图像形成装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及图像形成装置，所述图像形成装置能够通过防止由一次转印部分施加增大的转印压力以由此防止在感光鼓与中间转印带之间产生表面速度差，来防止导致诸如颜色偏移的图像缺陷。图像形成装置包括感光鼓和在与感光鼓接触的状态下旋转的中间转印带、用于驱动感光鼓旋转和中间转印带旋转的各无刷DC马达、以及用于控制无刷DC马达的控制器。控制器执行控制，使得无刷DC马达给感光鼓施加用于抵消作用于其上的负载扭矩的辅助扭矩，由此使得能够通过中间转印带摩擦驱动感光鼓。
【专利说明】图像形成装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及在图像承载部件上形成的调色剂图像被转印到中间转印部件上的电子照相图像形成装置，诸如复印机、多功能外设和传真机。
【背景技术】
[0002]常规上，应用于复印机、多功能外设、传真机等的电子照相图像形成装置具有上面携载调色剂图像的感光鼓(图像承载部件)和中间转印带(中间转印部件)。市场要求感光鼓和中间转印带被驱动为使得其表面速度都是恒定的。
[0003]这是由于，首先，在采用时间同步曝光作为用于在感光鼓上形成静电潜像的激光曝光的情况下，感光鼓的表面速度的变动导致感光鼓上的激光照射位置偏离其上的要被照射的原本适当位置。第二，在用于将在感光鼓上形成的调色剂图像转印到中间转印带上的过程(一次(primary)转印)中，同样,如果出现感光鼓与中间转印带之间的表面速度差的AC电流状变动，那么要被转印到中间转印带上的调色剂图像的位置偏离其上要被转印调色剂图像的原本适当位置。这导致转印到记录片材上的图像上的图像缺陷，其被称为颜色偏移(各颜色之间的位置位移)和条带化(banding)(周期性的位置位移)。
[0004]为了克服上述的问题，在驱动感光鼓和中间转印带时，CPU通过使用各种速度检测传感器等中的适当的一种来执行作为驱动源的马达的速度的反馈控制，以由此确保高度精确的速度恒定性。作为驱动马达，采用无刷DC马达的一种(以下称为“BLDC马达”)由于低成本、安静和高效而常被使用。
[0005]并且，近年来，作为使用BLDC马达的速度反馈控制，存在采用如下方法的例子:其中，例如，旋转编码器被布置于鼓轴上，并且CPU控制BLDC马达以按照恒定的速度旋转鼓轴。
[0006]但是，在上述的速度反馈控制中，CPU保持跟踪鼓轴的旋转速度，但它不保持跟踪感光鼓的表面速度。因此，例如，由于鼓轴的偏心和感光鼓直径的精度误差，难以将感光鼓的表面速度控制到恒定的速度。对于中间转印带也是这种情况，并且，例如，由于驱动中间转印带的驱动辊的轴的偏心、驱动辊直径的精度误差和中间转印带的厚度变动，中间转印带遭受同样的问题。
[0007]并且，图像缺陷的原因包括由感光鼓的表面与中间转印带的转印表面之间的摩擦导致的相互干涉。这是在感光鼓和中间转印带之一中出现的速度变动被传送到另一个以对其产生影响的问题。
[0008]除了这些原因以外，作为另一种原因，可提到:在将携载于中间转印带上的调色剂图像转印到记录片材上(二次(secondary )转印)期间，特别是当记录片材是厚纸时，出现中间转印带上的负载的突发(sporadic)变化。这导致高频速度变动,并且该速度变动可导致一次转印中的位置位移。
[0009]如上所述，存在图像缺陷的各种原因，并且非常难以消除所有所述原因。为了应对这一点，如日本专利公开公报N0.2002-333752中描述的那样，已开发了图像转印筒(barrel)(其与中间转印带对应)导致图像筒(其与感光鼓对应)通过其间的摩擦被驱动(摩擦驱动)的技术。
[0010]这具有以下的优点:首先，感光鼓上的图像被转印以在中间转印带上形成图像，由此，通过参照感光鼓上的各位置在中间转印带上形成图像，感光鼓的不规则旋转的影响被抵消。并且，第二，即使当中间转印带的速度例如由于当记录片材进入中间转印带的二次转印部分中时产生的冲击而变动时，感光鼓上的各图像与中间转印带上的图像的一致性(COincidence)也可得到确保，这使得一次转印难以导致图像缺陷。
[0011]但是，如日本专利公开公报N0.2002-333752中描述的那样，为了通过使用感光鼓与中间转印带之间的摩擦力导致每个感光鼓通过中间转印带以适当的方式摩擦驱动(不出现滑动)，需要增大由相关的一次转印部分施加的转印压力。如果由一次转印部分施加的转印压力被增大，那么在感光鼓和中间转印带上产生的负载被增大，从而导致驱动扭矩的增大。这带来如下问题:可能在每个感光鼓与中间转印带之间产生表面速度差，这导致诸如颜色偏移的图像缺陷。
【发明内容】
[0012]本发明提供如下的图像形成装置:其能够通过防止由一次转印部分施加增大的转印压力以由此防止在感光鼓与中间转印带之间产生表面速度差，来防止导致诸如颜色偏移的图像缺陷。
[0013]在本发明的第一方面中，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括:图像承载部件，被配置为能旋转；中间转印部件，被配置为能在与所述图像承载部件接触的状态下旋转；第一驱动单元，被配置为驱动所述图像承载部件旋转；第二驱动单元，被配置为驱动所述中间转印部件旋转；以及控制单元，被配置为控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元，其中，所述控制单元执行控制，使得导致所述第一驱动单元给所述图像承载部件施加用于抵消作用于所述图像承载部件上的负载扭矩的扭矩，以由此导致所述图像承载部件被所述中间转印部件摩擦驱动。
[0014]在本发明的第二方面中，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括:图像承载部件，被配置为能旋转；中间转印部件，被配置为能在与所述图像承载部件接触的状态下旋转；第一驱动单元，被配置为驱动所述图像承载部件旋转；第二驱动单元，被配置为驱动所述中间转印部件旋转；以及控制单元，被配置为控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元，其中，所述控制单元执行控制，使得导致所述第二驱动单元给所述中间转印部件施加用于抵消作用于所述中间转印部件上的负载扭矩的扭矩，以由此导致所述中间转印部件被所述图像承载部件摩擦驱动。
[0015]根据本发明，能够通过防止由一次转印部分施加增大的转印压力以由此防止在感光鼓与中间转印带之间产生表面速度差，来防止导致诸如颜色偏移的图像缺陷。
[0016]从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明第一实施例的图像形成装置的要部的示意性截面图。
[0018]图2是示出用于驱动感光鼓的电及机械布置的示意图。[0019]图3是示出用于驱动中间转印带的电及机械布置的示意图。
[0020]图4是感光鼓和中间转印带的截面的示意图。
[0021]图5是可用于解释给感光鼓施加的负载扭矩和由感光鼓与中间转印带之间的接触产生的摩擦扭矩的示图。
[0022]图6是示出图像形成处理期间的负载扭矩的变化的示图。
[0023]图7是示出图像形成处理期间的通过由辅助扭矩抵消负载扭矩的恒定分量所获得的负载扭矩的变动扭矩分量的变化的示图。
[0024]图8是示出图像形成处理期间的作为加速扭矩和变动扭矩分量的和的负载扭矩的变化的示图。
[0025]图9是可用于解释一对的感光鼓与表面位置检测部分之间的关系的放大图。
[0026]图10是示出控制器的内部配置和相关要素的框图。
[0027]图1lA至IlC是示出打印期间的被设定用于旋转感光鼓的扭矩命令值和感光鼓的表面速度之间的关系的示图。
[0028]图12是辅助扭矩导出处理的流程图。
[0029]图13是占空比(duty ratio)增大测量序列(sequence)的流程图。
[0030]图14A和14B是示出占空比增大测量序列和占空比减小测量序列中的扭矩命令值与感光鼓的表面速度之间的关系的示图。
[0031]图15是占空比减小测量序列的流程图。
[0032]图16是打印时(printing-time)处理的流程图。
[0033]图17是根据本发明第二实施例的图像形成装置所执行的辅助扭矩导出处理的流程图。
[0034]图18是根据本发明第三实施例的图像形成装置的要部的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0035]以下，现在将参照示出其实施例的附图，详细描述本发明。
[0036]图1是根据本发明第一实施例的图像形成装置的要部的示意性截面图。
[0037]由附图标记200表示的图像形成装置是电子照相彩色数字复印机。图像形成装置200不必需要是复印机，而也可以是多功能外设或传真机，并且，不仅可以是彩色机器，而且也可以是单色数字复印机、多功能外设或传真机。简言之，可以采用任何适当的图像形成装置，只要它被配置为将在图像承载部件上形成的调色剂图像转印到中间转印部件上即可。
[0038]参照图1，基本上沿水平方向布置分别包含分别与黄(Y)、品红(M)、青(C)和黑(K)的颜色相关的感光鼓100Y、100M、100C和100K的多个(例如四个)图像形成单元。组成元件在图像形成单元之间是相同的，由此，以下，当不关于各图像形成单元相互区分组成元件时，使用相同的附图标记，而当组成元件被区分时，给附图标记中的每一个附加Y、M、C或K。作为图像承载部件的感光鼓100Y至100K是可旋转的，并且沿由图1中的各箭头A指示的方向旋转。
[0039]图像形成单元不仅包含感光鼓100Y至100K,而且分别包含静电充电棍(chargingroller) 105Y、105M、105C 和 105K，曝光器件 101Y、101M、IOlC 和 101K,以及显影器件 102Y、102M、102C和102K。显影器件102Y至102K分别包含显影套筒103Y、103M、103C和103K。图像形成单元还包含分别与感光鼓IOOY至IOOK相关的清洁器104Y、104M、104C和104K，以及用于分别检测感光鼓100Y至100K上的表面位置的表面位置检测部分106Y、106M、106C和 106K。
[0040]静电充电辊105Y至105K分别使感光鼓100Y至100K的表面均匀地静电地充电。并且，曝光器件IOlY至IOlK基于图像信息将感光鼓100Y至100K的静电充电的表面曝光以由此分别在其上形成静电潜像。
[0041]显影器件102Y至102K通过使用各包含相关一种的彩色颜色的调色剂的显影套筒103Y至103K将在各感光鼓100Y至100K的表面上形成的静电潜像显影，以由此分别形成调色剂图像。
[0042]一次转印辊107Y、107M、107C和107K被设置在与感光鼓100Y至100K相对的各位置处。作为中间转印部件的无端(endless)中间转印带(以下称为“中间转印带”)108被张紧，使得它被传输通过感光鼓100Y至100K与一次转印辊107Y至107K之间。
[0043]中间转印带108在驱动辊110、二次转印支撑辊111和张力辊112周围被张紧，并且在与感光鼓100Y至100K的表面接触的状态中旋转。中间转印带108沿由图1中的箭头B指示的方向移动。在感光鼓100Y至100K上形成的各颜色的调色剂图像以重叠的关系被依次转印到中间转印带108上，以由此形成彩色图像。
[0044]驱动辊110驱动中间转印带108，并且还用作用于控制中间转印带108的张力以使得它恒定的张力辊。二次转印支撑辊111和设置在与二次转印支撑辊111相对的位置处的二次转印辊113在其间形成压合部(nip)。
[0045]中间转印带108上的调色剂图像通过由二次转印支撑辊111和二次转印辊113形成的二次转印辊对(二次转印部分)被转印到记录片材P上，并且其上转印有调色剂图像的记录片材P被传输到设置在二次转印辊对的下游的位置处的定影器件114中。调色剂图像通过定影器件114被定影于记录片材P上，并且记录片材P被排出到装置之外。另一方面，在已执行二次转印之后，通过中间转印带清洁器109从中间转印带108清除残余的调色剂、纸屑(paper dust)等，由此在图像形成处理中重复使用中间转印带108。
[0046]将描述由具有上述配置的图像形成装置200执行的用于在片材上形成图像的图像形成处理。当控制图像形成装置200的总体操作的主机CPUlO (参见图2)接收用于在记录片材P上形成图像的指令时，感光鼓100和中间转印带108开始被旋转。同时,静电充电辊105、显影器件102的显影套筒103、一次转印辊107、二次转印部分的二次转印支撑辊
111、以及定影器件114的定影辊开始被旋转。
[0047]静电充电辊105各与未示出的高电压电源连接，并被施加有由DV电压或其上重叠有正弦电压的DC电压所形成的高电压。这导致与静电充电辊105接触的感光鼓100的表面被均匀充电到与从高电压电源施加的DC电压的电势相同的电势。
[0048]接下来，感光鼓100的静电充电的表面依次到达分别来自曝光器件101的激光束(La.Lb.Lc和Ld)的照射位置，并且根据图像信号通过曝光器件101被曝光。结果，分别在感光鼓100上形成静电潜像。
[0049]之后，在显影器件102中，通过在DC电压上重叠矩形电压所产生的高电压从未示出的高电压电源被施加到显影套筒103。充负电的调色剂以相比于显影套筒103的电势为正且相比于地为负的电势依次从显影套筒103被供给到感光鼓100Y至100K上的静电潜像，由此在其上形成调色剂图像。每个显影套筒103沿图1所示的顺时针方向被旋转。
[0050]四个感光鼓100上的调色剂图像以重叠的关系通过各一次转印辊107被依次转印到中间转印带108上(一次转印)，以由此在中间转印带108上形成彩色图像。中间转印带108上的彩色图像通过二次转印支撑辊111和二次转印辊113被转印到记录片材P上(二次转印)。注意，用于转印调色剂图像和彩色图像的高DC电压也分别从未示出的高电压电源被施加到一次转印辊107和二次转印辊113。
[0051]残余于感光鼓100上的残留调色剂通过清洁器104被刮擦和收集。残余于中间转印带108上的残留调色剂通过中间转印带清洁器109被刮擦和收集。转印到记录片材P上的彩色图像通过定影器件114用高压和高温被定影于记录片材P上。以上给出的描述是图像形成处理的简化解释。
[0052]接下来，将描述用于驱动感光鼓100和中间转印带108的布置。本图像形成装置被配置为使得:对于图像形成，中间转印带108在与感光鼓100接触的状态中以恒定的表面速度被操作，并且中间转印带108导致感光鼓100通过在感光鼓100与中间转印带108之间产生的摩擦力被摩擦驱动。
[0053]图2是示出用于驱动感光鼓100的电及机械布置的示意图。每个感光鼓100经由耦接器(coupIing)52与鼓轴50同心地且机械地连接。并且，减速齿轮51和旋转编码器40被固定地装配于鼓轴50上。旋转编码器40 (速度检测单元)检测鼓轴50的旋转速度。
[0054]来自作为第一驱动单元的低惯量(inertia)型的无刷DC马达(以下称为“BLDC马达”)30的驱动力通过马达轴齿轮32与减速齿轮51的啮合被传送到鼓轴50。因此，鼓轴50以通过由减速齿轮51降低BLDC马达30的旋转速度所获得的速度被旋转。简言之，BLDC马达30经由马达轴齿轮32和减速齿轮51来驱动鼓轴50用于旋转。控制器20根据从主机CPUlO接收的命令信号(驱动开/关信号、目标速度信号、寄存器设定值信号、PWM值信号等)向马达驱动器IC24传递各种控制信号(驱动开/关控制信号、PWM信号等)。并且，控制器20基于从旋转编码器40输出的信号执行用于速度控制的操作。
[0055]注意，PWM信号是脉冲宽度调制信号，并且其占空比被定义为通过将信号的高电平持续时间除以信号的一个重复周期所获得的值。占空比的值被表达为百分比。占空比与BLDC马达30的扭矩成比例。
[0056]虽然以下将描述细节，但是，常规上，执行其中调整用于驱动图像承载部件旋转的占空比以使得图像承载部件的表面速度变得等于记录片材的片材馈送速度(以下称为“目标速度”)的速度反馈控制是广泛采用的实践。但是，在本实施例中，不对于感光鼓100执行这种速度反馈控制，而通过将预定的固定的占空比输入到马达驱动器IC24来驱动感光鼓100旋转。
[0057]旋转位置检测部分31检测BLDC马达30的旋转位置。根据从控制器20输出的控制信号和从旋转位置检测部分31输出的旋转位置信号，马达驱动器IC24经由驱动电路25切换要供给到BLDC马达30的相电流(phase current)并调整其电流量。
[0058]图3是示出用于驱动中间转印带108的电及机械布置的示意图。驱动辊110被设置为使得它与中间转印带108的内侧接触(还参见图1)。通过驱动辊110的旋转，来驱动中间转印带108旋转。
[0059]驱动辊110与驱动辊轴70同心地且机械地连接。减速齿轮151和旋转编码器140被固定地装配于驱动辊轴70上。旋转编码器140 (速度检测单元)检测驱动辊轴70的旋转速度。
[0060]来自作为第二驱动单元的BLDC马达130的驱动力通过马达轴齿轮132与减速齿轮151的啮合而被传送到驱动辊轴70。因此，与感光鼓100类似，驱动辊轴70以通过由减速齿轮151降低BLDC马达130的旋转速度所获得的速度被旋转。
[0061]控制器20从主机CPUlO接收命令信号(驱动开/关信号、寄存器设定值信号等)，并且向马达驱动器IC124输出各种控制信号(驱动开/关信号、PWM信号等)。
[0062]旋转位置检测部分131检测BLDC马达130的旋转位置。马达驱动器IC124基于来自控制器20的控制信号和从旋转位置检测部分131输出的旋转位置信号，经由驱动电路125切换要供给到BLDC马达130的相电流并且调整其电流量。
[0063]控制器20基于从旋转编码器140输出的信号，执行用于中间转印带108的表面速度控制的计算。与用于感光鼓100的控制不同，控制器20执行速度反馈控制，使得中间转印带108的表面速度变得等于恒定的目标速度。注意，在电配置中，与表面位置检测部分106对应的用于检测中间转印带108的表面位置的组成元件不是必要的，并因此未被提供。
[0064]接下来，将参照图4描述感光鼓100通过中间转印带108被摩擦驱动的摩擦驱动系统。图4是感光鼓100和中间转印带108的截面的示意图，可用于解释摩擦驱动系统以及曝光控制。在图4中，作为代表性的例子，示出与黑(K)相关的组成元件。
[0065]副扫描同步曝光部分D包含曝光器件10IK、ASIC (专用集成电路)60和激光驱动器61。副扫描同步曝光部分D由主机CPUlO控制。
[0066]感光鼓100K在控制器20的控制(后面描述)下以表面速度遵循(follow)中间转印带108的表面速度的方式被驱动用于旋转。副扫描同步曝光部分D与由表面位置检测部分106K检测到的感光鼓100K上的表面位置同步地通过曝光器件IOlK执行曝光(副扫描同步曝光)，以由此在感光鼓100K上形成静电潜像。
[0067]对于其它的感光鼓100 (Y、M和C)执行相同的控制。虽然这里使用的主要技术是摩擦驱动、表面位置检测和副扫描同步曝光，但以下将具体描述实现这些技术的方法，特别是将详细描述与本发明深切有关的摩擦驱动。
[0068]根据本实施例的摩擦驱动系统被配置为使得:感光鼓100利用在中间转印带108的表面与每个感光鼓100的表面之间产生的摩擦力，通过中间转印带108被摩擦驱动用于旋转。特别地，为了实现没有位置位移的适当的图像转印，必须在图像形成中执行控制，使得中间转印带108的表面速度和感光鼓100的表面速度总是彼此相等，从而防止在中间转印带108与感光鼓100之间出现滑动。
[0069]如上所述，通过由控制器20执行的速度反馈控制来控制中间转印带108，使得它以恒定的表面速度旋转。另一方面，感光鼓100根据控制器20的控制以预定的占空比由BLDC马达30驱动。
[0070]—般地，占空比对于马达稳定旋转期间的必需扭矩的幅值(magnitude)具有线性关系，并且被唯一确定。这是由于，首先，占空比代表施加的电压为开的时间段，并且马达驱动器IC24在该时间段向马达供给电流(虽然取决于马达驱动器IC而不同，但占空比有时代表施加的电压为关的时间段)，这使得占空比和电流相互成比例。并且，在本例子中使用的BLDC马达30和刷子DC马达在电流与扭矩之间的线性关系方面是优异的，由此，占空比和扭矩也具有线性关系。
[0071]在本实施例中，除了利用由中间转印带108产生的摩擦力以外，还通过调整用于驱动每个感光鼓100旋转的扭矩，来实现适当的摩擦驱动。以下，为实现适当摩擦驱动的目的由BLDC马达30产生的用于感光鼓100的旋转的扭矩被称为“辅助扭矩”。因此，辅助扭矩是设计参数，并且可通过占空比改变该参数的值。以下提到的扭矩命令值是指定占空比的值的命令值。
[0072]图5是可用于解释在每个感光鼓100上产生的负载扭矩和由感光鼓100与中间转印带108之间的接触所产生的摩擦扭矩的示图。
[0073]注意，负载扭矩是在图像形成处理中的感光鼓100的旋转操作期间在清洁器104、鼓轴50的轴承等上产生的各负载扭矩的合计(combined total)。负载扭矩不包含在感光鼓100与中间转印带108的接触表面之间产生的感光鼓-中间转印带摩擦扭矩(以下称为“摩擦扭矩”)。
[0074]图6至8是可用于解释图像形成处理中的负载扭矩的变化的示图。[0075]如图6所示，负载扭矩不总是恒定的，而是取决于施加高电荷电压的定时和尚未被转印的残余调色剂进入清洁器104的定时而改变。即，当感光鼓100被旋转时产生的负载扭矩由恒定产生的负载扭矩(恒定分量)和瞬时的(transient)变动分量(以下称为“变动扭矩分量”)组成。但是，已知上述的变动扭矩分量与恒定分量相比足够小。
[0076]并且，负载扭矩的恒定分量比通常设定的摩擦扭矩大得多，由此，中间转印带108不能导致感光鼓100仅通过摩擦扭矩被驱动。为了应对这一点，在本实施例中，BLDC马达30向感光鼓100施加与负载扭矩的恒定分量对应的扭矩作为辅助扭矩，以抵消负载扭矩的恒定分量。
[0077]通过施加辅助扭矩，感光鼓100上的所得到的负载扭矩变得等于如图7所示的变动扭矩分量，这指示着使得易于导致感光鼓100通过摩擦扭矩被驱动。即，图7是示出在图5所示的感光鼓100上产生的负载扭矩的状态的示图，在该状态中，其恒定分量被辅助扭矩抵消。由于通过施加到每个感光鼓100的辅助扭矩抵消负载扭矩的恒定分量，因此实际上只有变动扭矩分量作用于感光鼓100上。
[0078]如上所述，通过由辅助扭矩抵消负载扭矩的恒定分量，作为得到的实际负载扭矩分量的变动扭矩分量变得比作用于感光鼓100和中间转印带108的接触表面上的摩擦扭矩小。结果，每个感光鼓100可与中间转印带108的速度变动同步地被驱动。
[0079]并且，为了导致感光鼓100以遵循中间转印带108的速度变动的方式被摩擦驱动，必须考虑由鼓轴50的鼓惯量(惯量)乘以加速度表达的“加速扭矩”。如图8所示，如果通过将加速扭矩与感光鼓100的变动扭矩分量加起来所获得的值不大于摩擦扭矩的值，那么能够导致感光鼓100通过中间转印带108被摩擦驱动。
[0080]顺便说一句，如果感光鼓100的表面速度和中间转印带108的表面速度彼此相等，那么静摩擦系数在其间的驱动-从动关系中变为主导的。产生的摩擦扭矩用于防止在感光鼓100与中间转印带108之间导致表面速度差，并且摩擦扭矩的幅值不断地变动。用于防止导致表面速度差的不断变动的摩擦扭矩的最大值是最大静摩擦扭矩。通过使用下式(I)至(3)解释最大静摩擦扭矩:
[0081]|tf| ≥ jxdco/dt+TL …⑴[0082]I Tf I ^ JXdo /dt+TL-TAS...(2)
[0083]|TF| ≥ JXdco/dt+ATL...(3)
[0084]在上式中，符号和它们的含义如下:TF代表摩擦扭矩，J代表鼓惯量，dco/dt代表感光鼓的角加速度，Tl代表负载扭矩，Tas代表辅助扭矩，以及△ IY代表变动扭矩分量。
[0085]式(I)指示着:如果摩擦扭矩(Tf)大于由右侧第一项代表的加速扭矩(JXdco/dt)和由右侧第二项代表的负载扭矩(I；)之和，那么感光鼓100的摩擦驱动是可能的。但是，实际上，Tf远小于IV，由此，感光鼓100的摩擦驱动是不可能的。
[0086]式(2)是代表BLDC马达30产生抵消负载扭矩(!Y)的恒定分量的辅助扭矩(Tas)的情况的运动表达式。当辅助扭矩(Tas)被加到负载扭矩(?Υ)时，留下变动扭矩分量(Λ Y)，并由此获得式(3)。
[0087]由以上所理解的是，当摩擦扭矩(Tf)大于分别由式(3)右侧的第一项和第二项代表的加速扭矩(JX d ω /dt)和变动扭矩分量(Λ I；)之和时，感光鼓100的摩擦驱动是可能的。基本上，变动扭矩分量(Λ!；)可被视为小得可忽略的一项。因此，为了通过辅助扭矩(Tas)以外的扭矩增大摩擦驱动能力，从式(3)设想增大摩擦扭矩(Tf)或减小加速扭矩(JXdco/dt)。
[0088]由于摩擦扭矩(Tf)与一次转印中的调色剂转印处理紧密相关，因此，对设计者来说，改变摩擦扭矩(Tf)不是容易和简单的。但是，可通过减小鼓惯量J来相对容易地实现加速扭矩(JXdco/dt)的减小。
[0089]鼓惯量J将所有旋转负载表达 为鼓轴50的惯量分量。在鼓轴50上出现的BLDC马达30的惯量分量大大地受减速齿轮51与马达轴齿轮32之间的齿轮比影响，并且由通过将马达轴惯量乘以齿轮比的平方所获得的值表示。因此，BLDC马达30的转子的惯量有时变得比作用于鼓轴50上的感光鼓100的惯量分量大得多。为了应对这一点，本实施例中的BLDC马达30采用内转子类型的低惯量BLDC马达。
[0090]如上所述，BLDC马达30通过施加辅助扭矩抵消鼓轴50上的负载扭矩的恒定分量，并且还选择低惯量马达作为BLDC马达30。这使得切实能够导致中间转印带108通过摩擦扭矩驱动感光鼓100。虽然在本实施例中使用BLDC马达30作为辅助扭矩的产生源，但这不是限制性的，而是可采用任何其它的组件，只要它产生恒定的扭矩即可。
[0091]已利用运动表达式描述了摩擦扭矩和感光鼓100的摩擦驱动的概要。但是，通过使用式(I)至(3)确定辅助扭矩的方法未必是最佳的。辅助扭矩等价于负载扭矩，并且制造负责人或设计负责人可测量负载扭矩。但是，负载扭矩的测量是在与实际打印操作的状态不同的状态中执行的，并因此出现测量误差。
[0092]负载扭矩是在控制器20导致BLDC马达30驱动感光鼓100以使得感光鼓100的表面速度变得等于中间转印带108的表面速度的状态中由BLDC马达30产生的扭矩。虽然在实际的打印操作中感光鼓100和中间转印带108相互接触，但是，除非在两者相互分离的状态中测量负载扭矩，否则不可能区分负载扭矩与摩擦扭矩。因此，要求在感光鼓100与中间转印带108相互分离的状态中执行测量。
[0093]如果存在感光鼓100与中间转印带108之间的恒定表面速度差，那么在打印操作期间在感光鼓100与中间转印带108之间恒定地产生摩擦扭矩。在这种情况下，取决于表面速度差的幅值，驱动-从动关系趋于被干扰。以下将给出详细的描述。[0094]接下来，将描述实现稳定的摩擦驱动控制的方法。
[0095]用于实现没有任何滑动的稳定摩擦驱动控制的辅助扭矩有时称为“最佳辅助扭矩”。最佳辅助扭矩是无论可能给导致感光鼓100的旋转的鼓轴50施加什么扭矩变动581(参见图8)都使感光鼓100与中间转印带108之间的摩擦保持在静摩擦状态中的辅助扭矩的值。
[0096]扭矩变动581可导致静摩擦扭矩沿正常(normal)旋转的方向和反旋转的方向作用于感光鼓100上。当扭矩变动581处于由与感光鼓100的正常旋转和反旋转的各方向相关的最大静摩擦扭矩的正值和负值所限定的静摩擦扭矩的范围内时，静摩擦状态被维持。以下，由最大静摩擦扭矩的正值和负值所限定的范围称为“摩擦驱动区域”。最佳辅助扭矩是处于与静摩擦扭矩的摩擦驱动区域对应的范围内的辅助扭矩的值，并且，如下所述，控制器20将这种将实现最佳辅助扭矩的扭矩命令值给予马达驱动器IC24，以由此导致BLDC马达30操作。
[0097]图9是可用于解释一对的感光鼓100与表面位置检测部分106之间的关系的放大图。
[0098]通过对于表面位置检测部分106使用反射的光电传感器,实现感光鼓100上的表面位置的检测。如图9所示,事先以等间隔(equally-spaced intervals)在感光鼓100的表面上绘制标记图案。注意，不在感光鼓100上的图像形成区域中绘制标记图案。反射的光电传感器基于通过检测标记图案上的入射光的反射来检测标记图案的操作原理，由此，传感器输出在具有标记的每个部分和没有标记的每个部分之间改变。
[0099]并且，通过给电压设定适当的阈值，输出波形变为矩形。为了识别感光鼓100的表面上的位置，事先设定基准位置。然后，通过计数从基准位置起检测到的矩形波的数量，能够以取决于标记图案的分辨率的精度唯一地检测感光鼓100上的表面位置。
[0100]在以上提到的图4中，通过表面位置检测部分106检测某时间的感光鼓100上的表面位置，并且指示表面位置检测的检测信号被输入到副扫描同步曝光部分D的ASIC60。ASIC60对输出用于绘制打印图像的曝光信号的定时进行控制。更具体而言，ASIC60基于指示表面位置检测的检测信号根据感光鼓100上的表面位置(即，与表面位置的检测同步地)控制曝光。这使得能够使用激光驱动器61和曝光器件IOlK没有位置位移地在感光鼓100上绘制静电潜像。作为之后执行的显影处理的结果，在感光鼓100 (形成单元)上形成与表面位置检测同步的没有位置位移的调色剂图像。在各感光鼓100上形成的多个调色剂图像被重叠于中间转印带108上以形成彩色图像。彩色图像被转印到记录片材P上，并且通过设置在二次转印部分的下游的位置处的定影器件114被定影于记录片材P上。
[0101]图10是图2和3所示的控制器20的内部配置和与其相关的元件的框图。参照图10，控制器20主要包含CPU21、R0M22和RAM23。CPU21基于从旋转编码器40 (40、140)输出的速度检测信号计算速度。并且，控制器20基于计算速度与目标处理速度之间的比较，执行用于在存储于R0M22中的程序中描述的比例控制、微分控制和积分控制的一般控制运算，并由此对于感光鼓100和中间转印带108中的相关的每一个执行速度反馈控制。
[0102]在上述的图像形成装置200中，控制器20导致感光鼓100Y至100K通过中间转印带108被摩擦驱动，并且控制感光鼓100Y至100K和中间转印带108，使得感光鼓100Y至100K中的每一个的表面速度总是等于中间转印带108的表面速度。[0103]接下来，将描述确定最佳辅助扭矩的方法。
[0104]图1lA至IlC是各示出打印期间的被输出以旋转感光鼓100的扭矩命令值与感光鼓100的表面速度之间的关系的示图。图1lA至IlC各指示着打印期间中间转印带108以恒定的表面速度(目标速度)旋转的状态中当由BLDC马达30产生的扭矩被增大和减小时所检测到的感光鼓100的表面速度511。
[0105]由于处于打印期间，因此感光鼓100和中间转印带108相互接触。从控制器20给予每个感光鼓100 (确切地说，给予每个马达驱动器IC24)的扭矩命令值变为由BLDC马达30产生的扭矩值。基于来自旋转编码器40的检测结果，掌握表面速度511。更具体而言，通过对于相同的扭矩命令值绘出多个检测结果的平均值，获取表面速度511。
[0106]如果假定感光鼓100独自被旋转，那么被给予感光鼓100的扭矩命令值的增大当然使表面速度511增大。但是，感光鼓100与中间转印带108接触，由此，存在即使扭矩命令值被增大也没有表面速度511的变化的区域。该区域是由附图标记505表示的摩擦驱动区域，该摩擦驱动区域与由最大静摩擦扭矩的正值和负值所限定的范围对应，并且在该摩擦驱动区域中感光鼓100的表面处于静摩擦状态中。
[0107]与摩擦驱动区域505的端部位置对应的最小扭矩命令值524和最大扭矩命令值525与上述的限定最大静摩擦扭矩范围的负值和正值对应。并且，扭矩命令值522与最大静摩擦扭矩的范围被分成正范围和负范围的点对应，在该点处摩擦扭矩为±0。S卩，随着扭矩命令值从作为摩擦扭矩为±0的点的中心被偏移得更接近扭矩命令值524或525，摩擦扭矩的幅值变大(虽然摩擦扭矩的方向不同)。
[0108]当扭矩命令值超过与摩擦驱动区域505对应的范围时，区域已变为非摩擦驱动区域506,在非摩擦驱动区域506处,动摩擦(dynamic friction)系数在其间的驱动-从动关系中变为主导，并且摩擦扭矩的幅值从最大静摩擦扭矩的幅值突然下降。扭矩命令值524和525是在扭矩命令值被减小和增大时感光鼓100的表面速度511开始变化的各时间点处由BLDC马达30产生的扭矩值。沿减小方向的表面速度511的变化点与扭矩命令值524对应，并且沿增大方向的其变化点与扭矩命令值525对应。
[0109]这两个扭矩命令值524和525之间的中值与扭矩命令值522对应。如图1lA例示的那样，当扭矩变动581的平均值等于O(波的中心与扭矩命令值524和525之间的中值一致)时，扭矩命令值522可被视为最佳辅助扭矩。但是，如图1lC例示的那样，存在扭矩变动581的平均值不等于O的情况，并由此最佳辅助扭矩不总是中值。
[0110]如果没有适当地确定辅助扭矩的值，那么扭矩命令值与表面速度之间的关系变得如图1lB所示。例如，存在与这一点对应的情况，其可作为使用上述式子导出辅助扭矩的结果而被导致。导出的辅助扭矩的中值522处于与摩擦驱动区域505对应的范围内，但接近于与摩擦驱动区域505的端部位置(扭矩命令值525)对应的值。并且，扭矩变动581有时由于对于一次转印施加的高转印压力的影响而变得比预测范围大，该影响不能在使得感光鼓100和中间转印带108相互分离的状态中执行的辅助扭矩的测量中被掌握。
[0111]在这种情况下，如图1lB例示的那样，扭矩变动581有时在摩擦驱动区域505之夕卜。当扭矩变动581在摩擦驱动区域505之外时，这作为速度变动571被反映在感光鼓100的表面速度511上。即，感光鼓100的表面速度和中间转印带108的表面速度停止匹配。这导致颜色偏移或条带化。[0112]接下来，将描述真实的机器操作。一般地，当主电力被接通时，首先，多功能外设进入调整模式。在本实施例中，ASIC60在调整模式中调整定影器件114的定影辊的温度，校正主扫描线的倾斜，校正颜色之间的位移等。只有在完成调整模式之后，用户才变得能够指示打印操作。在本实施例中，控制器20在调整模式中提供用于导出辅助扭矩的序列。如上所述，辅助扭矩是由BLDC马达30产生以抵消负载扭矩的恒定分量的扭矩。
[0113]一般地，多功能外设能够以多个处理速度执行处理，以例如应对厚纸，并且，在根据本实施例的图像形成装置中，同样可设定多个处理速度。因此，要求在逐个处理速度的基础上导出辅助扭矩。
[0114]通过与打印操作类似地由图像形成装置执行图像形成处理并且由控制器20测量感光鼓100的表面速度，导出辅助扭矩。在本实施例中，基于来自旋转编码器40的检测结果获取表面速度。注意，可通过代替来自旋转编码器40的检测结果而使用来自表面位置检测部分106的检测结果，来掌握表面速度。用于检测表面速度的速度检测单元不被特别限制，而是可采用任何其它适当的器件，只要它可检测感光鼓100的速度即可，并且可以使用来自直接或间接检测每个感光鼓100的表面速度的传感器的检测结果。
[0115]控制器20导致电流流过BLDC马达30以使感光鼓100旋转。作为马达驱动器IC24，使用基于PWM信号确定被导致流过BLDC马达30的相电流的驱动器1C。如上所述，要由BLDC马达30产生的扭矩的幅值由PWM信号的占空比确定。在调整要在图像形成处理期间产生的辅助扭矩时，控制器20不得不调整占空比，使得感光鼓100的表面速度变得等于目标处理速度。
[0116]为此目的，在装运产品(图像形成装置200)之前，导出最佳辅助扭矩，并且事先在作为存储单元的R0M22 (参见图10)中写入与辅助扭矩的值对应的占空比。当图像形成装置200在装运之后最初操作时，CPU21从R0M22读取占空比，将读取的占空比作为PWM信号的占空比输入到马达驱动器IC24，并且导致BLDC马达30输出恒定的辅助扭矩。
[0117]在装运之后，当已根据用于导出辅助扭矩的序列新导出最佳辅助扭矩时，CPU21在RAM23中写入与导出的辅助扭矩对应的占空比。在用于导出辅助扭矩的序列在装运之后已被执行两次或更多次的情况下，与最新的辅助扭矩对应的占空比被写入在RAM23中，由此更新占空比。在占空比已被写入在RAM23中的情况下，CPU21不从R0M22而从RAM23读取占空比。通常，在打印操作期间，占空比不被更新，而是使用的占空比是固定值。
[0118]接下来，将参照图12、13和15中的流程图描述用于导出辅助扭矩的处理的例子。
[0119]图12是辅助扭矩导出处理的流程图。
[0120]在逐个处理速度的基础上并且对于每个感光鼓100导出辅助扭矩。首先，在步骤S201中，主机CPUlO将用于指示与辅助扭矩对应的占空比的导出的开始的导出命令信号输出到CPU21。在步骤S201中，主机CPUlO根据例如记录片材的类型选择用于执行打印操作的处理速度，并且将关于选择的处理速度的信息输出到CPU21 (步骤S202)。CPU21将接收到的处理速度设为当前的处理速度。
[0121]在步骤S203中，执行后面描述的图13中的占空比增大测量序列。即，CPU21测量当占空比(即，扭矩命令值)从摩擦驱动区域被增大直到达到非摩擦驱动区域时的感光鼓100的表面速度的平均值和与由BLDC马达30产生的扭矩值对应的占空比。
[0122]图14A和14B是各不出占空比增大测量序列和占空比减小测量序列中的扭矩命令值与感光鼓100的表面速度之间的关系的示图。图13是在图12中的步骤S203中执行的占空比增大测量序列的流程图。在图13的序列处理中，CPU21导出图14A所示的正值的最大静摩擦扭矩(扭矩命令值525)所对应的占空比T2。
[0123]首先，在图13的步骤S301中，CPU21将校正之前的占空比输入到马达驱动器IC24，并且驱动BLDC马达30以旋转感光鼓100。注意，这里提到的校正之前的占空比在CPU21已将占空比的更新值写入在RAM23中的情况下是从RAM23读取的值，并且在CPU21还没有将占空比的任何更新值写入在RAM23中的情况下是从R0M22读取的值。
[0124]并且，在步骤S301中，CPU21与驱动感光鼓100旋转并行地执行对于中间转印带108的表面速度的反馈控制。S卩，CPU21控制BLDC马达130，使得中间转印带108的表面速度变得等于目标速度(当前设定的处理速度)。此时，中间转印带108和感光鼓100相互接触，并且CPU21在用于导出辅助扭矩的时间段期间继续对于中间转印带108的速度控制。
[0125]在步骤S302中，在占空比被改变之后，CPU21等待预定的时间段(例如，0.2秒)，直到感光鼓100的表面速度被稳定。然后，在步骤S303中，CPU21以预定的时间间隔(例如，每10毫秒)采样通过来自表面位置检测部分106的检测结果掌握的感光鼓100的表面速度的多个(例如，10个)值，并且计算表面速度的采样值的平均值。
[0126]在步骤S304中，CPU21确定感光鼓100的表面速度的平均值是否大于目标速度的预定范围(例如，±3%)的上限值(+3%)。S卩，CPU21确定是否满足表面速度的平均值 > 目标速度X 1.03。作为在本步骤中使用的比较基准的中间转印带108的表面速度的目标速度可被设为从来自旋转编码器140的检测结果掌握的中间转印带108的表面速度的实际值的平均值。
[0127]上述的速度的预定范围(±3%)是通过考虑容差(allowance)所设定的范围，并且，如果不满足步骤S304中的条件，那么可以判断感光鼓100与中间转印带108之间的静摩擦状态被维持。因此，在步骤S305中，CPU21将通过给当前的占空比添加预定量(例如，与1%对应的量)所获得的值设为新的占空比。然后，CPU21将新的占空比输入到马达驱动器IC24，以由此增大辅助扭矩。
[0128]之后，CPU21返回到步骤S302，并且重复与上述相同的过程，直到满足步骤S304中的条件。
[0129]如果满足步骤S304中的条件，那么可以判断感光鼓100与中间转印带108之间的摩擦状态已变为动摩擦状态(已到达非驱动区域)。因此，CPU21从图13中的处理退出，并前进到图12中的步骤S204。在步骤S204中，CPU21将当前的占空比作为与正值的最大静摩擦扭矩(扭矩命令值525)对应的占空比T2存储于RAM23中。
[0130]接下来，在步骤S205中，CPU21执行后面描述的图15中的占空比减小测量序列。BP, CPU21测量当占空比从摩擦驱动区域被减小直到达到非摩擦驱动区域时的感光鼓100的表面速度的平均值和与由BLDC马达30产生的扭矩值对应的占空比。
[0131]图15是占空比减小测量序列的流程图。在图15的序列处理中，CPU21导出如图14A所示的负值的最大静摩擦扭矩(扭矩命令值524)所对应的占空比1\。
[0132]图15中的步骤S401至S403与图13中的步骤S301至S303相同。在步骤S404中，CPU21确定感光鼓100的表面速度的平均值是否小于上述的目标速度的预定范围的下限值(-3%)。S卩，CPU21确定是否满足表面速度的平均值〈目标速度X0.97。[0133]如果不满足步骤S404中的条件，那么可判断感光鼓100与中间转印带108之间的静摩擦状态被维持。因此，在步骤S405中，CPU21将通过从当前的占空比减去预定量(例如，与1%对应的量)所获得的值设为新的占空比。然后，CPU21将新的占空比输入到马达驱动器IC24，以由此减小辅助扭矩。
[0134]之后，CPU21返回到步骤S402，并且重复相同的过程，直到满足步骤S404中的条件。如果步骤S404中的条件被满足，那么可以判断感光鼓100与中间转印带108之间的摩擦状态已变为动摩擦状态。因此，CPU21从图15中的处理退出，并且前进到图12中的步骤S206。在步骤S206中，CPU21将当前的占空比作为与负值的最大静摩擦扭矩(扭矩命令值524)对应的占空比T1记录在RAM23中。
[0135]因此，在步骤S204和S206中，由BLDC马达30在感光鼓100的表面速度以比预定量大的量偏离恒定表面速度的目标速度的两个时间点处所产生的扭矩值被记录作为占空比T2和T1。
[0136]接下来，在步骤S207中，CPU21将由T = (T^T2) /2表达的占空比T1与T2之间的中值T作为新设定的占空比写入在RAM23中(决定单元)。
[0137]接下来，在步骤S208中，主机CPUlO和CPU21相对于其它的处理速度执行步骤S201至S207，以导出与每个处理速度相关的占空比。由此，执行用于导出辅助扭矩的序列。
[0138]如上所述，在占空比增大测量序列和占空比减小测量序列中，由BLDC马达30产生的扭矩被逐渐增大和减小。然后，与当感光鼓100的表面速度已分别沿减小方向和增大方向改变时由BLDC马达30产生的扭矩的两个值对应的占空比T1和T2被记录。然后，基于占空比T1和T2记录中值T的占空比作为最佳辅助扭矩。
[0139]如下面参照图16描述的那样，在打印时处理中，与由CPU21确定的辅助扭矩对应的占空比被输入到马达驱动器IC·24，以由此驱动感光鼓10旋转。如上所述，最佳辅助扭矩还取决于图像形成中的扭矩变动的平均值而不同，并且未必等于中值T。当扭矩变动581的型式等已知时，可使用大于O的权重系数α将较接近于占空比T1或T2的值而不是中值T设为最佳辅助扭矩。
[0140]例如，CPU21可将占空比中的一个乘以权重系数α，以由此在RAM23中记录(α ?\+Τ2) /2或(?\+α T2) /2的值作为新的占空比。在任何情况下，CPU21在确定的两个扭矩值(占空比T1和占空比T2)之间的范围内决定最佳辅助扭矩。
[0141]注意,在设定最佳辅助扭矩时,如果可能的话,优选考虑对于一次转印施加的转印压力的设定，以由此设定使得在图像形成期间即使当在感光鼓100上出现扭矩变动581时也能够导致感光鼓100没有任何滑动地通过中间转印带108被适当地摩擦驱动的占空比。
[0142]接下来，将描述实际的打印操作。图16是打印时处理的流程图。当从用户界面(UI)或个人计算机输入打印操作命令时，打印时处理开始。
[0143]当打印操作命令被输入到主机CPUlO时，主机CPUlO开始执行用于打印的图像形成装置的各器件的控制。首先，当控制器20从主机CPUlO接收到控制命令时，执行步骤S601。在步骤S601中，CPU21基于从主机CPUlO输入到控制器20的CPU21的处理速度的信息，输出用于指示感光鼓100和中间转印带108的驱动的驱动命令信号。在本步骤中使用的驱动命令信号是处理速度信号、驱动开信号等。
[0144]接下来，在步骤S602中，CPU21对于每个感光鼓100将与当前设定的处理速度相关的占空比的值设为要被初始设定的辅助扭矩。在本步骤中设定的占空比在CPU21已将占空比的更新值写入在RAM23中的情况下是记录于RAM23中的值，或者在CPU21还没有将占空比的更新值写入在RAM23中的情况下是记录于R0M22中的值。
[0145]在步骤S603中，CPU21向每个马达驱动器IC24输出驱动开信号和当前设定的占空比的PWM信号，并开始驱动每个相关的感光鼓100。与此并行地，为了驱动中间转印带108，CPU21向马达驱动器IC124输出各种控制信号，并且基于从旋转编码器140输出的信号开始用于将表面速度控制到恒定速度的速度反馈控制。
[0146]通过步骤S603的执行，中间转印带108被控制为以恒定的表面速度旋转，并且感光鼓100以各恒定的占空比被控制。根据每个恒定占空比施加的辅助扭矩抵消了相关的感光鼓100的旋转期间的其上的负载扭矩的恒定分量。因此，在导致感光鼓100通过中间转印带108被摩擦驱动时，不必增大对于一次转印施加的转印压力以增大摩擦扭矩。
[0147]接下来，在步骤S604中，CPU21确定是否从主机CPUlO输入停止信号。CPU21继续确定，直到从主机CPUlO输入停止信号，并且，当输入停止信号时，CPU21在步骤S605中向马达驱动器IC24和124发送驱动停止信号，以由此停止感光鼓100和中间转印带108的驱动。
[0148]根据本实施例，首先，各与相关的感光鼓100上的表面位置的检测同步地通过副扫描同步曝光在感光鼓100上形成调色剂图像。然后，在图像形成时段期间(至少在每个调色剂图像的一次转印期间)，CPU21控制中间转印带108以恒定的表面速度旋转，并且控制感光鼓100使用在感光鼓100与中间转印带108之间产生的摩擦力通过中间转印带108被摩擦驱动。在这样做时，CPU21导致BLDC马达30向感光鼓100施加辅助扭矩，以将感光鼓100与中间转印带108之间的摩擦状态设为静摩擦状态。这使得能够在不增大对于一次转印施加的转印压力的情况下以相同的表面速度旋转每个感光鼓100和中间转印带108，并使得能够防止转印的调色剂图像之间的位置位移。这继而又防止颜色偏移和条带化，并由此有助于改善图像质量。
[0149]接下来，将描述本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例在后面描述的摩擦驱动系统中的辅助扭矩导出处理和辅助扭矩导出方法方面不同，而在其它的硬件配置和软件配置方面相同。与第一实施例中的组成元件对应的组成元件由相同的附图标记表示，并且省略其描述。
[0150]首先，将描述本实施例中的摩擦驱动系统中的辅助扭矩导出方法。如第一实施例所述，每个感光鼓100上的负载扭矩根据包含适于在图像形成装置中使用厚纸的处理速度的多个处理速度而变动。因此，优选事先根据每个处理速度导出用于抵消负载扭矩的辅助扭矩。
[0151]一般地，当图像形成装置的主电力被接通时，首先，图像形成装置进入称为调整模式的状态。在调整模式中，执行定影器件的定影辊的温度调整、主扫描线的倾斜的校正、颜色之间的位移的校正等。当调整模式终止时，图像形成装置移转到可执行打印操作的打印模式。
[0152]在本实施例中，在调整模式中提供用于导出辅助扭矩的序列。在调整模式中的辅助扭矩导出序列中，主机CPUlO通过控制用于上下移动一次转印辊107的步进马达的驱动器IC (未示出)，导致一次转印辊107回缩。这是要消除一次转印部分中的摩擦的影响。并且，主机CPUlO控制执行图像形成处理的各种器件(诸如曝光器件101、静电充电辊105和显影器件102)，并且提供用于驱动感光鼓100的指令。
[0153]辅助扭矩用于抵消负载扭矩，并且从由BLDC马达30产生的扭矩值被计算。作为用于控制BLDC马达30的马达驱动器IC24 (参见图2)，使用基于PWM信号确定给BLDC马达30施加的相电流的驱动器1C。PWM信号是作为以恒定的重复周期产生的矩形波信号的脉冲宽度调制信号，并且每个相电流基于信号的高电平持续时间与信号的一个重复周期之t匕(占空比:通过将高电平持续时间除以信号的所述一个重复周期所获得的比)被调整。当占空比大时,给每个相施加大量的电流,而当占空比小时,给该相施加少量的电流。相电流的幅值等价于在马达中产生的扭矩，并且与占空比成比例。因此，占空比可被视为由马达产生的扭矩。
[0154]在导出辅助扭矩之前，首先，一次转印辊107从中间转印带108回缩。并且，在静电充电辊105、显影器件102、调色剂和清洁器104的刀片的干涉对于负载扭矩具有影响的图像形成处理期间执行辅助扭矩的导出。注意，图像形成处理中的负载的变动扭矩分量与负载的恒定产生的分量相比足够小，由此，在导出辅助扭矩时，图像形成装置可处于空闲状态。
[0155]图17是由根据本实施例的图像形成装置执行的辅助扭矩导出处理的流程图。由响应于来自主机CPUlO的命令执行辅助扭矩导出程序的CPU21执行辅助扭矩导出处理。
[0156]当开始辅助扭矩导出处理时，首先，CPU21从主机CPUlO接收作为辅助扭矩导出命令信号的处理速度设定值、辅助导出开命令等(步骤S701)。然后，CPU21根据例如相关的记录片材P的厚度选择用于导出辅助扭矩的处理速度(步骤S702)。
[0157]在处理速度已被选择之后，CPU21向马达驱动器IC24输出控制信号，该控制信号用于执行用于以预定的处理速度控制每个感光鼓100的速度反馈控制，以由此开始感光鼓100的驱动(步骤S703)。
[0158]已使每个感光鼓100的驱动开始的CPU21等待，直到在开始感光鼓100的驱动之后经过了预定时间(时间Tl)(步骤S704)。在经过预定时间之后，CPU21开始感光鼓100的PWM信号的占空比的采样，并且将采样值存储于RAM23中(步骤S705)。这里，第η次采样的值由Pn (η = I至N的范围内的自然数)表达。
[0159]然后，CPU21继续采样，直到存储于RAM23中的采样值的数目达到预定数目(=N)(步骤S706)，并且在采样值的数目达到预定数目(=N)之后，CPU21停止采样(步骤S707)。在采样已被终止之后，主机CPUlO停止静电充电辊105、曝光器件101和显影器件102。
[0160]然后，CPU21导致感光鼓100旋转一整圈或两整圈，并通过输出驱动停止命令来停止感光鼓100的驱动(步骤S708)。感光鼓100被旋转一整圈或两整圈以通过清洁器104去除感光鼓100上的调色剂。
[0161]接下来，CPU21通过下式(4)计算采样的占空比(P)的平均值(步骤S709):
[0162]Pave= (P1+P2+P3+...+PN) /N...(4)
[0163]其中，Pave代表PWM占空比的平均值，Pn代表第N个采样值，N代表采样值的数目。
[0164]然后，CPU21将平均值(Pave)存储于RAM23中(步骤S710)。由此，完成用于一个处理速度的辅助扭矩的导出。
[0165]然后，CPU21确定是否需要对于另一处理速度导出辅助扭矩(步骤S711)，并且，如果需要对其导出辅助扭矩(对于步骤S711为是)，那么重复步骤S702至S710。另一方面，如果已对于所有的处理速度完成辅助扭矩的导出并由此不需要进一步的辅助扭矩的导出(对于步骤S711为否)，那么CPU21终止辅助扭矩导出处理。
[0166]根据图17中的处理，预定的处理速度下的占空比(P)被多次采样，并且采样的占空比的平均值被计算。结果，能够精确地导出对于预定的处理速度的占空比(P)，即用于抵消负载扭矩的辅助扭矩。
[0167]本实施例提供的有利效果与第一实施例提供的相同。
[0168]接下来，将描述本发明的第三实施例。在第一和第二实施例中，已描述了感光鼓100通过中间转印带108被摩擦驱动的配置。在本发明的第三实施例中，驱动-从动关系被颠倒。
[0169]图18是根据第三实施例的图像形成装置的要部的示意性截面图。
[0170]作为本图像形成装置的例子，示出了具有一个鼓的电子照相单色图像形成装置。该图像形成装置的基本配置与根据第一实施例的图像形成装置的基本配置相同，除了该图像形成装置不具有四个鼓而是具有一个鼓以外。中间转印带108通过单个感光鼓100被摩擦驱动。
[0171]可通过仅布置一个鼓来实现该摩擦驱动系统。实现摩擦驱动的方法与在第一实施例中描述的方法相同，并且只需要使得中间转印带108与单个感光鼓100之间的驱动-从动关系与在第一实施例中描述的驱动-从动关系相反。
[0172]更具体而言，CPU21确定用于抵消驱动辊110上的负载扭矩的恒定分量的辅助扭矩。然后，CPU21控制感光鼓100以恒定速度旋转，并控制BLDC马达130以产生辅助扭矩。
[0173]通过类似地给中间转印带108应用在第一实施例中应用于感光鼓100的方法(参见图14至16)，实现导出辅助扭矩的方法。然后，用于产生最佳辅助扭矩的占空比被记录于RAM23 中。
[0174]在打印操作中，主机CPUlO通过副扫描同步曝光与感光鼓100上的表面位置的检测同步地在感光鼓100上形成调色剂图像。然后，在图像形成时段期间(至少在调色剂图像的一次转印期间)，控制器20的CPU21基于来自旋转编码器40的检测结果执行反馈控制，从而以恒定的表面速度旋转感光鼓100。并且，CPU21执行控制，使得中间转印带108利用在中间转印带108与感光鼓100之间产生的摩擦力通过感光鼓100被摩擦驱动。在这样做时，CPU21向马达驱动器IC124发送在用于导致BLDC马达130产生最佳辅助扭矩的占空比下的PWM信号。即，CPU21控制BLDC马达130以产生被施加于中间转印带108的辅助扭矩，使得感光鼓100K与中间转印带108之间的摩擦状态被设为静摩擦状态。
[0175]根据本实施例，用于抵消作用于驱动辊110上的负载扭矩的辅助扭矩被施加于驱动辊110。这使得能够导致中间转印带108利用感光鼓100与中间转印带108之间的摩擦扭矩通过感光鼓100被摩擦驱动。因此，能够以相同的表面速度旋转感光鼓100和中间转印带108，而不增大对于一次转印施加的转印压力。这使得能够提供与第一实施例所提供的那样的相同的有利效果:通过防止出现转印的调色剂图像之间的位置位移、由于位置位移导致的颜色偏移、以及作为周期性位置位移的条带化，来形成高质量图像。
[0176]注意，在上述的实施例中，在图16中的步骤S602、图13中的步骤S301和图15中的步骤S401中设定的辅助扭矩的值(占空比)是记录于R0M22或RAM23中的值。但是，例如在装运之前或者在装运之后紧接着接通电力之后，记录于R0M22中的占空比可被复制在RAM23中。这使得CPU21能够在步骤S602、S301和S401中总是从RAM23读出占空比。作为替代方案，通过替代RAM23来提供其中可读取和写入数据的非易失性存储器，事先记录的占空比的值和之后更新的值都可被记录于该非易失性存储器中。
[0177]可在希望的定时执行图12中的辅助扭矩导出处理，并且例如，可在接收到来自用户的指令时执行该处理。
[0178]虽然辅助扭矩被设为正好抵消负载扭矩的恒定分量的值，但辅助扭矩只需要基于恒定分量被决定。例如，即使当辅助扭矩被设为比恒定分量小的值，也能够取决于与对于一次转印施加的转印压力的设定的组合，以相同的表面速度旋转感光鼓100和中间转印带108，使得感光鼓100与中间转印带108之间的摩擦状态被设为静摩擦状态。
[0179]虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附的权利要求的范围要被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
[0180]本申请要求在2012年12月17日提交的日本专利申请N0.2012-274575和在2012年12月21日提交的日本专利申请N0.2012-279466的权益，在此通过引用而并入其全部内容。
【权利要求】
1.一种图像形成装置，包括: 图像承载部件，被配置为能旋转； 中间转印部件，被配置为能在与所述图像承载部件接触的状态下旋转； 第一驱动单元，被配置为驱动所述图像承载部件旋转； 第二驱动单元，被配置为驱动所述中间转印部件旋转；以及 控制单元，被配置为控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元， 其中，所述控制单元执行控制，使得导致所述第一驱动单元给所述图像承载部件施加用于抵消作用于所述图像承载部件上的负载扭矩的扭矩，以由此导致所述图像承载部件被所述中间转印部件摩擦驱动。
2.根据权利要求1的图像形成装置，还包括: 位置检测单元，被配置为检测所述图像承载部件的表面上的位置；以及曝光单元，被配置为在所述图像承载部件的所述表面上形成静电潜像，以及其中，所述曝光单元与通过所述位置检测单元检测的所述图像承载部件上的表面位置同步地曝光所述图像承载部件的所述表面。
3.根据权利要求1的图像形成装置，其中，所述负载扭矩是在图像形成期间在所述第一驱动单元上产生以旋转所述图像承载部件的负载扭矩的值的平均值。
4.根据权利要求3的图像形成装置，其中，所述负载扭矩不包含在图像形成期间在所述图像承载部件与所述中间转印部件的接触表面之间产生的摩擦扭矩。
5.根据权利要求1的图像形成装置，其中，所述第一驱动单元是低惯量DC马达。
6.根据权利要求1的图像形成装置，其中，所述控制单元控制所述第一驱动单元以给所述图像承载部件施加辅助扭矩，所述辅助扭矩用于将所述图像承载部件被所述中间转印部件摩擦驱动时的所述图像承载部件与所述中间转印部件之间的摩擦状态设为静摩擦状态。
7.根据权利要求6的图像形成装置，还包括: 速度检测单元，被配置为检测所述图像承载部件的表面速度；以及 决定单元，被配置为决定所述辅助扭矩的值，以及 其中，当在导致所述中间转印部件和所述图像承载部件相互接触的同时导致所述中间转印部件以恒定的表面速度旋转、并且所述图像承载部件使用所述图像承载部件与所述中间转印部件之间的摩擦力被所述中间转印部件摩擦驱动时，所述决定单元增大和减小由所述第一驱动单元产生的扭矩，以由此确定当由所述速度检测单元检测的所述图像承载部件的表面速度改变时由所述第一驱动单元产生的两个扭矩值，并将确定的两个扭矩值之间的扭矩值决定作为所述辅助扭矩的值。
8.根据权利要求7的图像形成装置，还包括:存储单元，被配置为事先存储所述辅助扭矩的值，以及 其中，所述控制单元在所述辅助扭矩的值还没有被所述决定单元决定的情况下使用存储于所述存储单元中的值作为所述辅助扭矩，并且在所述辅助扭矩的值已被所述决定单元决定的情况下使用被所述决定单元决定的值作为所述辅助扭矩。
9.根据权利要求7的图像形成装置，其中，所述决定单元将确定的两个扭矩值之间的中值决定作为所述辅助扭矩的值。
10.根据权利要求7的图像形成装置，其中，所述决定单元将当由所述速度检测单元检测的所述图像承载部件的表面速度以预定量或更大偏离所述中间转印部件的恒定表面速度时由所述第一驱动单元产生的扭矩的值确定作为所述两个扭矩值。
11.根据权利要求6的图像形成装置，其中，多个表面速度可被设为转印调色剂图像时的所述中间转印部件的恒定表面速度，并且对于所述多个表面速度中的每一个来设定所述辅助扭矩。
12.根据权利要求6的图像形成装置，其中，所述辅助扭矩的幅值基于通过从所述图像承载部件的旋转期间的负载扭矩除去瞬时变动分量所获得的恒定分量的幅值被设定。
13.一种图像形成装置，包括: 图像承载部件，被配置为能旋转； 中间转印部件，被配置为能在与所述图像承载部件接触的状态下旋转； 第一驱动单元，被配置为驱动所述图像承载部件旋转； 第二驱动单元，被配置为驱动所述中间转印部件旋转；以及 控制单元，被配置为控制所述第一驱动单元和所述第二驱动单元， 其中，所述控制单元执行控制，使得导致所述第二驱动单元给所述中间转印部件施加用于抵消作用于所述中间转印部件上的负载扭矩的扭矩，以由此导致所述中间转印部件被所述图像承载部件摩擦驱动。
14.根据权利要求13的图像形成装置，还包括: 位置检测单元，被配置为检`测所述图像承载部件的表面上的位置；以及曝光单元，被配置为在所述图像承载部件的所述表面上形成静电潜像，以及其中，所述曝光单元与通过所述位置检测单元检测的所述图像承载部件上的表面位置同步地曝光所述图像承载部件的所述表面。
15.根据权利要求13的图像形成装置，其中，所述负载扭矩是在图像形成期间在所述第二驱动单元上产生以旋转所述中间转印部件的负载扭矩的值的平均值。
16.根据权利要求15的图像形成装置，其中，所述负载扭矩不包含在图像形成期间在所述图像承载部件与所述中间转印部件的接触表面之间产生的摩擦扭矩。
17.根据权利要求13的图像形成装置，其中，所述第二驱动单元是低惯量DC马达。
18.根据权利要求13的图像形成装置，其中，所述控制单元控制所述第二驱动单元以给所述中间转印部件施加辅助扭矩，所述辅助扭矩用于将所述中间转印部件被所述图像承载部件摩擦驱动时的所述图像承载部件与所述中间转印部件之间的摩擦状态设为静摩擦状态。
19.根据权利要求18的图像形成装置，还包括: 速度检测单元，被配置为检测所述中间转印部件的表面速度；以及 决定单元，被配置为决定所述辅助扭矩的值，以及 其中，当在导致所述图像承载部件和所述中间转印部件相互接触的同时导致所述图像承载部件以恒定的表面速度旋转、并且所述中间转印部件使用所述图像承载部件与所述中间转印部件之间的摩擦力被所述图像承载部件摩擦驱动时，所述决定单元增大和减小由所述第二驱动单元产生的扭矩，以由此确定当由所述速度检测单元检测的所述中间转印部件的表面速度改变时由所述第二驱动单元产生的两个扭矩值，并将确定的两个扭矩值之间的扭矩值决定作为所述辅助扭矩的值。
20.根据权利要求19的图像形成装置，还包括:存储单元，被配置为事先存储所述辅助扭矩的值，以及 其中，所述控制单元在所述辅助扭矩的值还没有被所述决定单元决定的情况下使用存储于所述存储单元中的值作为所述辅助扭矩，并且在所述辅助扭矩的值已被所述决定单元决定的情况下使用被所述决定单元决定的值作为所述辅助扭矩。
21.根据权利要求19的图像形成装置，其中，所述决定单元将确定的两个扭矩值之间的中值决定作为所述辅助扭矩的值。
22.根据权利要求19的图像形成装置，其中，所述决定单元将当由所述速度检测单元检测的所述中间转印部件的表面速度以预定量或更大偏离所述图像承载部件的恒定表面速度时由所述第二驱动单元产生的扭矩的值确定作为所述两个扭矩值。
23.根据权利要求18的图像形成装置，其中，多个表面速度可被设为转印调色剂图像时的所述图像承载部件的恒定表面速度，并且对于所述多个表面速度中的每一个来设定所述辅助扭矩。
24.根据权利要求18的图像形成装置，其中，所述辅助扭矩的幅值基于通过从所述中间转印部件的旋转期间的负载扭`矩除去瞬时变动分量所获得的恒定分量的幅值被设定。
【文档编号】G03G15/00GK103869651SQ201310692984
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】土士田亨彬, 木村俊范 申请人:佳能株式会社