｆ）、中間転写ベルト１０１を回転させるモータ１３０を駆動するためのＰＷＭ値２１２は増加する（最大値：Ｂｐ＿ｔｏｆｆ）。
【００３３】
図１４（ｂ）は、周速度差が正の状態でプリント動作（１次転写）を実行させたときのＰＷＭ値の変化を示している。感光ドラム１００の周速度は中間転写ベルト１０１の周速度より大きいので、中間転写ベルト１０１には感光ドラム１００と１次転写ローラ１０３との間に引き込まれる力（感光ドラム１００が中間転写ベルト１０１を引っ張る力）が作用している。この状態で感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との間に摩擦係数の小さいトナーが入ると、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１とが滑ることによって、感光ドラム１００のＰＷＭ値２１１は減少し、中間転写ベルト１０１のＰＷＭ値２１２は増加する。一方、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１間からトナーがなくなると、感光ドラム１００が中間転写ベルト１０１を引っ張る力が回復するので、感光ドラム１００のＰＷＭ値２１１は増加し、中間転写ベルト１０１のＰＷＭ値２１２は減少する。
【００３４】
よって、図３（ａ）の構成に図１３の駆動制御系を適用した場合において、周速度差が正のときには、中間転写ベルト１０１に撓みは発生しないが、周速度差が大きいと、１次転写の際の大きなトルク変動が生じる。そのため、回転速度制御であるフィードバック制御では遅れが生じるため、回転速度が変動した瞬間の回転速度変動を打ち消すことができず、これがトナー像に位置ずれとして表れてしまう。また、トルク変動は駆動制御系を不安定にさせてしまい、画像を劣化させてしまうことがある。
【００３５】
図４は、図１４を参照して説明した感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１の周速度差とモータ１２０，１３０で発生するトルクの関係を示す図である。感光ドラム１００を回転させるモータ１２０で発生するトルク２０１とベルトローラ１０２を回転させるモータ１３０で発生するトルク２０２の交点２００は、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１とが互いに接する面での周速度が等しくなる点である。
【００３６】
上述した中抜け防止を考慮すると、交点２００よりも少しだけ感光ドラム１００の周速度が大きい周速度差（以下「補正目標点」という）２０３で、感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１の周速度を制御することが望ましい。そのために、目標とする周速度差を得るための感光ドラム１００の回転速度目標値（第１の回転速度目標値）とベルトローラ１０２の回転速度目標値（第２の回転速度目標値）を定める。そして、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との周速度差が小さく、且つ、モータ１２０，１３０におけるトルク変動が最も小さく抑えられるように、感光ドラム１００の回転速度目標値を補正する。以下に、その方法について詳述する。
【００３７】
＜感光ドラム１００を回転させるモータ１２０の回転速度の制御＞
［駆動制御系のブロック図］
図５は、本実施形態に係る、感光ドラム１００の回転速度目標値を補正する駆動制御系の構成を示すブロック図である。この駆動制御系は、図１３に示した従来の駆動制御系に、周速度差の有無を判別する比較器３２２を新たに加えた構成となっている。そのため、図１３と共通する構成については、その説明を省略する。
【００３８】
感光ドラム１００の回転速度目標値は記憶装置３２１に記憶されている。感光ドラム１００の回転速度目標値の補正処理（以下、適宜「目標値補正処理」という）中に、図１３及び図１４を参照して説明した回転速度制御と同様にして演算装置３２０からＰＷＭ値が出力される。演算装置３２０は、ＰＷＭ値の幾つかを駆動ドライバ３００，３１０に加えて、記憶装置３２１に記憶させ、演算装置３２０は記憶したＰＷＭ値が所定数（予め定められた数）になったときに平均値を算出する。
【００３９】
比較器３２２は、算出した平均値がトナーの有無によってどのように変化しているのかを判別する。その判別結果に基づいて、演算装置３２０は、目標値補正処理を行うか否かを判断する。演算装置３２０は、目標値補正処理を行うと判断した場合、記憶装置３２１に記憶されている感光ドラム１００の回転速度目標値を補正した値で上書きする。
【００４０】
具体的には、概略、比較器３２２は、図１４に示したプリント動作中のＰＷＭ値の変動の上限値の平均値と下限値の平均値とを別々に取得し、取得した平均値からＰＷＭ値の変化の大きさを求める。そして、感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１のＰＷＭ値の変動幅がそれぞれ、予め定められた変動幅ＤＤ（第１の変動幅）及び変動幅ＢＢ（第２の変動幅）の範囲内に収まるように、演算装置３２０が感光ドラム１００の回転速度目標値を補正する。なお、変動幅ＤＤ，ＢＢについては、図９を参照して後に説明する。
【００４１】
［感光ドラム１００の回転速度目標値の補正処理］
図６は、感光ドラム１００の回転速度目標値の補正処理の全体像（全体的な流れ）を示すフローチャートである。この図６のフローチャートに示される処理は、通常のプリント動作中ではなく、トナーを流し続けた状態（中間転写ベルトにトナーが載っている状態）で行われる。
【００４２】
なお、トナーを流さない状態において感光ドラム１００を回転させるモータ１２０を駆動するためのＰＷＭ値の平均値Ｄｐ＿ｔｏｆｆ及び中間転写ベルト１０１を回転させるためのＰＷＭ値の平均値Ｂｐ＿ｔｏｆｆは、既に求められているものとする。また、これらのＰＷＭ値のバラツキ（ノイズ）の大きさを示す標準偏差の３倍値（Ｄｐ＿ｓｔｄ３（第１の閾値）、Ｂｐ＿ｓｔｄ３（第２の閾値））も既に求められているものとする。標準偏差の３倍値（Ｄｐ＿ｓｔｄ３、Ｂｐ＿ｓｔｄ３）については、後に図８を参照して説明する。
【００４３】
更に、感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１を回転させるモータ１２０及びモータ１３０を駆動するための各ＰＷＭ値の変動幅をそれぞれＤＤ，ＢＢとする。これらの変動幅ＤＤ，ＢＢの値は、予め求められており、製品（画像処理装置）の生産時に記憶装置３２１に書き込まれている。図９に、図４の補正目標点２０３での周速度差でプリント動作を行ったときのＰＷＭ値の変化を示す。
【００４４】
目標値補正処理では、最初に、演算装置３２０は、感光ドラム１００を回転させるモータ１２０を駆動するためのＰＷＭ値Ｄｐ＿ｔｏｎと中間転写ベルト１０１を回転させるモータ１３０を駆動するためのＰＷＭ値Ｂｐ＿ｔｏｎを取得する（ステップＳ１２００）。すなわち、図１４（ａ）に示されるＤｐ＿ｔｏｎ及びＢｐ＿ｔｏｎに相当するＰＷＭ  Ｄｕｔｙ比を取得する。ステップＳ１２００の処理のために、演算装置３２０は、トナーが感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との間にあるときのモータ１２０，１３０の駆動に用いられるＰＷＭ値を一定間隔でサンプリングする。サンプリングした値はノイズ成分を含むため、平均化される。このステップＳ１２００の詳細については、後に、図７を参照して詳細に説明する。
【００４５】
次に、演算装置３２０は、感光ドラム１００に関して、トナーがないときのＰＷＭ値の既知の平均値とステップＳ１２００で求めたトナーがあるときのＰＷＭ値の平均値との差（変動幅）から予め定められた変動幅ＤＤを差し引いた差ｄＤｐ（第１の差）を求める。また、中間転写ベルト１０１に関して、トナーがないときのＰＷＭ値の既知の平均値とステップＳ１２００で求めたトナーがあるときのＰＷＭ値の平均値との差（変動幅）から予め定められた変動幅ＢＢを差し引いた差ｄＢｐ（第２の差）を求める（ステップＳ１２０１）。具体的には、差ｄＤｐ＝Ｄｐ＿ｔｏｎ−Ｄｐ＿ｔｏｆｆ−ＤＤ、差ｄＢｐ＝Ｂｐ＿ｔｏｆｆ−Ｂｐ＿ｔｏｎ−ＢＢ、により求められる。
【００４６】
次に、感光ドラム１００に関して、比較器３２２は、予め求めておいたＰＷＭ値のバラツキの大きさを示す標準偏差の３倍値Ｄｐ＿ｓｔｄ３（第１の閾値）とステップＳ１２０１で求めたＰＷＭ値の差ｄＤｐの絶対値｜ｄＤｐ｜（第１の絶対値）とを対比する。同様に、中間転写ベルト１０１に関して、３倍値Ｂｐ＿ｓｔｄ３（第２の閾値）とステップＳ１２０１で求めたＰＷＭ値の差ｄＢｐの絶対値｜ｄＢｐ｜（第２の絶対値）とを対比する（ステップＳ１２０２）。これは、ＰＷＭ値のバラツキによる誤検知をなくすためであり、具体的には、第１の絶対値｜ｄＤｐ｜が３倍値Ｄｐ＿ｓｔｄ３よりも大きいか、又は、第２の絶対値｜ｄＢｐ｜が３倍値Ｂｐ＿ｓｔｄ３よりも大きいかを判定する。
【００４７】
｜ｄＤｐ｜がＤｐ＿ｓｔｄ３よりも大きくなく、且つ、｜ｄＢｐ｜がＢｐ＿ｓｔｄ３よりも大きくない場合（Ｓ１２０２で“ＮＯ”）、演算装置３２０は、ＰＷＭ値のバラツキの範囲内である判断し、目標値補正処理を行わずに、処理を終了させる。｜ｄＤｐ｜がＤｐ＿ｓｔｄ３よりも大きいか、又は、｜ｄＢｐ｜がＢｐ＿ｓｔｄ３よりも大きい場合（Ｓ１２０２で“ＹＥＳ”）、演算装置３２０は処理をステップＳ１２０３へ進める。
【００４８】
ステップＳ１２０３では、演算装置３２０は、ステップＳ１２０１で求めたｄＤｐとｄＢｐの各値が正であるか負であるかによって、ＰＷＭ値の変化が図１４に示したような変動か否かを判断する。具体的には、ｄＤｐが負で且つｄＢｐが正、又は、ｄＤｐが正で且つｄＢｐが負であるか否かが判断され、この条件が満たされない場合（Ｓ１２０３で“ＮＯ”）、演算装置３２０は、周速度差によるＰＷＭ値の変動でないと判断し、目標値補正処理を終了させる。一方、ｄＤｐが負で且つｄＢｐが正、又は、ｄＤｐが正で且つｄＢｐが負である場合（Ｓ１２０３で“ＹＥＳ”）、演算装置３２０は、感光ドラム１００の回転速度の目標値Ｖｒｅｆを補正する（ステップＳ１２０４）。
【００４９】
ステップＳ１２０４において、演算装置３２０は、具体的には、トナーによるＰＷＭ値の変化分を用いて補正前の回転速度目標値を補正する。差ｄＤｐをＤｐ＿ｔｏｆｆで除した商を更に２で除した値（（ｄＤｐ／Ｄｐ＿ｔｏｆｆ）／２）を補正前の回転速度目標値に加算して補正後の回転速度目標値とする。すなわち、Ｖｒｅｆ［補正後］＝Ｖｒｅｆ［補正前］＋（ｄＤｐ／Ｄｐ＿ｔｏｆｆ）／２）、によって、回転速度目標値を補正する。こうして、感光ドラム１００の回転速度の目標値を補正することにより、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との周速度差の変化を小さく抑えることができる。
【００５０】
［ステップＳ１２００の関連処理］
図６のステップＳ１２００では、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との間にトナーがあるときに、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１とをそれぞれ回転させるためにモータ１２０，１３０を駆動するＰＷＭ値を取得する必要がある。図７は、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との間にトナーが入ったことを確定させる処理フローチャートである。
【００５１】
最初に、演算装置３２０は、中間転写ベルト１０１にトナーを転写する処理を開始する（ステップＳ１１００）。演算装置３２０は、ステップＳ１１００における露光処理の開始信号をトナー転写の開始信号とし、そこからの経過時間をカウントする（ステップＳ１１０１）。そして、演算装置３２０は、感光ドラム１００の回転速度目標値からトナーが中間転写ベルト１０１に転写されるまでの時間（転写時間Ｔｏｎ）を推定する（ステップＳ１１０２）。例えば、露光は感光ドラム１００の上部で行われるため、感光ドラム１００が半周する時間を転写時間Ｔｏｎとする。
【００５２】
次に、演算装置３２０は、トナー転写の開始からの経過時間が所定時間を経過したか否か判断する（ステップＳ１１０３）。この所定時間は、転写時間Ｔｏｎを基にして定められ、本実施形態では、トナーが確実に感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との間に来るように、転写時間Ｔｏｎを２倍した時間をこの所定時間とする。
【００５３】
経過時間が所定時間を経過した場合（Ｓ１１０３で“ＹＥＳ”）、演算装置３２０は、トナーが感光ドラム１００−中間転写ベルト１０１間にある状態になったと判断し、本処理を終了して、ステップＳ１２００の処理を実行する。経過時間が所定時間を経過するまでは（Ｓ１１０３で“ＮＯ”）、演算装置３２０は、経過時間が所定時間を経過するまで待機状態（処理をステップＳ１１０３に戻す）。なお、感光ドラム１００の回転速度目標値の補正処理が終了するまで、本処理で中間転写ベルト１０１に転写されたトナーは用紙に出力されることなく、中間転写ベルト１０１上に転写された状態が維持される。
【００５４】
［ステップＳ１２００の開始前処理］
図８は、図６のフローチャートに従う処理の実行前に行う前処理のフローチャートである。図８のフローチャートによる処理では、トナーを流さない状態（中間転写ベルト１０１にトナーが転写されていない状態）で、図１４を参照して説明したＰＷＭ値Ｄｐ＿ｔｏｆｆ、Ｂｐ＿ｔｏｆｆを求める。また、これらのＰＷＭ値のノイズの大きさＤｐ＿ｓｔｄ３、Ｂｐ＿ｓｔｄ３を求める。
【００５５】
先ず、演算装置３２０は、画像処理装置の電源を入れた際の準備運転の状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０００）。準備運転の状態ではない場合（Ｓ１０００で“ＮＯ”）、演算装置３２０は、本処理を終了させ、感光ドラム１００の回転速度目標値の補正処理を行わない。準備運転の状態である場合（Ｓ１０００で“ＹＥＳ”）、演算装置３２０は、現在の印刷枚数のカウンタ値が所定値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１００１）。
【００５６】
カウンタ値が所定値を超えていない場合（Ｓ１００１で“ＮＯ”）、演算装置３２０は、前回の感光ドラム１００の回転速度目標値の補正処理を行ってからの感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１の駆動特性の変化が小さいとみなす。そのため、演算装置３２０は、感光ドラム１００の回転速度目標値の補正処理を行わなわずに本処理を終了させる。カウンタ値が所定値を超えている場合（Ｓ１００１で“ＹＥＳ”）、演算装置３２０は、処理をステップＳ１００２に進める。
【００５７】
ステップＳ１００２では、演算装置３２０は、周速度の補正対象となっている１つの感光ドラム（ここでは「感光ドラム１００Ｋ」であるとする）に対応する１次転写ローラ１０４Ｋを、プリント動作時と同じ圧力で感光ドラム１００Ｋに押圧する。同時に、補正対象となっていない他の感光ドラム、すなわち、感光ドラム１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃにそれぞれ対応する１次転写ローラ１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃを中間転写ベルト１０１から離間するように移動させる（ステップＳ１００３）。
【００５８】
図１０は、通常のプリント動作時とステップＳ１００２及びステップＳ１００３の処理時における感光ドラム１００と１次転写ローラ１０４の状態を示す図である。なお、図１０のような１次転写ローラ１０４の動作は不図示の動作手段により行われる。１次転写ローラ１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋの押圧／離間の動作は独立して行うことができるようになっている。
【００５９】
次に、演算装置３２０は、トナーを流していない状態で、感光ドラム１００Ｋ及び中間転写ベルト１０１を回転させるためにモータ１２０Ｋ及びモータ１３０Ｋを駆動するためのＰＷＭ値を一定間隔でサンプリング。そして、演算装置３２０は、サンプリングしたＰＷＭ値の平均値を算出し、算出した平均値を一時的に記憶する。そして、記憶した平均値のデータから更にＰＷＭ値の平均値（Ｄｐ＿ｔｏｆｆ，Ｂｐ＿ｔｏｆｆ）を求め、こうして求めたＰＷＭ値の平均値からバラツキの指標である標準偏差の３倍値（Ｄｐ＿ｓｔｄ３，Ｂｐ＿ｓｔｄ３）を求める（ステップＳ１００４）。これらの値が図６のステップＳ１２０１，Ｓ１２０２で使用される。
【００６０】
上記説明の通り、本実施形態では、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との周速度差を、感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１を回転させるための両方のＰＷＭ値の変化を用いて制御する。
【００６１】
これに対して、例えば、中間転写ベルト１０１へのトナーの載り量によってクリーナ１６（図１参照）での摩擦力が変化することで、中間転写ベルト１０１を回転させるためのモータ１３０を駆動するためのＰＷＭ値のみが変化する。
【００６２】
図１１は、周速度差に無関係な、中間転写ベルト１０１を駆動するモータ１３０のＰＷＭ値の変化を示す例である。図１１（ａ）のＰＷＭ値２１２の増加は、中間転写ベルト１０１にトナーが流れていない期間から流れている期間へ移る際に発生するモータ１３０のトルク変動例である。２次転写後、転写されずに中間転写ベルト１０１に残った余剰トナーにより、トナーを掻き取るクリーナ１６と中間転写ベルト１０１との間の摩擦力が低下するため、中間転写ベルト１０１を駆動させるモータ１３０のＰＷＭ値は小さくなる。
【００６３】
一方、図１１（ｂ）のＰＷＭ値２１２の減少は、中間転写ベルト１０１にトナーが流れている期間から流れていない期間へ移る際に発生するモータ１３０のトルク変動例である。この場合、図１１（ａ）とは逆に、中間転写ベルト１０１上の余剰トナーが少なくなることにより、中間転写ベルト１０１を駆動させるモータ１３０のＰＷＭ値が大きくなる。なお、これとは別の例として、２次転写時に用紙が中間転写ベルト１０１と２次転写ローラ１０４，１０５との間に突入する際のショックが、中間転写ベルト１０１を駆動するモータ１３０のＰＷＭ値を変動させることがある。
【００６４】
図１２は、周速度差に無関係な、感光ドラム１００を駆動するモータ１２０のＰＷＭ値の変化を示す例である。図１２（ａ）のＰＷＭ値２１１の減少は、感光ドラム１００にトナーが流れていない期間から流れている期間へ移る際に発生するモータ１２０のトルク変動例である。１次転写後、転写されずに感光ドラム１００に残った余剰トナーにより、感光ドラム１００上の余剰トナーを掻き取るクリーナ１３の摩擦力が低下し、感光ドラム１００を駆動させるモータ１２０のＰＷＭ値は小さくなる。
【００６５】
一方、図１２（ｂ）のＰＷＭ値２１１の増加は、感光ドラム１００にトナーが流れている期間から流れていない期間へ移る際に発生するモータ１２０のトルク変動例である。この場合、図１２（ａ）とは逆に、感光ドラム１００上の余剰トナーが少なくなることにより、感光ドラム１００を駆動させるモータ１２０のＰＷＭ値が大きくなることを示している。
【００６６】
このように、感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１を駆動するための各ＰＷＭ値の変化の一方のみを用いて周速度差の制御を行うと、周速度差の変化に起因するＰＷＭ値の変化だけでなく、その他の要因によってもＰＷＭ値が変化してしまう。本実施形態では、感光ドラム１００と中間転写ベルト１０１との周速度差の制御を、感光ドラム１００及び中間転写ベルト１０１を回転させるための両方のＰＷＭ値の変化を用いて行うことで、この問題を回避している。
【００６７】
以上に説明した通り、本実施形態によれば、１次転写の際の感光ドラム１００のトルク変動を小さく抑えることができるので、これにより、感光ドラム１００から中間転写ベルト１０１へのトナー像の転写精度を安定して高く維持することができる。これにより、記録材（用紙）へ転写したときの画質を安定させることができる。本発明は、１次転写の際の感光ドラム１００のトルク変動が起こりやすい画像形成装置、すなわち、中間転写ベルト１０１として摩擦係数の大きな弾性ベルトを用いた画像形成装置に対して、特に有用である。
【００６８】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
【００６９】
本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００７０】
１００    感光ドラム
１０１    中間転写ベルト
１０２    ベルトローラ
１０３    １次転写ローラ
１２０    モータ（感光ドラム回転用）
１３０    モータ（中間転写ベルト回転用）
２０３    補正目標点
３２０    演算装置
３２２    比較器
【図１】
2012242434.tif 000003
【図２】
2012242434.tif 000004
【図３】
2012242434.tif 000005
【図４】
2012242434.tif 000006
【図５】
2012242434.tif 000007
【図６】
2012242434.tif 000008
【図７】
2012242434.tif 000009
【図８】
2012242434.tif 000010
【図９】
2012242434.tif 000011
【図１０】
2012242434.tif 000012
【図１１】
2012242434.tif 000013
【図１２】
2012242434.tif 000014
【図１３】
2012242434.tif 000015
【図１４】
2012242434.tif 000016