JP2012032620A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像形成装置において、画質の劣化を防止するとともに、感光ドラムの回転位相制御に要する時間を軽減する。
【解決手段】画像形成装置は、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄに中間転写ベルト１０４が当接した状態で画像形成を行う。感光ドラムの回転位相が位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄで検知され、制御部はその検知結果に基づいて回転位相差を検知する。制御部は検知回転位相差に基づいて感光ドラムの位相制御を実行する際、検知回転位相差が予め規定された位相差閾値を越えていると感光ドラムと中間転写ベルトとを離間状態として位相制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、及びＦＡＸ等の画像形成装置に関し、特に、カラー画像形成装置において、感光ドラム等の像担持体の回転位相制御に関する。

近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置（複写機、プリンタ、及びＦＡＸ等）において、モノクロ機（モノクロ画像形成装置）からカラー機（カラー画像形成装置）へのシフトが行われている。

一般に、カラー画像形成装置においては、所謂１ドラム型とタンデム型が知られている。タンデム型では、所定の方向に配列された像担持体である複数の感光ドラムの各々に、各色のトナー像を形成する。そして、これら各色のトナー像を順次像担持体の１つである中間転写体（中間転写ベルト）に転写してカラートナー像を形成する。そして、中間転写ベルト上のカラートナー像を記録媒体（例えば、記録用紙）に転写してカラー画像を形成する。ここでは、感光ドラム及び中間転写ベルトともに像担持体である。

タンデム型は、小型化及びコストの面で１ドラム型より劣るものの、各色を独立させて画像形成が行えるので、画像形成の高速化に向いている。このため、カラー画像形成装置においては、画像形成速度の観点からモノクロと同程度の画像形成速度が得られるタンデム型が注目されている。

ところで、タンデム型のカラー画像形成装置においては、その複数の感光ドラムから各色のトナー像を中間転写ベルト上に重ね合わせるという構成上、各色のトナー像の位置が一致しないことがある。その結果、タンデム型のカラー画像形成装置においては、色ずれが生じて画質が低下してしまう。特に、回転体である感光ドラムの軸のフレ、感光ドラムの回転ムラ、及び中間転写ベルトの速度ムラ等に起因して周期的な色ずれが発生しやすい。

このような周期的な色ずれを防止するため、各色の感光ドラムの回転位相を個別に制御することが行われている。

ところが、画像形成の際には、感光ドラムと中間転写ベルトとが接触している関係上、接触した状態で回転位相制御を行うと、感光ドラム及び中間転写ベルトが摩擦によって傷つく恐れがある。そして、感光ドラム及び中間転写ベルトに傷つきが生じると、画質が劣化してしまうことになる。

このような摺擦による傷つきを防止するため、複数の感光ドラムの回転位相を調整する際、感光ドラムと中間転写体ベルトとを離間させるようにしたものがある（特許文献１参照）。

さらには、感光ドラムと中間転写ベルトとが接触した状態においても傷つきが発生しないようにするため、感光ドラム及び中間転写ベルトの回転速度差による摩擦によって感光ドラム及び中間転写ベルトの寿命を著しく短くしない程度に異なる回転速度で感光ドラムを回転させつつ、感光ドラムの回転位相差（以下、単に位相差とも呼ぶ）を補正するようにしたものがある（特許文献２参照）。

特開２００７−４７３１１号公報 特開２００１−１３４０３９号公報

ところで、特許文献１に記載の手法では、感光ドラムと中間転写ベルトとを離間させた状態で感光ドラムの回転位相制御を行えば、感光ドラムと中間転写ベルトとの回転速度差による摩擦によって傷つきを防止できる。しかしながら、中間転写ベルトの離間及び当接動作に時間が掛かってしまい、その結果、記録媒体に画像を転写して出力するまでに要する時間が長くなってしまう。

一方、特許文献２に記載の手法においては、摩擦に起因する傷つきを防止するためには、感光ドラムの回転速度を上げることなく位相差の補正を行うる必要がある。このため、特に感光ドラム相互の位相差が大きいと、感光ドラムの回転位相制御に時間が掛かってしまう。

このように、上記の手法ともに、傷つき（つまり、画質の劣化）と回転位相制御に要する時間の軽減との両方を達成することが難しいとして課題がある。

従って、本発明の目的は、画質の劣化を防止するとともに回転位相制御に要する時間を軽減することのできる画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による画像形成装置は、回転駆動されて、各色のトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接しつつ、前記像担持体に形成されたトナー像が重ね合わされてカラートナー像として転写される転写体とを有し、前記カラートナー像を記録用紙に転写して画像形成を行うようにした画像形成装置において、前記像担持体と前記転写体とが当接する当接状態、及び前記像担持体と前記転写体とが離間する離間状態のいずれかの状態に切り替える当接離間手段と、前記像担持体の回転位相差を検知する位相差検知手段と、前記位相差検知手段によって検知された前記回転位相差に基づいて前記像担持体の位相制御を実行する際、前記回転位相差が予め規定された位相差閾値を越えていると前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを離間状態として前記位相制御を行い、前記回転位相差が前記位相差閾値以下であると、前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを当接状態に維持した状態で前記位相制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明による画像形成装置は、回転駆動されて、各色のトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接しつつ、前記像担持体に形成されたトナー像が重ね合わされてカラートナー像として転写される転写体とを有し、前記カラートナー像を記録用紙に転写して画像形成を行うようにした画像形成装置において、前記像担持体と前記転写体とが当接する当接状態、及び前記像担持体と前記転写体とが離間する離間状態のいずれかの状態に切り替える当接離間手段と、前記像担持体の回転位相差を検知する位相差検知手段と、少なくとも前記像担持体の寿命を優先する第１のモードと前記画像形成の結果を出力する出力速度を優先する第２のモードとのいずれか一方を選択する選択手段と、前記位相差検知手段によって検知された前記回転位相差に基づいて前記像担持体の位相制御を実行する際、前記第１のモードが選択されると前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを離間状態として前記位相制御を行い、前記第２のモードが選択されると前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを当接状態に維持した状態で前記位相制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の位相制御を行う際、画質の劣化を防止するとともに回転位相制御に要する時間を軽減することができるという効果がある。

本発明の実施の形態によるカラー画像形成装置の一例についてその構成を示す図である。 図１に示すカラー画像形成装置の制御系の一例を示すブロック図である。 図１に示すＫ感光ドラムの周辺を示す図であり、（ａ）は側方から示す図、（ｂ）は裏側から示す図である。 図１に示す感光ドラムの回転位相同期を説明するための図であり、（ａ）は図１に２つのドラム用駆動モータの位相が９０度ずれている状態を示す図、（ｂ）は図１に示す２つのドラム用駆動モータの位相を合わせた状態を示す図である。 図１に示す感光ドラムと中間転写ベルトとを当接した状態で位相制御を行った際の位相差と収束時間及び加速の割合とを示す図である。 図１に示すＹ、Ｍ、及びＣドラム用駆動モータ及びＫドラム用駆動モータの位相制御を行う際の動作タイミングを説明するための図であり、（ａ）は位相制御開始の際にＹ、Ｍ、及びＣドラム用駆動モータの位相がＫドラム用駆動モータよりも先行し、離間制御を行って位相制御を行う場合の動作タイミングを示す図、（ｂ）は位相制御開始の際にＫドラム用駆動モータの位相がＹ、Ｍ、及びＣドラム用駆動モータよりも先行し、離間制御を行うことなく位相制御を行う場合の動作タイミングを示す図である。 図１に示す画像形成装置において画像形成動作を実行した際の感光ドラムの位相制御と感光ドラム及び中間転写ベルトの当接離間制御の一例を説明するためのフローチャートである。 図１に示す画像形成装置において画像形成を開始する前の前処理の際の感光ドラムの位相制御と感光ドラム及び中間転写ベルトの当接離間制御の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態による画像形成装置の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態によるカラー画像形成装置の一例についてその構成を示す図である。

図１を参照して、図示のカラー画像形成装置は所謂タンデム型の画像形成装置であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の画像形成部１０９Ａ〜１０９Ｄを有している。そして、画像形成部１０９Ａ〜１０９Ｄは中間転写ベルト１０４の回転方向（搬送方向）に沿って配列されている。

画像形成部１０９Ａ〜１０９Ｄはそれぞれ像担持体の１つである感光体１０１ａ〜１０１ｄを有している。図示の例では、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃはドラム用駆動モータ１１１によって回転駆動され、感光ドラム１０１ｄはドラム用駆動モータ１０２ｄによって回転駆動される。

さらに、画像形成部１０９Ａ〜１０９Ｄは、それぞれレーザスキャナ１００ａ〜１００ｄ及び現像器１０９ａ〜１０９ｄを有している。なお、図示はしないが、画像形成部１０９Ａ〜１０９Ｄの各々には、帯電器及びクリーナ等が備えられている。

現像器１０９ａ〜１０９ｃはその内蔵する現像ローラ（図示せず）が現像用駆動モータ１１０によって駆動される。また、現像器１０９ｄはその内蔵する現像ローラ（図示せず）がドラム用駆動モータ１０２ｄによって駆動される。また、中間転写ベルト１０４を駆動するための駆動ローラ（中間転写ベルトローラともいう）１０５はドラム用駆動モータ１０２ｄによって駆動される。

中間転写ベルト１０４を挟んで、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向して、それぞれ一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄが配置されており、これら一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄは、後述するように、ドラム用駆動モータ１０２ｄ及び離間ソレノイド（図示せず）によって、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対して中間転写ベルト１０４を介して当接又は離間した位置に制御される。

なお、離間の場合には、一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄは、図中点線で示す位置に位置づけられる。この結果、中間転写ベルト１０４も感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと非当接の状態（離間状態）となる。

画像形成部１０９Ａには、感光ドラム１０１ａの回転位相を検知する位相検知センサ１０３ａが配置される。前述のように、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃは、ドラム用駆動モータ１１１で回転駆動されるので、これら感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃは常に同位相で回転する。また、画像形成部１０９Ｄには、感光ドラム１０１ｄの回転位相を検知する位相検知センサ１０３ｄが配置されている。

二次転写位置において、中間転写ベルト１０４は二次転写ローラ１０６に懸架されており、二次転写位置よりも記録媒体（以下、記録用紙又は単に用紙と呼ぶ）の搬送下流側には定着装置１０７が配置され、定着装置１０７に備えられた定着ローラ１０７ａは定着駆動モータ１０８によって回転駆動される。

いま、カラー画像形成装置に対してプリント指示が与えられると、各色の画像信号がそれぞれレーザスキャナ１００ａ〜１００ｄに送られる。ここで、画像形成部１０９Ａに注目すると、感光ドラム１０１ａは、図中反時計回りに回転駆動される。

感光ドラム１０１ａの表面は帯電器によって均一に帯電され、レーザスキャナ１００ａはＹ画像信号に応じて感光ドラム１０１ａをレーザ露光して、感光ドラム１０１ａの表面に静電潜像を形成する。

感光ドラム１０１ａ上の静電潜像は、現像器１０９ａによって現像されてＹトナー像とされる。そして、このＹトナー像は一次転写ローラ１１８ａによって、図中時計回りに回転駆動される中間転写ベルト（つまり、転写体）１０４上に転写される（一次転写）。

同様にして、順次感光ドラム１０１ｂ上に形成されたＭトナー像がＹトナー像に重ね合わされて、一次転写ローラ１１８ｂによって中間転写ベルト１０４上に転写される。続いて、感光ドラム１０１ｃ上に形成されたＣトナー像が一次転写ローラ１１８ｃによって中間転写ベルト１０４上に転写された後、感光ドラム１０１ｄ上に形成されたＫトナー像が一次転写ローラ１１８ｄによって中間転写ベルト１０４上に転写される。これによって、中間転写ベルト１０４上にはカラートナー像（一次転写像）が形成される。

なお、一次転写の後、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ上に残留する残留トナーはクリーナによって除去される。

中間転写ベルト１０４上の搬送速度に同期して、実線矢印で示すように、二次転写位置に用紙カセット（図示せず）用紙が搬送される。二次転写位置において、二次転写ローラ１０６によってカラートナー像が中間転写ベルト１０４から用紙に転写される（二次転写）。なお、二次転写の後、中間転写ベルト１０４に残留する残留トナーは、ベルトクリーナ（図示せず）によって除去される。

二次転写の後、用紙は定着装置１０７に送られて、定着ローラ１０７ａによって加熱される。これによって、用紙上のカラートナー像（二次転写像）が用紙に定着する。そして、用紙は排紙トレイ（図示せず）に排出される。

図２は、図１に示すカラー画像形成装置の制御系の一例を示すブロック図である。

図示の制御系はプリンタ制御部２０１及びモータ制御部２０４を有しており、モータ制御部２０４には、前述の位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄとドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄとが接続されている。

一方、プリンタ制御部２０１には、前述の定着器１０７、スキャナ１００ａ〜１００ｄ（図２おいては符号１００で一括して示されている）、離間ソレノイド１２０、定着駆動モータ１０８、及び現像用駆動モータ１１０が接続されている。さらに、プリンタ制御部２０１には、センサ類２０３、高圧電源２０９、通信コントローラ２０７、モータ類２０５、表示部２０６、及び電源２０２が接続されている。

通信コントローラ２０７はネットワーク等を介して外部のホストコンピュータ２０８に接続される。そして、プリンタ制御部２０１は通信コントローラ２０７を介してホストコンピュータ２０８と通信を行い、ホストコンピュータ２０８からプリンタ制御部２０１に対して印刷データが送られる。

電源２０２は画像形成装置の各部に電力を供給するためのものであり、センサ類２０３は画像形成装置の各部の状況（状態）を検知するためのものである。モータ類２０５は画像形成装置の駆動を要する各部の動力源である。表示部２０６は画像形成装置の動作状況をユーザに報知するためのものである。

モータ制御部２０４には、例えば、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、又はＣＰＵが搭載されている。モータ制御部２０４は、プリンタ制御部２０１から与えられる制御信号に応じてドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの始動及び停止制御を行う。さらに、モータ制御部２０４はプリンタ制御部２０１から与えられる速度指令信号と速度検知器（図示せず）の検知出力とを比較する。そして、モータ制御部２０４はその比較結果に基づいてドライバ（図示せず）を介して、ドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの速度制御を行う。

さらに、感光ドラムの位相を制御する必要がある場合は、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ位相検知センサ１０３ｄから出力される位相検知信号に基づいてそれぞれドラム用駆動モータ１０２ｄ及び１１１の速度制御を行う。

図３は、図１に示すＫ感光ドラム１０１ｄの周辺を示す図である。そして、図３（ａ）は側方から示す図であり、図３（ｂ）は裏側から示す図である。なお、Ｙ感光ドラム１０１ａ、Ｍ感光ドラム１０１ｂ、及びＣ感光ドラム１０１ｃの周辺も図３と同様であるので、ここでは、Ｋ感光ドラム１０１ｄに注目して説明する。

図３を参照して、Ｋ感光ドラム１０１ｄの回転軸１０１１は、例えば、回転支持部材１０１２に回転可能に支持されている。この回転軸１０１１には駆動ギア１１４が取り付けられている。そして、駆動ギア１１４はドラム用駆動モータ１０２ｄの回転軸１０２２に連結され、この回転軸１０２２は回転支持部材１０２１に回転可能に支持されている。この結果、ドラム用駆動モータ１０２ｄの駆動によって駆動ギア１１４を介して感光ドラム１０１ｄが回転する。

駆動ギア１１４にはフラグ部材１１３が形成されており、このフラグ部材１１３は駆動ギア１１４、つまり、感光ドラム１０１ｄの回転に応じて、円形の軌跡上を移動する。そして、この軌跡上に位相検知センサ１０３ｄが配置されている。

これによって、感光ドラム１０１ｄが１回転すると、フラグ部材１１３は位相検知センサ１０３ｄを一度通過して、発光部と受光部（ともに図示せず）とを有する位相検知センサ１０３ｄの光路を遮ることになる。つまり、感光ドラム１０１ｄが１回転する都度、位相検知センサ１０３ｄから位相検知信号が出力されることになる。

なお、感光ドラム１０１ｄの回転軸（シャフト）１０１１にフラグ部材１１３を設けて、フラグが位相検知センサを遮光するようにしてもよい。また、互いに幅の異なるフラグ部材１１３を複数形成して、感光ドラム１０１ｄが１回転する都度、互いにパルス幅の異なる位相検知信号を複数回出力するようにしてもよい。

図４は、図１に示す感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相同期を説明するための図である。そして、図４（ａ）は、図１にドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの位相が９０度ずれている状態を示す図であり、図４（ｂ）は、図１に示すドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの位相を合わせた状態を示す図である。

図４を参照して、画像形成装置の組み立てに当たっては、製造上に不可避的に生じる駆動ギアの偏心成分をキャンセルするように感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃを同位相で組み立てる。そして、１つの現像用駆動モータ１１０で現像器１０９ａ〜１０９ｃを駆動して、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃを同位相で回転させる。

このように、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃについては、同位相で回転させることができるものの、感光ドラム１０１ｄについて、別の駆動モータ１０２ｄで駆動されている関係上、図４（ａ）に示すように位相が大きくずれることがある。

このため、前述したように、位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄから出力される位相検知信号に基づいて、モータ制御部２０４はドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの回転制御を行う。これによって、図４（ｂ）に示すように、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相ずれをなくす。

図５は、図１に示す感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを当接した状態で位相制御を行った際の位相差（回転位相差）と収束時間及び加速の割合とを示す図である。

図５を参照すると、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃと感光ドラム１０１ｄとの位相差が大きくなると、その位相差を収束するための時間（収束時間）長くなることが分かる。なお、位相差が０°の場合において、収束時間が１０００ｍｓとなっているのは、位相差を検知するための検知時間を１０００ｍｓと設定しているためである。従って、この検知時間を短くすれば、収束時間は短くなる。

ドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの加速については、所定の加速の割合において飽和してしまうので、位相差が±１５０°以上においては加速の割合はほぼ変化しない。

ここでは、加速の割合が５％以下で、収束時間が２０００ｍｓ（１０００ｍｓは検知時間）以下であれば、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とが当接した状態（当接状態）で位相制御を行っても、摩擦による画像劣化に至らないことが確認できた。このため、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ、つまり、一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄの離間制御は位相差±２５°で行うものとする。但し、画像劣化については画像形成装置個々の性能によって異なるので、画像形成装置個々の性能を考慮して離間制御を実行する位相差を決定する必要がある。

図６は図１に示すドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの位相制御を行う際の動作タイミングを説明するための図である。そして、図６（ａ）は位相制御開始の際にドラム用駆動モータ１１１の位相がドラム用駆動モータ１０２ｄよりも先行し、離間制御を行って位相制御を行う場合の動作タイミングを示す図である。また、図６（ｂ）は位相制御開始の際にドラム用駆動モータ１０２ｄの位相がドラム用駆動モータよりも先行し、離間制御を行うことなく位相制御を行う場合の動作タイミングを示す図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）ともに位相差が２５°以内である場合である。

図２及び図６（ａ）を参照して、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄを用いて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃと感光ドラム１０１ｄとの回転位相差を検知回転位相差として検知する。回転位相差を検知した後、モータ制御部２０４は中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させる必要があるか否かについて判断する。ここでは、回転位相差が予め規定された位相差閾値（例えば、±２５°）を越えていると、モータ制御部２０４は中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させる必要があると判断することになる。

中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させる必要があると判断すると、モータ制御部２０４はその旨プリンタ制御部２０１に通知する。これによって、プリンタ制御部２０１は一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄの離間制御を行う（一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄを図１に破線で示す離間位置に移動させる）。

離間制御が終了すると、プリンタ制御部２０１はモータ制御部２０４に対して位相制御開始信号を出力する。この位相制御開始信号に応答して、モータ制御部２０４は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃと感光ドラム１０１ｄとの回転位相差が０°になるようにドラム用駆動モータ１１１又はドラム用駆動モータ１０２ｄを加速又は減速制御する。

図６（ａ）に示す例では、感光ドラム１０１ｄの回転が感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃよりも遅れているため、位相差制御開始信号が出力されると、モータ制御部２０４はドラム用駆動モータ１０２ｄを加速するか又はドラム用駆動モータ１１１を減速制御して、その位相差が０°になるようにする。そして、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄから出力される位相検知信号に応じて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相が一致すると、プリンタ制御部２０１に対して位相制御終了信号を出力する。

これによって、プリンタ制御部２０１は次の処理に移行する。例えば、プリンタ制御部２０１は一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄを離間位置から、実線で示す接触位置に移動させて、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを当接した状態とする。

続いて、図２及び図６（ｂ）を参照して、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄを用いて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃと感光ドラム１０１ｄとの回転位相差を検知する。回転位相差を検知した後、モータ制御部２０４は、前述のようにして、中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させる必要があるか否かについて判断する。

中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させる必要があると判断すると、モータ制御部２０４からプリンタ制御部２０１に対して離間制御が必要である旨の通知が行われる。図６（ｂ）に示す例では、プリンタ制御部２０１は、前述の離間制御を行うことなく、モータ制御部２０４に対して位相制御開始信号を出力する。この位相制御開始信号に応答して、モータ制御部２０４は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃと感光ドラム１０１ｄとの回転位相差が０°になるようにドラム用駆動モータ１１１又はドラム用駆動モータ１０２ｄを加速又は減速制御する。

図６（ｂ）に示す例では、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃの回転が感光ドラム１０１ｄよりも遅れているため、位相差制御開始信号が出力されると、モータ制御部２０４はドラム用駆動モータ１０２ｄを減速するか又はドラム用駆動モータ１１１を加速制御して、その位相差が０°になるようにする。そして、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄから出力される位相検知信号に応じて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相が一致すると、プリンタ制御部２０１に対して位相制御終了信号を出力する。これによって、プリンタ制御部２０１は次の処理に移行する。

続いて、画像形成装置において画像形成動作を実行した際の感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの位相制御と感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ及び中間転写ベルト１０４の当接離間制御について説明する。

図７は、図１に示す画像形成装置において画像形成動作を実行した際の感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの位相制御と感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ及び中間転写ベルト１０４の当接離間制御の一例を説明するためのフローチャートである。

図１、図２、及び図７を参照して、プリンタ制御部２０１はホストコンピュータ２０８又は操作部（図示せず）からプリント要求があったか否かについて監視している（ステップＳ１００１）。プリント要求がなければ（ステップＳ１００１において、ＮＯ）、プリンタ制御部２０１は待機する。

一方、プリント要求があると（ステップＳ１００１において、ＹＥＳ）、プリンタ制御部２０１は、プリント要求に基づいて画像形成（プリント）を行うために必要な前処理を行って、画像データに応じて画像形成を開始する（ステップＳ１００２）。

プリンタ制御部２０１は一頁のプリントが終了した後、次頁のプリントがあるか否かを判定する（ステップＳ１００３）。次頁のプリントがあると（ステップＳ１００３において、ＹＥＳ）、プリンタ制御部２０１はステップＳ１００２に戻って処理を続行する。

次頁のプリントがなければ（ステップＳ１００３において、ＮＯ）、プリンタ制御部２０１は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの除電及び画像形成装置内のクリーニング等の後処理を行う（ステップＳ１００４）。この際、プリンタ制御部２０１は、ドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの位相制御を行う。

まず、プリンタ制御部２０１からモータ制御部２０４に対して位相制御開始指令が与えられる。これによって、モータ制御部２０４は、前述のようにして、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転速度の位相差（回転位相差）を検知する（ステップＳ１００５）。そして、モータ制御部２０４は検知した位相差（検知位相差）と位相差閾値（例えば、±２５°）とを比較する（ステップＳ１００６）。

回転位相差が位相差閾値以下であると（ステップＳ１００６において、ＮＯ）、モータ制御部２０４は離間制御不要である旨プリンタ制御部２０１に通知する。これによって、前述したように、プリンタ制御部２０１は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを離間制御を行わない（つまり、当接状態を維持する）。その結果、モータ制御部２０４は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを当接した状態で、前述したようにして、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相を合わせる（ステップＳ１００７）。そして、回転位相の調整後（位相合わせ終了後：ステップＳ１００８）、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの除電及び画像形成装置内クリーニング等の後処理が終了すると（ステップＳ１００９）、プリンタ制御部２０１は処理を終了する。

一方、検知位相差が位相差閾値を越えていると（ステップＳ１００６において、ＹＥＳ）、モータ制御部２０４は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４との離間が必要であると判断する。つまり、回転位相差が位相差閾値を越えている場合には、中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄに当接した状態で回転位相制御を行うと、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４との摩擦によって、各々が傷付いてしまう恐れが高い。このため、モータ制御部２０４は回転位相制御を行うに当たって、モータ制御部２０４はプリンタ制御部２０１に対して離間制御が必要である旨通知する。

これによって、プリンタ制御部２０１は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを離間させる離間制御を実行する（ステップＳ１０１０）。その後、前述したように、位相制御開始信号がプリンタ制御部２０１からモータ制御部２０４に与えられる。そして、モータ制御部２０４は、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とが離間された状態で、前述したようにして、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相を合わせる（ステップＳ１０１１）。

回転位相の調整後（位相合わせ終了後：ステップＳ１０１２）、モータ制御部２０４は位相制御終了の旨をプリンタ制御部２０１に通知する。これによって、プリンタ制御部２０１は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを当接させる（ステップＳ１０１３）。その後、プリンタ制御部２０１は処理をステップＳ１００９に移行する。

続いて、画像形成装置において画像形成を開始する前の前処理の際の感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの位相制御と感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ及び中間転写ベルト１０４の当接離間制御について説明する。

図８は、図１に示す画像形成装置において画像形成を開始する前の前処理の際の感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの位相制御と感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ及び中間転写ベルト１０４の当接離間制御の一例を説明するためのフローチャートである。

図１、図２、及び図８を参照して、プリンタ制御部２０１はホストコンピュータ２０８又は操作部（図示せず）からプリント要求があったか否かについて監視している（ステップＳ２００１）。プリント要求がなければ（ステップＳ２００１において、ＮＯ）、プリンタ制御部２０１は待機する。

一方、プリント要求があると（ステップＳ２００１において、ＹＥＳ）、プリンタ制御部２０１は、画像形成に備えて必要となる高圧電源立上処理及び駆動モータ等の駆動源の立上処理等の前処理を開始する（ステップ２００２）。この際、プリンタ制御部２０１は、ドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの位相制御を行う。

まず、プリンタ制御部２０１からモータ制御部２０４に対して位相制御開始指令が与えられる。これによって、モータ制御部２０４は、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転速度の回転位相差を検知する（ステップＳ２００３）。そして、モータ制御部２０４は検知位相差と位相差閾値とを比較する（ステップＳ２００４）。

回転位相差が位相差閾値以下であると（ステップＳ２００４において、ＮＯ）、モータ制御部２０４は離間制御不要である旨プリンタ制御部２０１に通知する。これによって、プリンタ制御部２０１は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを離間制御を行わない。その結果、モータ制御部２０４は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを当接した状態で、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相を合わせる（ステップＳ２００５）。

そして、回転位相の調整後（ステップＳ２００６）、つまり、位相制御終了の旨の通知を受けると、プリンタ制御部２０１は立上処理が完了した時点で前処理終了とする（ステップＳ２００７）。そして、プリンタ制御部２０１はプリント要求に基づいて画像形成を開始する（ステップＳ２００８）。

プリンタ制御部２０１は一頁のプリントが終了した後、次頁のプリントがあるか否かを判定する（ステップＳ２００９）。次頁のプリントがあると（ステップＳ２００９において、ＹＥＳ）、プリンタ制御部２０１はステップＳ２００８に戻って処理を続行する。次頁のプリントがなければ（ステップＳ２００９において、ＮＯ）、プリンタ制御部２０１は処理を終了する。

一方、検知位相差が位相差閾値を越えていると（ステップＳ２００４において、ＹＥＳ）、モータ制御部２０４は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４との離間が必要であると判断する。そして、モータ制御部２０４はプリンタ制御部２０１に対して離間制御が必要である旨通知する。

これによって、プリンタ制御部２０１は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを離間させる離間制御を実行する（ステップＳ２０１０）。その後、位相制御開始信号がプリンタ制御部２０１からモータ制御部２０４に与えられる。そして、モータ制御部２０４は、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とが離間された状態で、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相を合わせる（ステップＳ２０１１）。

回転位相の調整後（ステップＳ２０１２）、モータ制御部２０４は位相制御終了の旨をプリンタ制御部２０１に通知する。これによって、プリンタ制御部２０１は感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを当接させる（ステップＳ２０１３）。その後、プリンタ制御部２０１は処理をステップＳ２００７に移行する。

以上のように、本発明の実施の形態では、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相制御を行う際、回転位相差の大きさに応じて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とを離間させるか否かを決定するようにしたので、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄにおいて相互の回転位相のずれ（つまり、回転位相差）が大きくなることが少ないことを考慮すれば、ファーストプリント時間を短くして、しかも画質劣化の少ない画像形成を行うことができる。

なお、上述の実施の形態では、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ間の回転位相差に応じて中間転写ベルト１０４を当接した状態又は離間させた状態で感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相を合わせる制御を行うようにした。一方、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ及び中間転写ベルト１０４の寿命を優先する場合には、プリンタ制御部２０１によって中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させた状態で、モータ制御部２０４は回転位相制御を行う。また、画像出力速度を優先する場合には、プリンタ制御部２０１によって中間転写ベルト１０４と感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄとを当接させた状態で、モータ制御部２０４は回転位相制御を行うようにしてもよい。そして、寿命優先の第１のモードと画像出力優先の第２のモードとを設けて、操作部等から第１及び第２のモードのいずれか一方を選択するようにすればよい。

上述の説明から明らかなように、図２に示す離間ソレノイド１２０が当接離間手段として機能し、位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄとモータ制御部２０４とが位相差検知手段として機能する。また、モータ制御部２０４及びプリンタ制御部２０１は制御手段としても機能する。さらに、プリンタ制御部２０１と操作部（図示せず）とは選択手段として機能する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、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。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を、画像生成装置コンピュータに実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、この制御プログラムを画像形成装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。

この際、制御方法及び制御プログラムは、少なくとも位相差検知ステップ及び制御ステップを有し、さらに、選択ステップを有するようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

また、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録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（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００ａ〜１００ｄ レーザスキャナ
１０１ａ〜１０１ｄ 感光ドラム
１０２ｄ，１１１ ドラム用駆動モータ
１０３ａ，１０３ｄ 位相検知センサ
１０４ 中間転写ベルト
１０６ 二次転写ローラ
１０７ 定着器
１１０ 現像用駆動モータ
１１３ フラグ部材
１１４ 駆動ギア
１１８ａ〜１１８ｄ 一次転写ローラ

このように、上記の手法ともに、傷つき（つまり、画質の劣化）と回転位相制御に要する時間の軽減との両方を達成することが難しいという課題がある。

上記の目的を達成するため、本発明による画像形成装置は、記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、トナー像が形成される第１の像担持体と、前記第１の像担持体とは異なる色のトナー像が形成される第２の像担持体と、前記第１の像担持体に形成されたトナー像及び前記第２の像担持体に形成されたトナー像が重ね合わされて転写される転写体と、前記転写体を前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体に当接させる当接手段と、前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体の回転位相差を検知する位相差検知手段と、前記位相差検知手段によって検知された前記回転位相差に基づいて前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体の位相を所定の関係にする位相制御を実行する際、前記回転位相差が所定範囲外にある場合は前記当接手段による前記当接を解除した状態で前記位相制御を行う一方、前記回転位相差が前記所定範囲内にある場合は前記当接手段により前記当接をさせた状態で前記位相制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明による画像形成装置は、記録媒体に画像形成を行う画像形成装置であって、トナー像が形成される第１の像担持体と、前記第１の像担持体とは異なる色のトナー像が形成される第２の像担持体と、前記第１の像担持体に形成されたトナー像及び前記第２の像担持体に形成されたトナー像が重ね合わされて転写される転写体と、前記転写体を前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体に当接させる当接手段と、前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体の回転位相差を検知する位相差検知手段と、前記位相差検知手段によって検知された前記回転位相差に基づいて前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体の位相を所定の関係にする位相制御を実行するモードとして、前記当接手段による前記当接を解除した状態で前記位相制御を行う第１のモードと、前記当接手段により前記当接をさせた状態で前記位相制御を行う第２のモードのいずれで実行するかの選択を受け付ける入力手段と、前記入力手段を用いて選択されたモードに応じて前記位相制御を実行する制御手段とを有することを特徴とする。

図４を参照して、画像形成装置の組み立てに当たっては、製造上不可避的に生じる駆動ギアの偏心成分をキャンセルするように感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃを同位相で組み立てる。そして、１つのドラム駆動モータ１１１で駆動して、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃを同位相で回転させる。

ここでは、加速の割合が５％以下で、収束時間が２０００ｍｓ（１０００ｍｓは検知時間）以下であれば、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄと中間転写ベルト１０４とが当接した状態（当接状態）で位相制御を行っても、摩擦による画像劣化に至らないことが確認できた。加速の割合５％及び収束時間２０００ｍｓに対応する位相差は、図５から、±２５°である。このため、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄ、つまり、一次転写ローラ１１８ａ〜１１８ｄの離間制御は位相差±２５°の範囲内で行うものとする。但し、画像劣化については画像形成装置個々の性能によって異なるので、画像形成装置個々の性能を考慮して離間制御を実行する位相差を決定する必要がある。

図６は図１に示すドラム用駆動モータ１１１及び１０２ｄの位相制御を行う際の動作タイミングを説明するための図である。そして、図６（ａ）は位相制御開始の際にドラム用駆動モータ１１１の位相がドラム用駆動モータ１０２ｄよりも先行し、離間制御を行って位相制御を行う場合の動作タイミングを示す図である。また、図６（ｂ）は位相制御開始の際にドラム用駆動モータ１０２ｄの位相がドラム用駆動モータ１１１よりも先行し、離間制御を行うことなく位相制御を行う場合の動作タイミングを示す図である。なお、図６（ａ）及び（ｂ）ともに位相差が２５°以内である場合である。

図２及び図６（ａ）を参照して、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄを用いて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃと感光ドラム１０１ｄとの回転位相差を検知回転位相差として検知する。ここでは、例えば、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃを代表し感光ドラム１０１ｂ及び１０１ｃと位相が一致している感光ドラム１０１ａと感光ドラム１０１ｄとの回転位相差が検知される。回転位相差を検知した後、モータ制御部２０４は中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させる必要があるか否かについて判断する。ここでは、回転位相差が予め規定された位相差閾値（例えば、±２５°）を越えていると、モータ制御部２０４は中間転写ベルト１０４を感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄから離間させる必要があると判断することになる。

図６（ａ）に示す例では、感光ドラム１０１ｄの回転が感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃよりも遅れているため、位相制御開始信号が出力されると、モータ制御部２０４はドラム用駆動モータ１０２ｄを加速するか又はドラム用駆動モータ１１１を減速制御して、その位相差が０°になるようにする。そして、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄから出力される位相検知信号に応じて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相が一致すると、プリンタ制御部２０１に対して位相制御終了信号を出力する。

図６（ｂ）に示す例では、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｃの回転が感光ドラム１０１ｄよりも遅れているため、位相制御開始信号が出力されると、モータ制御部２０４はドラム用駆動モータ１０２ｄを減速するか又はドラム用駆動モータ１１１を加速制御して、その位相差が０°になるようにする。そして、モータ制御部２０４は位相検知センサ１０３ａ及び１０３ｄから出力される位相検知信号に応じて感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転位相が一致すると、プリンタ制御部２０１に対して位相制御終了信号を出力する。これによって、プリンタ制御部２０１は次の処理に移行する。

まず、プリンタ制御部２０１からモータ制御部２０４に対して位相制御開始指令が与えられる。これによって、モータ制御部２０４は、前述のようにして、感光ドラム１０１ａ〜１０１ｄの回転の位相差（回転位相差）を検知する（ステップＳ１００５）。そして、モータ制御部２０４は検知した位相差（検知位相差）と位相差閾値（例えば、±２５°）とを比較する（ステップＳ１００６）。

Claims (4)

1. 回転駆動されて、各色のトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接しつつ、前記像担持体に形成されたトナー像が重ね合わされてカラートナー像として転写される転写体とを有し、前記カラートナー像を記録用紙に転写して画像形成を行うようにした画像形成装置において、
   前記像担持体と前記転写体とが当接する当接状態、及び前記像担持体と前記転写体とが離間する離間状態のいずれかの状態に切り替える当接離間手段と、
   前記像担持体の回転位相差を検知する位相差検知手段と、
   前記位相差検知手段によって検知された前記回転位相差に基づいて前記像担持体の位相制御を実行する際、前記回転位相差が予め規定された位相差閾値を越えていると前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを離間状態として前記位相制御を行い、前記回転位相差が前記位相差閾値以下であると、前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを当接状態に維持した状態で前記位相制御を行う制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 回転駆動されて、各色のトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に当接しつつ、前記像担持体に形成されたトナー像が重ね合わされてカラートナー像として転写される転写体とを有し、前記カラートナー像を記録用紙に転写して画像形成を行うようにした画像形成装置において、
   前記像担持体と前記転写体とが当接する当接状態、及び前記像担持体と前記転写体とが離間する離間状態のいずれかの状態に切り替える当接離間手段と、
   前記像担持体の回転位相差を検知する位相差検知手段と、
   少なくとも前記像担持体の寿命を優先する第１のモードと前記画像形成の結果を出力する出力速度を優先する第２のモードとのいずれか一方を選択する選択手段と、
   前記位相差検知手段によって検知された前記回転位相差に基づいて前記像担持体の位相制御を実行する際、前記第１のモードが選択されると前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを離間状態として前記位相制御を行い、前記第２のモードが選択されると前記当接離間手段を制御して前記像担持体と前記転写体とを当接状態に維持した状態で前記位相制御を行う制御手段とを有することを特徴とする画像生成装置。
3. 前記制御手段は、前記画像形成を行った後に実行される後処理の際、前記位相制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記画像形成を行う前の前処理の際、前記位相制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。

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