CN102193382B - 使用电子照相处理的图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成设备。所述图像形成设备能够减少首次打印输出时间，并防止单色模式下中间转印带的松弛。对感光鼓的表面进行充电并曝光，由此允许在感光鼓的表面形成静电潜像。将显影剂附着至静电潜像，以形成要转印至中间转印带的可视图像。在感光鼓中，由第一转动驱动单元转动驱动在单色模式中使用的感光鼓和中间转印带，并且由第二转动驱动单元驱动除在单色模式中使用的感光鼓以外的感光鼓。在单色模式中，在不调整感光鼓的转动相位的情况下，控制第二转动驱动单元的转动速度，以使其等于或小于第一转动驱动单元的转动速度。

Description

使用电子照相处理的图像形成设备

技术领域

本发明涉及诸如复印机或打印机等的使用电子照相处理的图像形成设备。

背景技术

传统上，已知具有用于形成包括黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(Bk)这四种颜色的图像的图像形成部件的彩色图像形成设备。这些彩色图像形成设备通过将各个颜色的图像承载构件上所承载的调色剂图像转印至中间转印单元并将该中间转印单元上的调色剂图像转印至薄片，来进行图像形成。

这些彩色图像形成设备具有以下问题：当这四种颜色的图像形成位置偏移时，发生色偏移(colorshift)，并且该色偏移将其自身呈现在图像中，由此导致图像质量的劣化。色偏移是由正在转动的图像承载构件的轴偏转、不均匀转动、不均匀速度等引起的。

作为与该色偏移有关的对策，例如，已提出一种通过分别控制各个颜色的图像承载构件的转动相位来防止色偏移的方法。例如，通过作为不同的转动驱动部件的马达来驱动形成彩色图像的彩色图像承载构件组以及形成黑色图像的黑色图像承载构件，并且驱动该黑色图像承载构件的马达还驱动中间转印单元。在上述配置中，提出了如下调整方法：使用驱动黑色图像承载构件和中间转印单元的马达的转动相位作为基准，并且使驱动彩色图像承载构件组的马达的转动相位与驱动黑色图像承载构件和中间转印单元的马达的转动相位相匹配(例如，见日本特开2008-197146号公报)。

根据日本特开2008-197146号公报中所公开的技术，需要进行控制以使得驱动黑色图像承载构件的马达的转动相位和驱动彩色图像承载构件组的马达的转动相位相互匹配。由于该原因，进行控制以逐步启动马达，以使启动期间相位偏移的可能性最小化。更具体地，为减少收敛时间，在各马达达到预定速度时以驱动黑色图像承载构件的马达为基准开始马达启动时的相位控制，并且一旦相位控制在预定时间段内完成，就开始图像形成。

然而，存在如下问题：如果在仅以黑色形成图像的单色模式下进行彩色马达的相位控制，则将最终使首次打印输出时间增加。此外，存在如下问题：由于驱动黑色图像承载构件的马达还驱动中间转印单元，因此如果彩色马达的转动速度高于驱动黑色图像承载构件的马达的转动速度，则因为彩色马达随着中间转印带的移动而转动，中间转印单元将松弛。

发明内容

本发明提供能够减少单色模式下的首次打印输出时间并防止中间转印单元的松弛的图像形成设备。

本发明提供一种图像形成设备，包括：多个图像承载构件，其被配置为表面带电；多个曝光单元，其被配置为对所述多个图像承载构件的带电表面进行曝光，由此形成静电潜像；多个显影单元，其被配置为将显影剂附着至所述静电潜像，由此形成可视图像；中间转印单元，所述多个图像承载构件的表面上所形成的可视图像被转印至所述中间转印单元；第一转动驱动单元，其被配置为转动驱动所述多个图像承载构件中的、在单色模式中使用的图像承载构件以及所述中间转印单元；第二转动驱动单元，其被配置为转动驱动所述多个图像承载构件中的、除在所述单色模式中使用的图像承载构件以外的图像承载构件；相位检测单元，其被配置为检测所述多个图像承载构件的转动相位；以及控制单元，其被配置为基于所述相位检测单元的检测结果，控制所述多个图像承载构件的转动相位，其中，在所述单色模式中进行图像形成时，所述控制单元在不调整所述多个图像承载构件的转动相位的情况下，控制所述第二转动驱动单元的转动速度，以使得所述第二转动驱动单元的转动速度等于或小于所述第一转动驱动单元的转动速度。

根据本发明，可以减少单色模式下的首次打印输出时间，并防止中间转印单元的松弛。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示意性示出根据本发明实施例的图像形成设备的配置的截面图。

图2是示出图1的图像形成设备的控制单元的配置的框图。

图3是示意性示出用于驱动图1的图像形成设备中的感光鼓和中间转印带的模式的图。

图4是示出用于转动驱动图1的图像形成设备中的感光鼓的机构的图。

图5是示出由图1的图像形成设备所进行的黑色(Bk)单色模式操作处理的过程的流程图。

图6是示出用于说明图像形成设备中的中间转印带松弛的状态的图。

具体实施方式

现在将参考示出根据本发明实施例的图像形成设备的附图来说明本发明。

图1是示意性示出根据本发明实施例的图像形成设备的配置的截面图。

图像形成设备是具有多个并行放置的图像形成单元且使用采用了中间转印系统的电子照相处理的彩色复印机。该图像形成设备具有操作台(未示出)、图像读取单元1R和图像输出单元1P。

操作台具有用于设置复印条件的操作面板和按钮等，并且在该图像形成设备中开始处理之后，在操作面板上显示该处理的进程等。稍后将参考图2给出对操作台的详细说明。

图像读取单元1R光学地读取原稿上的图像，将该图像转换为电信号，并将该电信号发送至图像输出单元1P。图像输出单元1P具有四个图像形成单元10a、10b、10c和10d，薄片进给单元20，中间转印单元30以及定影单元40。

图像形成单元10a、10b、10c和10d的结构彼此相同。图像形成单元10a、10b、10c和10d分别具有可枢转支撑且在箭头所表示的方向上转动驱动的鼓形电子照相感光单元(下文称为“感光鼓”)11a、11b、11c和11d作为图像承载构件。

在感光鼓11a～11d的外周面的相对侧，在感光鼓11a～11d的转动方向(箭头B)上依次配置一次充电器12a～12d、光学系统13a～13d、镜16a～16d、显影单元14a～14d以及清洁单元15a～15d。

一次充电器12a～12d向感光鼓11a～11d的表面施加均匀量的电荷。光学系统13a～13d经由镜16a～16d将感光鼓11a～11d暴露至已根据来自图像读取单元1R的所记录图像读取信号进行了调制的诸如激光束等的光束。因此，在感光鼓11a～11d上形成静电潜像。

显影单元14a～14d分别容纳包括黑色(Bk)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)这四种颜色的显影剂(以下称为“调色剂”)。通过将所容纳的调色剂附着至感光鼓11a～11d上所形成的静电潜像，显影单元14a～14d使得静电潜像可视(显影)以形成可视图像(调色剂图像)。

感光鼓11a～11d上可视的调色剂图像在一次转印区域Ta～Td被转印至作为带状中间转印单元的中间转印带31。应该注意，中间转印带31是中间转印单元30的组成元件。稍后将详细说明中间转印单元30的配置。

在一次转印区域Ta～Td的下游侧，清洁单元15a～15d通过刮除残留在感光鼓11a～11d上而未转印至中间转印带31的调色剂来清洁感光鼓11a～11d的表面。

薄片进给单元20具有容纳转印材料P作为记录材料的盒21以及从盒21逐片进给转印材料P的拾取辊22。薄片进给单元20还具有输送从拾取辊22所进给的各转印材料P的薄片进给辊对23、薄片进给引导件24、以及根据图像形成单元10a～10d中的图像形成的定时来进给各转印材料P的定位辊25。

中间转印单元30具有用于驱动中间转印带31的驱动辊32、用于通过利用未示出的弹簧向中间转印带31施力来对中间转印带31施加适当的张力的从动辊33、以及用于将可视图像从中间转印带31转印至转印材料P的二次转印辊34。

中间转印带31以张紧状态保持缠绕驱动辊32、从动辊33和二次转印辊34，并且在驱动辊32和从动辊33之间形成一次转印面A。

中间转印带31由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)或聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride，PVDF)等制成。驱动辊32通过在金属辊的表面涂敷厚度为几毫米的橡胶(例如，聚氨酯橡胶(urethanerubber)或氯丁二烯橡胶(chloroprenerubber))而构成，并且这防止了驱动辊32从中间转印带31滑脱。如稍后所述，使用使黑色(Bk)感光鼓11a转动的黑色(Bk)马达303(参见图3)来转动驱动驱动辊32。

在感光鼓11a～11d和中间转印带31彼此相对的一次转印区域Ta～Td中，一次转印充电器35a～35d配置在中间转印带31的里侧。此外，与二次转印辊34相对地配置二次转印辊36，并且通过中间转印带31和二次转印辊36之间的辊隙部形成二次转印区域Te。二次转印辊36保持在对中间转印带31施加适度的压力的状态。

定影单元40具有在输送转印材料P的同时将已转印至转印材料P的可视图像(调色剂图像)定影在转印材料P上的定影辊对99、以及加热定影辊对99以将调色剂图像定影在转印材料P上的定影加热器111(参见图2)。

图像输出单元1P还具有清洁单元50、清洁刮板70、感光传感器60和控制单元(未示出)。

清洁单元50配置在中间转印带31的二次转印区域Te的下游，并且清洁中间转印带31的图像承载面。清洁单元50具有去除中间转印带31上的调色剂的清洁刮板51和容纳从中间转印带31去除的废调色剂的废调色剂容纳箱52。

在二次转印区域Te和清洁单元50之间，对中间转印带31配置清洁刮板70。清洁刮板70可以通过脉冲马达(未示出)而从中间转印带31移除，并且用于去除中间转印带31上的调色剂。

感光传感器60监视驱动辊32的转动。控制单元具有用于提供图像形成设备的集中控制的CPU、定位校正电路、马达驱动器单元等。稍后将参考图2详细说明控制单元。

应该注意，图像输出单元1P具有输送引导件26、内部排纸辊27和外部排纸辊28，其中输送引导件26将转印材料P引导至定影辊对99之间的辊隙部N，并且内部排纸辊27和外部排纸辊28将从定影单元40排出的转印材料P排出至图像形成设备外部。将从图像形成设备排出的转印材料P堆叠在排纸托盘29上。

当图像读取单元1R读取原稿上的图像时，控制单元将用于开始图像形成的预定信号和数据等发送至图像输出单元1P的组成部件，结果，开始图像输出单元1P的组成部件的操作。

基于在读取原稿上的图像时所选择的薄片大小等，通过拾取辊22从薄片进给单元20的盒21逐片进给预定转印材料P。各转印材料P通过薄片进给辊对23而在薄片进给引导件24之间被引导，并输送至定位辊25。此时，定位辊25处于停止状态，因此转印材料P的前端抵接在定位辊25之间的辊隙部上。

定位辊25根据图像形成单元10a～10d中图像形成的开始定时而开始转动。具体地，对定位辊25的转动定时进行设置，以使得在二次转印区域Te中，由图像形成单元10a～10d一次转印至中间转印带31的调色剂图像可以与正被输送的转印材料P重叠。

图像形成单元10a～10d基于图像形成开始信号和图像读取单元1R所读取的原稿上的图像的图像数据，在感光鼓11a～11d上形成静电潜像，并且使静电潜像可视。

然后，将形成在位于中间转印带31的转动方向上的最上游侧的感光鼓11d上的调色剂图像一次转印至中间转印带31。通过向一次转印充电器35施加高电压由此将感光鼓11d上的调色剂图像在一次转印区域Td中转印至中间转印带31，来进行该一次转印。

将由此转印至中间转印带31的调色剂图像输送至下一一次转印区域Tc。将由图像形成单元10c进行的图像形成延迟了将调色剂图像从一次转印区域Td输送到一次转印区域Tc的时间段，并且与一次转印区域Td中所转印的调色剂图像彼此对准地，将由图像形成单元10c所形成的调色剂图像一次转印至该一次转印区域Td中所转印的调色剂图像上。

之后，以同样的处理逐次进行如下处理：在一次转印区域Tb中将由图像形成单元10b所形成的调色剂图像一次转印至中间转印带31，并且在一次转印区域Ta中将由图像形成单元10a所形成的调色剂图像一次转印至中间转印带31。因此，将这四种颜色的调色剂图像一次转印至中间转印带31。将转印至中间转印带31的四种颜色的调色剂图像发送至二次转印区域Te。

当转印材料P进入二次转印区域Te并且与中间转印带31相接触时，根据转印材料P通过的定时来对二次转印辊36施加高电压。结果，将形成在中间转印带31上的四种颜色的调色剂图像转印至转印材料P的表面。之后，通过输送引导件26将转印材料P精确地引导至定影单元40的辊隙部N。

在定影单元40中，转印材料P在辊隙部N对其两面进行夹持的状态下进行输送，并且在该输送过程中，通过热和压力将调色剂图像定影至转印材料P的表面。通过内部排纸辊27和外部排纸辊28将穿过定影单元40的辊隙部N的转印材料P排出至排纸托盘29。

图2是示出图1的图像形成设备的控制单元的框图。图像形成设备受到控制单元100的集中控制。具体地，控制单元100控制操作台102，并且还基于与操作台102有关的操作信息，通过驱动构成图像形成设备的各种驱动元件并对来自传感器的信息进行收集和分析等，来控制图像形成设备的整体操作。

控制单元100具有用于存储用于执行由图像形成设备所进行的各种处理(图像形成序列)的程序的ROM101c和用于执行存储在ROM101c中的程序的CPU101a。控制单元100具有用于存储需要临时或永久存储的可重写数据的RAM101b。RAM101b还用作对存储在ROM101c中的程序进行扩展的区域。存储在RAM101b的信息例如为用于要稍后说明的高电压控制单元105的高电压设置值和各种数据以及来自操作台102的与图像形成有关的指示信息。

图像形成设备的操作者使用操作台102来设置诸如复印倍率、浓度设置值、复印份数等的信息，并且操作台102将例如与要形成的图像的数量以及是否正在进行图像形成有关的信息以及与诸如卡纸的发生和卡纸的位置等的图像形成设备的状态有关的信息发送至操作者。

图像形成设备具有使诸如感光鼓11a～11d和驱动辊32等的转动部件转动的马达112、诸如离合器/螺线管113等的DC负载、以及诸如光断路器(photointerrupter)和微动开关(microswitch)等的传感器114。在图像形成设备中，适当地驱动马达112和DC负载以输送转印材料P并驱动各种单元，并且由传感器114监视马达112和DC负载的操作。

在控制单元100中，CPU101a经由传感器I/F(接口)109对来自传感器114的信号进行处理。基于来自传感器114的信号，CPU101a将用于控制马达112的信号发送至马达控制单元107，同时，将用于操作离合器/螺线管113的信号发送至DC负载控制单元108。因此，适当地操作马达112和离合器/螺线管113使得能够在图像输出单元1P中平滑地进行图像形成。

高电压单元106向配置在图像形成设备中的各种充电器(一次充电器12a～12d、一次转印充电器35a～35d以及显影单元14a～14d的显影辊)施加适当的高电压。高电压单元106根据来自高电压控制单元105的高电压控制信号进行操作。

定影辊对99分别具有内置的定影加热器111，并且通过AC驱动器110来接通(on)和断开(off)定影加热器111。通过热敏电阻器104来测量定影加热器111的温度。将与定影加热器111的温度变化相对应的热敏电阻器104的阻抗值变化转换为电压值，然后通过A/D转换器103将电压值转换为数字值，并输入至控制单元100。基于温度数据控制AC驱动器110。

图3是示意性示出驱动图1的图像形成设备中的感光鼓11a～11d和中间转印带31的模式的图。图3是图1的简化图，并且在图3所示的元件中，与图1中的元件相对应的元件由相同的附图标记表示。

如之前所述，根据显影单元14a～14d中所容纳的调色剂的颜色，分别使用感光鼓11a、11b、11c、11d来形成黑色(Bk)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)可视图像的静电潜像。

通过作为第一转动驱动单元的Bk马达303来驱动感光鼓11a，并且Bk马达303还驱动中间转印带31。即，Bk马达303还转动驱动驱动辊32。通过作为第二转动驱动单元的彩色CL马达302来驱动感光鼓11b～11d。

通过各个相位传感器301a～301d来检测感光鼓11a～11d的转动相位。通过马达309来驱动定影辊对99。相位传感器301a～301d通过向感光鼓11a～11d生成诸如激光等的光并接收从感光鼓11a～11d反射来的光，来检测感光鼓11a～11d的转动。基于由相位传感器301a～301d所获得的检测结果，控制单元100控制CL马达302和Bk马达303的转动驱动操作。

应该注意，在图像形成设备出厂之前，感光鼓11a～11d和中间转印带31是彼此分离的。然而，图3示出感光鼓11a～11d和中间转印带31用于正常图像形成序列的状态，并且在图3中，感光鼓11a～11d和中间转印带31是没有彼此分离的。

图4是示出转动驱动图1的图像形成设备中的感光鼓11a的机构的图。Bk马达303连同感光鼓11a一起转动，并且与转动驱动感光鼓11a的齿轮312啮合。齿轮312设置有在感光鼓11a转动时遮断从相位传感器301a生成的光的光路的旗杆(flagpole)311，这使得相位传感器301a能够在感光鼓11a每转一圈时检测到一个信号，并将该信号输出至传感器I/F109。

应该注意，从相位传感器301a生成的光的光路由配置在齿轮312上的旗杆311或者与感光鼓11a一体化配置的轴来遮断。通过从CL马达302(参见图3)传送来的动力，转动驱动感光鼓11b～11d，并且以与感光鼓11a的情况相同的方式来检测感光鼓11b～11d的相位，因此这里省略了对其的说明。

当操作者通过对操作台102的操作选择了仅使用黑色的黑白复印作为用于形成图像的模式时，图像形成设备在黑色(Bk)单色模式下开始操作，并且当选择彩色复印作为图像形成模式时，图像形成设备在全色模式下开始操作。

图5是示出由图1的图像形成设备所进行的黑色(Bk)单色模式操作处理的过程的流程图。

在图5中，首先判断操作者是否选择了黑色(Bk)单色模式(步骤S1101)。当选择Bk单色模式时(步骤S1101中为“是”)，控制单元100开始对驱动感光鼓11a的Bk马达303进行驱动(步骤S1102)，然后开始驱动CL马达302(步骤S1103)。

与全色模式不同，Bk单色模式操作消除了考虑黑色(Bk)、青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)的色偏移的需要，由此不需要进行用于使CL马达302和Bk马达303的相位相匹配的控制，但是需要对CL马达302的转动速度进行控制以使其等于或小于Bk马达303的转动速度(步骤S1104)。

控制单元100通过基于从用于检测感光鼓11a的转动相位的相位传感器301a所输出的脉冲数来确定Bk马达303的转动速度、并且基于所确定出的Bk马达303的转动速度来确定CL马达302的速度，来进行该速度控制。

图6是示出用于说明中间转印带31松弛的状态的图。当CL马达302的速度高于用于驱动Bk感光鼓11a和中间转印带31的Bk马达303的速度时，如图6中的箭头C所示，在Bk感光鼓11a之前的位置，中间转印带31可能松弛。因此，需要使CL马达302的转动速度等于或小于Bk马达303的转动速度。即，使感光鼓11b～11d的转动速度等于或小于感光鼓11a的转动速度防止了中间转印带31的松弛。

在由此对CL马达302和Bk马达303的转动速度进行控制之后，根据上述打印序列进行打印处理(步骤S1105)，随后终止处理。

另一方面，当选择全色模式时(步骤S1101中为“否”)，控制单元100开始对驱动感光鼓11b～11d的CL马达302进行驱动，并对驱动感光鼓11a的Bk马达303进行驱动。此时，控制单元100首先开始驱动Bk马达303(步骤S1106)，然后开始驱动CL马达302(步骤S1107)。

在全色模式下，使CL马达302和Bk马达303的转动相位和转动速度相互匹配(步骤S1108)。在使CL马达302和Bk马达303的转动速度固定之后，根据上述打印序列进行打印处理(步骤S1109)，随后终止处理。

如上所述，在Bk单色模式下，不进行用于调整CL马达302和Bk马达303的转动相位的控制，由此减少了控制单元100的负荷，从而缩短了首次打印输出时间。

此外，通过Bk马达303驱动中间转印带31，由此允许以与中间转印带31相同的速度来驱动Bk感光鼓11a，这使得使用Bk感光鼓11a作为基准能够容易地使其它颜色的相位相互匹配从而校正色偏移。应该注意，可以将Bk马达303配置为驱动Bk显影单元14a，并且可以以相同的方式来配置CL马达302。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

本申请要求2010年3月18日提交的日本专利申请2010-062543的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (4)

1.一种图像形成设备，包括：

多个图像承载构件，其被配置为表面带电；

多个曝光单元，其被配置为对所述多个图像承载构件的带电表面进行曝光，由此形成静电潜像；

多个显影单元，其被配置为将显影剂附着至所述静电潜像，由此形成可视图像；

中间转印带，所述多个图像承载构件的表面上所形成的可视图像被转印至所述中间转印带；

第一转动驱动单元，其被配置为转动驱动所述多个图像承载构件中的、在单色模式中使用的第一图像承载构件以及所述中间转印带；

第二转动驱动单元，其被配置为转动驱动所述多个图像承载构件中的、除在所述单色模式中使用的图像承载构件以外的第二图像承载构件，所述第二图像承载构件相对于所述中间转印带的移动方向位于所述第一图像承载构件的上游侧；

相位检测单元，其被配置为检测所述多个图像承载构件的转动相位；以及

控制单元，其被配置为基于所述相位检测单元的检测结果，控制所述多个图像承载构件的转动相位，

其特征在于，

在驱动所述第一转动驱动单元和所述第二转动驱动单元这两者的情况下，在彩色模式中进行图像形成时，所述控制单元控制所述第一转动驱动单元和所述第二转动驱动单元，以使得所述第二图像承载构件的转动相位与所述第一图像承载构件的转动相位相匹配，以及

在驱动所述第一转动驱动单元和所述第二转动驱动单元这两者的情况下，在所述单色模式中进行图像形成时，所述控制单元在不调整所述第一图像承载构件的转动相位和所述第二图像承载构件的转动相位的情况下，控制所述第一转动驱动单元和所述第二转动驱动单元，以使得所述第二转动驱动单元的转动速度等于或小于所述第一转动驱动单元的转动速度。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一转动驱动单元转动驱动用于使用黑色显影剂形成可视图像的所述第一图像承载构件。

3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其特征在于，所述第一转动驱动单元还驱动所述多个显影单元中的、使用黑色显影剂形成可视图像的显影单元。

4.根据权利要求3所述的图像形成设备，其特征在于，所述第二转动驱动单元驱动所述多个显影单元中的、除使用黑色显影剂形成可视图像的显影单元以外的显影单元。