JP2005091861A - Image forming apparatus - Google Patents

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Haruhiko Fukuda
晴彦 福田
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately prevent out of color registration, in particular, to prevent going out of color registration from occurring between a color near to a position for detecting the speed of an intermediate transfer belt and a color shift therefrom. <P>SOLUTION: The intermediate transfer belt 10 is held between four photoreceptors 40 and intermediate transfer rollers 62, and also trained about a driving roller 14, a driven roller 15 and a secondary transfer roller 16. When the driving roller 14 is driven by a belt driving motor 90 controlled by a motor control part 94, the intermediate transfer belt 10 is rotated in a direction shown by an arrow. Belt speed detection sensors 93 are respectively arranged between the respective photoreceptors 40, and the control part 94 controls the belt driving motor 90, based on the mean value of the speed detected by the respective speed detection sensors 93. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数の感光体を有し、カラー画像を形式するタンデム型画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a tandem type image forming apparatus that has a plurality of photoconductors and forms a color image.

今日、電子写真装置においては、市場からの要求に伴い、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきている。
カラー電子写真装置には、1つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる1ドラム型のものと、複数の感光体を並べて備え、各感光体にそれぞれ現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。
2. Description of the Related Art Today, in electrophotographic apparatuses, color products such as color copiers and color printers are increasing in accordance with market demands.
A color electrophotographic apparatus is provided with a developing device of a plurality of colors around one photoconductor, and a toner is attached by these developing devices to form a composite toner image on the photoconductor, and the toner image is transferred. A so-called one-drum type that records a color image on a sheet, and a plurality of photoconductors are arranged side by side, each photoconductor is provided with a developing device, and a single color toner image is formed on each photoconductor, and those single colors There is a so-called tandem type in which toner images are sequentially transferred to record a composite color image on a sheet.

1ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者は、感光体が1つであるから比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、1つの感光体を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するので、画像形成の高速化が困難である。後者は、逆に大型化しコスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が容易であるという利点がある。
最近では、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
Comparing the 1-drum type and the tandem type, the former has the advantage that it can be made relatively small and cost can be reduced because there is only one photoconductor, but it can be reduced more than once (usually 4 times). ) Since image formation is repeated to form a full-color image, it is difficult to speed up image formation. The latter, on the contrary, has the advantage that it is easy to increase the speed of image formation, although it has the disadvantage of increasing the size and cost.
Recently, tandem type has been attracting attention because the demand for full-color monochrome speed is desired.

タンデム型の電子写真装置には、図19に示すように各感光体1上の画像を、転写装置2により、シート搬送ベルト3で搬送されるシートsに順次転写する直接転写方式のものと、図20に示すように各感光体1上の画像を、1次転写装置2によりいったん中間転写体(中間転写ベルト)4に順次転写して後、その中間転写体4上の画像を2次転写装置5によりシートsに一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置5は転写搬送ベルトであるが、ローラ形状の方式もある。   As shown in FIG. 19, the tandem type electrophotographic apparatus includes a direct transfer system that sequentially transfers an image on each photoconductor 1 onto a sheet s conveyed by a sheet conveying belt 3 by a transfer apparatus 2. As shown in FIG. 20, the image on each photoconductor 1 is sequentially transferred to an intermediate transfer body (intermediate transfer belt) 4 by a primary transfer device 2 and then the image on the intermediate transfer body 4 is subjected to secondary transfer. There is an indirect transfer type in which the apparatus 5 performs batch transfer onto the sheet s. The transfer device 5 is a transfer conveyance belt, but there is also a roller-shaped method.

図19の直接転写方式のものと、図20の間接転写方式のものとを比較すると、前者は、複数の感光体1を並べたタンデム型画像形成装置Tの上流側に給紙装置6を、下流側に定着装置7を配置しなければならず、シート搬送方向に大型化するという欠点がある。
これに対して後者は、2次転写位置を比較的自由に設置することができるので、給紙装置6、および定着装置7をタンデム型画像形成装置Tと重ねて配置することができ、小型化が可能となるという利点がある。
Comparing the direct transfer method of FIG. 19 with the indirect transfer method of FIG. 20, the former is a paper feed device 6 on the upstream side of a tandem type image forming apparatus T in which a plurality of photoconductors 1 are arranged. The fixing device 7 must be disposed on the downstream side, and there is a drawback that the size of the fixing device 7 increases in the sheet conveyance direction.
On the other hand, since the latter can set the secondary transfer position relatively freely, the paper feeding device 6 and the fixing device 7 can be arranged so as to overlap the tandem image forming device T, and the size can be reduced. There is an advantage that becomes possible.

また、前者をシート搬送方向に大型化しないためには、定着装置7をタンデム型画像形成装置Tに接近して配置することになる。そのため、シートsが撓むことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができず、シートsの先端が定着装置7に進入するときの衝撃(特に厚いシートで顕著となる)や、定着装置7を通過するときのシート搬送速度と転写搬送ベルトによるシート搬送速度との速度差により、定着装置7が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすいという欠点がある。
これに対して後者は、シートsが撓むことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができるので、定着装置7がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
以上のことから、最近はタンデム型電子写真装置の中の特に間接転写方式のものが注目されてきている。
Further, in order not to increase the size of the former in the sheet conveying direction, the fixing device 7 is disposed close to the tandem type image forming apparatus T. Therefore, the fixing device 7 cannot be disposed with a sufficient margin that the sheet s can bend, and an impact when the leading edge of the sheet s enters the fixing device 7 (particularly with a thick sheet), There is a drawback in that the fixing device 7 tends to affect image formation on the upstream side due to the speed difference between the sheet conveying speed when passing through the fixing device 7 and the sheet conveying speed by the transfer conveying belt.
On the other hand, since the latter can arrange the fixing device 7 with a sufficient margin that the sheet s can be bent, the fixing device 7 can hardly affect the image formation.
In view of the above, recently, an indirect transfer type of tandem type electrophotographic apparatus has attracted attention.

また、この種のカラー電子写真装置では、1次転写後に感光体上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング装置で除去して感光体表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えるようにしている。また、2次転写後に中間転写体上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置で除去して中間転写体表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えるようにしている。   Further, in this type of color electrophotographic apparatus, the transfer residual toner remaining on the photoconductor after the primary transfer is removed by the photoconductor cleaning device to clean the surface of the photoconductor so as to prepare for the image formation again. Yes. Further, the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer member after the secondary transfer is removed by an intermediate transfer member cleaning device to clean the surface of the intermediate transfer member so as to prepare for the image formation again.

一方、従来のカラー画像形成装置においては、色を重ね合わせるときに、その位置が狙いの位置からずれてしまい、画像上で色ズレ等の不具合が発生することがあった。この色ズレの原因の一つとして、中間転写ベルト(中間転写体)を用いた画像形成装置では、この中間転写ベルトの速度ムラによるものであることが解っている。
この解決策として、中間転写ベルトにスケールを設け、そのスケールをセンサで読み取ることによりベルト速度を検知し、その検知結果からベルト駆動用モータを制御し、速度ムラを低減することにより、色ズレを防止することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, in the conventional color image forming apparatus, when colors are superimposed, the position is deviated from the target position, and a problem such as color misregistration on the image may occur. As one of the causes of this color misregistration, it has been found that, in an image forming apparatus using an intermediate transfer belt (intermediate transfer member), this is due to uneven speed of the intermediate transfer belt.
As a solution to this, a scale is provided on the intermediate transfer belt, the belt speed is detected by reading the scale with a sensor, the belt drive motor is controlled based on the detection result, and the color deviation is reduced by reducing the speed unevenness. It has been proposed to prevent (see, for example, Patent Document 1).

ところがこの方法では、スケールを読み取るセンサの位置が、感光体上のトナー画像が中間転写ベルトに転写される転写位置から離れて配置された場合は、検知したベルト速度が感光体と中間転写ベルトとの転写位置の速度と必ずしも一致しないことがある。これはベルトが弾性体であり、駆動ローラの前後で部分的に伸び縮みすることや、ベルトの厚み偏差に起因するものである。この場合は、センサ検知結果からいかに高精度・高速にモータを制御しようとも色ズレを防止することはできない。また、1つのセンサによる補正制御では、感光体から中間転写ベルトへの転写位置が、センサに近い色と遠い色の間で色ズレが発生することがあった。
特開平11−024507号公報
However, in this method, when the position of the sensor for reading the scale is arranged away from the transfer position at which the toner image on the photoconductor is transferred to the intermediate transfer belt, the detected belt speed is set between the photoconductor and the intermediate transfer belt. The transfer position speed may not always match. This is because the belt is an elastic body and partially expands and contracts before and after the drive roller, and also due to a thickness deviation of the belt. In this case, color misregistration cannot be prevented no matter how accurately and at high speed the motor is controlled from the sensor detection result. Further, in the correction control by one sensor, a color shift may occur between the color close to the sensor and the color far from the sensor at the transfer position from the photoconductor to the intermediate transfer belt.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-024507

本発明は、色ズレを高精度に防止し、特に中間転写ベルト速度検知位置に近い色と遠い色の間で色ズレが発生することを防止することを課題とする。   An object of the present invention is to prevent color misregistration with high accuracy, and in particular, to prevent color misregistration from occurring between a color close to the intermediate transfer belt speed detection position and a distant color.

請求項1記載の発明による画像形成装置は、複数の感光体が配列され、各感光体に形成された画像をモータにより搬送される中間転写ベルトに順次転写するようにしたタンデム型カラー画像形成装置において、前記中間転写ベルト上に設けたスケールと、前記スケールを読み取ることにより前記中間転写ベルトの速度を検知する複数のベルト速度検知手段と、前記複数ベルト速度検知手段で検知された速度の平均値に基づいて前記モータの速度を制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。   The image forming apparatus according to claim 1 is a tandem color image forming apparatus in which a plurality of photoconductors are arranged and images formed on the photoconductors are sequentially transferred to an intermediate transfer belt conveyed by a motor. In the above, a scale provided on the intermediate transfer belt, a plurality of belt speed detecting means for detecting the speed of the intermediate transfer belt by reading the scale, and an average value of the speeds detected by the plurality of belt speed detecting means The control means for controlling the speed of the motor based on the above is provided.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記複数のベルト速度検知手段を、前記各感光体から前記中間転写ベルトへの各転写位置の間に配置したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the plurality of belt speed detecting means are arranged between the transfer positions from the photoconductors to the intermediate transfer belt. To do.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像形成装置において、前記複数のベルト速度検知手段を、前記転写位置近傍に配置したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the plurality of belt speed detecting means are arranged in the vicinity of the transfer position.

請求項1記載の発明によれば、複数のベルト速度検知手段の検知結果の平均値からモータ制御するので、1つの速度検知出力により制御するよりも速度検知に近い色と遠い色の間の速度ムラを抑制して、色ズレ発生を高精度に防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the motor is controlled from the average value of the detection results of the plurality of belt speed detection means, the speed between the color closer to the speed detection and the farther color than that controlled by one speed detection output. The unevenness can be suppressed and the occurrence of color misregistration can be prevented with high accuracy.

請求項2記載の発明によれば、複数のベルト速度検知手段を複数の感光体から中間転写ベルトへの転写位置の間に配置することにより、各転写位置間での速度を検知してその平均値でモータ制御するので、制御するベルト速度が各感光体と中間転写ベルトとの転写位置の速度の平均値に等しくなり、各転写位置での速度ムラを抑制して色ズレ発生をさらに高精度に防止することができる。   According to the second aspect of the present invention, the plurality of belt speed detecting means are arranged between the transfer positions from the plurality of photoconductors to the intermediate transfer belt, so that the speed between the transfer positions is detected and the average thereof is detected. Since the motor is controlled by the value, the belt speed to be controlled is equal to the average value of the transfer positions of each photoconductor and the intermediate transfer belt, and the unevenness of the speed at each transfer position is suppressed, resulting in more accurate color misregistration. Can be prevented.

請求項3記載の発明によれば、複数のベルト速度検知手段を複数の感光体から中間転写ベルトへの転写位置の近傍に配置し、各転写位置での速度を検知してその平均値でモータ制御するので、制御するベルト速度が各感光体と中間転写ベルトとの転写位置の速度の平均値に等しくなり、各転写位置での速度ムラを抑制して色ズレ発生をさらに高精度に防止すことができる。   According to the invention described in claim 3, the plurality of belt speed detecting means are arranged in the vicinity of the transfer positions from the plurality of photoconductors to the intermediate transfer belt, the speed at each transfer position is detected, and the average value of the motor is detected. Therefore, the belt speed to be controlled is equal to the average value of the transfer positions of the respective photosensitive members and the intermediate transfer belt, and the unevenness of the speed at each transfer position is suppressed to prevent the occurrence of color misregistration with higher accuracy. be able to.

本発明は、ベルト速度検知手段を複数用い、それらの検知結果の平均値に基づいてモータを制御するようにした。   In the present invention, a plurality of belt speed detection means are used, and the motor is controlled based on the average value of the detection results.

図4は本発明を適用し得る従来の画像形成装置としてのタンデム型中間転写方式の電子写真装置の構成例を示す構成図である。
図4において、100は複写装置本体、200は複写装置本体100を載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けられたスキャナ、400はスキャナ300の上に取り付られた原稿自動搬送装置(ADF)である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a tandem type intermediate transfer type electrophotographic apparatus as a conventional image forming apparatus to which the present invention can be applied.
In FIG. 4, 100 is a copying apparatus main body, 200 is a paper feed table on which the copying apparatus main body 100 is placed, 300 is a scanner mounted on the copying apparatus main body 100, and 400 is an automatic document feeder mounted on the scanner 300. (ADF).

複写装置本体100には、中央に無端ベルト状の中間転写体(中間転写ベルト)10を設ける。中間転写体10は、図5に示すように、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成されたベース層11と、その上の例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどからなる弾性層12とを有し、弾性層12の表面を、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層13で被ってなるものである。   The copying machine main body 100 is provided with an endless belt-like intermediate transfer member (intermediate transfer belt) 10 in the center. As shown in FIG. 5, the intermediate transfer member 10 includes, for example, a base layer 11 made of a material that hardly stretches, such as a fluorine resin having a small elongation or a rubber material having a large elongation, and a material such as a fluorine rubber or acrylonitrile on the base layer 11. -An elastic layer 12 made of butadiene copolymer rubber or the like, and the surface of the elastic layer 12 is covered with, for example, a fluorine-based resin and a smooth coat layer 13.

この中間転写体10は、図4のように1次転写装置(中間転写ローラ)62と感光体40とにより挟持されると共に、3つの支持ローラ14、15、16に掛け渡されて図の時計回りに回転搬送可能になされている。図示の例では、3つの支持ローラのうちの第2の支持ローラ15の左側に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設けている。また、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡された中間転写体10上には、その搬送方向に沿ってY(イエロー),C(シアン),M(マゼンタ),B(ブラック)の4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。このタンデム画像形成装置20の上には、露光装置21を設けている。   As shown in FIG. 4, the intermediate transfer member 10 is sandwiched between a primary transfer device (intermediate transfer roller) 62 and the photosensitive member 40, and is stretched over three support rollers 14, 15, and 16 to be shown in the figure. It can be rotated around. In the illustrated example, an intermediate transfer body cleaning device 17 that removes residual toner remaining on the intermediate transfer body 10 after image transfer is provided on the left side of the second support roller 15 of the three support rollers. On the intermediate transfer member 10 stretched between the first support roller 14 and the second support roller 15, Y (yellow), C (cyan), M (magenta), The tandem image forming apparatus 20 is configured by arranging four B (black) image forming units 18 side by side. An exposure device 21 is provided on the tandem image forming apparatus 20.

一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示では2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写用搬送ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
On the other hand, a secondary transfer device 22 is provided on the side opposite to the tandem image forming apparatus 20 with the intermediate transfer body 10 interposed therebetween. The secondary transfer device 22 includes a secondary transfer conveyance belt 24, which is an endless belt, between two rollers 23 in the drawing, and is pressed against the third support roller 16 via the intermediate transfer body 10. The image on the intermediate transfer body 10 is transferred to a sheet.
A fixing device 25 for fixing the transfer image on the sheet is provided beside the secondary transfer device 22. The fixing device 25 is configured by pressing a pressure roller 27 against a fixing belt 26 that is an endless belt.

上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、その場合はこのシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
また図示の例では、2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行にシートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
The secondary transfer device 22 described above is also provided with a sheet transport function for transporting the sheet after image transfer to the fixing device 25. Of course, a transfer roller or a non-contact charger may be disposed as the secondary transfer device 22, and in this case, it is difficult to provide this sheet conveyance function together.
In the illustrated example, a sheet reversing device 28 for reversing the sheet to record images on both sides of the sheet is provided below the secondary transfer device 22 and the fixing device 25 in parallel with the tandem image forming device 20 described above.

このカラー電子写真装置を用いてコピーをとる場合は、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。あるいは原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じて原稿を押さえる。そして不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした場合は、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動させて後、またコンタクトガラス32上に原稿をセットした場合は、直ちにスキャナ300を駆動して、第1走行体33及び第2走行体34を走行させる。そして、第1走行体33で光源から光を発射すると共に、原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射し、結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。   When copying using this color electrophotographic apparatus, the original is set on the original table 30 of the automatic original conveying apparatus 400. Alternatively, the automatic document feeder 400 is opened, a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300, the automatic document feeder 400 is closed, and the document is pressed. When a start switch (not shown) is pressed, when the original is set on the automatic document feeder 400, the original is transported and moved onto the contact glass 32, and then the original is set on the contact glass 32. Immediately drives the scanner 300 to cause the first traveling body 33 and the second traveling body 34 to travel. Then, the first traveling body 33 emits light from the light source, and the reflected light from the document surface is further reflected toward the second traveling body 34 and reflected by the mirror of the second traveling body 34, and the imaging lens 35. Through the sensor 36 to read the original content.

また、上記スタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転させ、中間転写体10を回転搬送する。同時に各画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの各単色トナー画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。   When the start switch is pressed, one of the support rollers 14, 15 and 16 is rotationally driven by a drive motor (not shown), the other two support rollers are driven to rotate, and the intermediate transfer member 10 is rotated and conveyed. At the same time, the image forming means 18 rotates the photoconductor 40 to form black, yellow, magenta, and cyan single color toner images on the photoconductor 40. Then, along with the conveyance of the intermediate transfer member 10, the single color images are sequentially transferred to form a composite color image on the intermediate transfer member 10.

一方、上記スタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。   On the other hand, when the start switch is pressed, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed table 200 is selectively rotated, the sheet is fed out from one of the paper cassettes 44 provided in multiple stages in the paper bank 43, and the separation roller 45 1 The sheets are separated one by one and put into the paper feed path 46, transported by the transport roller 47, guided to the paper feed path 48 in the copying machine main body 100, and abutted against the registration roller 49 and stopped. Alternatively, the sheet feed roller 50 is rotated to feed out the sheets on the manual feed tray 51, separated one by one by the separation roller 52, put into the manual feed path 53, and abutted against the registration roller 49 and stopped. Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the intermediate transfer member 10, the sheet is fed between the intermediate transfer member 10 and the secondary transfer device 22, and transferred by the secondary transfer device 22. A color image is recorded on the sheet.

画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。あるいは切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。   The image-transferred sheet is conveyed by the secondary transfer device 22 and sent to the fixing device 25. The fixing device 25 applies heat and pressure to fix the transferred image, and then the switching roller 55 is used to switch the discharge roller. The paper is discharged at 56 and stacked on the paper discharge tray 57. Alternatively, it is switched by the switching claw 55 and put into the sheet reversing device 28, where it is reversed and guided again to the transfer position, an image is recorded also on the back surface, and then discharged onto the discharge tray 57 by the discharge roller 56.

一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17により画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
なお、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアス電圧を印加してもよい。
On the other hand, the intermediate transfer body 10 after the image transfer removes residual toner remaining on the intermediate transfer body 10 after the image transfer by the intermediate transfer body cleaning device 17, and prepares for the image formation by the tandem image forming apparatus 20 again.
In general, the registration roller 49 is often used while being grounded, but a bias voltage may be applied to remove paper dust from the sheet.

図6はタンデム画像形成装置20における個々の画像形成手段18の詳細な構成を示す。図6に示すように、ドラム状の感光体40のまわりには帯電装置60、現像装置61、1次転写装置(中間転写ローラ)62、感光体クリーニング装置63、除電装置64などが備えられている。Lはレーザ光を示す。   FIG. 6 shows a detailed configuration of each image forming unit 18 in the tandem image forming apparatus 20. As shown in FIG. 6, around the drum-shaped photoconductor 40, a charging device 60, a developing device 61, a primary transfer device (intermediate transfer roller) 62, a photoconductor cleaning device 63, a charge removal device 64, and the like are provided. Yes. L indicates laser light.

中間転写ベルト(中間転写体)10としては、従来から弗素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等が使用されてきていたが、近年ベルトの全層やベルトの一部を弾性部材にした弾性ベルトが使用されてきている。樹脂ベルトを用いたカラー画像の転写は次のような問題があった。
カラー画像は通常4色の着色トナーで形成される。1枚のカラー画像には1層から4層までのトナー層が形成されている。トナー層は、1次転写(感光体から中間転写ベルトへの転写)や、2次転写(中間転写ベルトからシートへの転写)を通過することで圧力を受け、トナー同士の凝集力が高くなる。トナー同士の凝集力が高くなると、文字の中抜けやベタ部画像のエッジ抜けの現象が発生しやすくなる。樹脂ベルトは硬度が高く、トナー層に応じて変形しないためトナー層を圧縮させやすく、文字の中抜け現象が発生しやすくなる。
As the intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 10, a fluorine-based resin, a polycarbonate resin, a polyimide resin or the like has been conventionally used. However, in recent years, an elastic belt using an entire belt or a part of the belt as an elastic member is used. Has been used. The transfer of a color image using a resin belt has the following problems.
A color image is usually formed with four colored toners. One to four toner layers are formed on one color image. The toner layer receives pressure by passing through the primary transfer (transfer from the photoreceptor to the intermediate transfer belt) and the secondary transfer (transfer from the intermediate transfer belt to the sheet), and the cohesive force between the toners increases. . When the cohesive force between the toners increases, the phenomenon of missing characters in the characters or missing images in the solid portion image tends to occur. Since the resin belt has high hardness and does not deform in accordance with the toner layer, the toner layer is easily compressed, and the character dropout phenomenon is likely to occur.

また、最近はフルカラー画像を様々な用紙、例えば和紙や意図的に凹凸を付けや用紙に像を形成したいという要求が高くなってきている。しかし、平滑性の悪い用紙は転写時にトナー画像との空隙が発生しやすく、転写抜けが発生しやすくなる。密着性を高めるために2次転写部の転写圧を高めるとトナー層の凝縮力を高めることになり、上述した文字の中抜けを発生させることになる。   Recently, there is an increasing demand for forming full-color images on various papers, for example, Japanese paper, intentionally irregularities, and forming images on paper. However, a paper with poor smoothness is liable to generate a gap with a toner image during transfer, and transfer loss easily occurs. If the transfer pressure at the secondary transfer portion is increased to improve the adhesion, the condensing power of the toner layer is increased, and the above-described character void is generated.

弾性ベルトは次の狙いで使用される。
弾性ベルトは、転写部でトナー層、平滑性の悪い用紙に対応して変形する。つまり、弾性ベルトは局部的な凹凸に追従して変形するため、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく良好な密着性が得られ、文字の中抜けの無い、平面性の悪い用紙に対しても均一性の優れた転写画像を得ることができる。
The elastic belt is used for the following purposes.
The elastic belt is deformed corresponding to the toner layer and the paper having poor smoothness at the transfer portion. In other words, since the elastic belt deforms following local unevenness, it can obtain good adhesion without excessively increasing the transfer pressure with respect to the toner layer, and paper with poor flatness with no voids in characters. In contrast, a transfer image with excellent uniformity can be obtained.

図7はベルト速度検知センサ93を1つ設けた場合の中間転写部の構成例を示す図である。
本例による中間転写部を有する画像形成装置は、中間転写ベルト10にスケールを設け、そのスケール上方に設けたベルト速度検知センサ93でスケールを読み取り、その出力値からベルト表面の速度を検知し、その検知した速度から理想とするベルト速度を算出し、ベルト駆動モータ90へフィードバックすることにより、安定したベルト駆動を得るものである。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the intermediate transfer unit when one belt speed detection sensor 93 is provided.
The image forming apparatus having the intermediate transfer portion according to this example is provided with a scale on the intermediate transfer belt 10, the scale is read by a belt speed detection sensor 93 provided above the scale, and the speed of the belt surface is detected from the output value, By calculating an ideal belt speed from the detected speed and feeding it back to the belt drive motor 90, a stable belt drive is obtained.

図7において、中間転写ベルト10は、各感光体40と中間転写ローラ(1次転写装置)62とに挟持されると共に、駆動ローラ14、従動ローラ15及び2次転写ローラ16(図1の支持ローラ14、15、16)に掛け渡されている。そして、中間転写体10は、モータ制御部94により制御されるベルト駆動モータ94を介して駆動ローラ14を駆動することにより、矢印で示す所定方向に回転される。各感光体40上に形成されたトナー画像が順次に中間転写ベルト10上に転写されることは前述した通りである。また、中間転写ベルト10に転写された画像は、さらに搬送ベルト24に2次転写される。   In FIG. 7, the intermediate transfer belt 10 is sandwiched between each photoconductor 40 and an intermediate transfer roller (primary transfer device) 62, and also includes a drive roller 14, a driven roller 15, and a secondary transfer roller 16 (supports in FIG. 1). Rollers 14, 15, 16). The intermediate transfer member 10 is rotated in a predetermined direction indicated by an arrow by driving the driving roller 14 via a belt driving motor 94 controlled by a motor control unit 94. As described above, the toner images formed on the respective photoreceptors 40 are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 10. Further, the image transferred to the intermediate transfer belt 10 is further secondarily transferred to the transport belt 24.

本例においては、中間転写体10の表面に図8に示すようなベルトスケール91が設けられている。このベルトスケール91には、図示のようにスケールスリット92が設けられている。また、従動ローラ15(図4の支持ローラ15)と感光体40との間の中間転写体10の上方には、ベルト速度検知センサ93が設けられている。このベルト速度検知センサ93は、スケールスリット92を読みとれる位置に配置されている。図示の例では感光体40と同じ一辺に配置されているが、ベルトスケール91を読み取れる位置であればどこでも良い。   In this example, a belt scale 91 as shown in FIG. 8 is provided on the surface of the intermediate transfer member 10. The belt scale 91 is provided with a scale slit 92 as shown. Further, a belt speed detection sensor 93 is provided above the intermediate transfer member 10 between the driven roller 15 (support roller 15 in FIG. 4) and the photosensitive member 40. The belt speed detection sensor 93 is disposed at a position where the scale slit 92 can be read. In the illustrated example, they are arranged on the same side as the photoconductor 40, but may be anywhere as long as the belt scale 91 can be read.

図9にベルト速度検知センサと93ベルトスケール91との関係を示す。
例として、ベルト速度検知センサ93に一対の受発光素子を持つ反射型光学センサを用い、ベルトスケール91はスケールスリット92と、それ以外の部分で反射率が異なるように構成している。
FIG. 9 shows the relationship between the belt speed detection sensor and the 93 belt scale 91.
As an example, a reflective optical sensor having a pair of light emitting and receiving elements is used as the belt speed detection sensor 93, and the belt scale 91 is configured so that the reflectance is different between the scale slit 92 and other portions.

このベルト速度検知センサ91の出力値は、図示のようにスケールの反射率の違いにより、High又はLowの2値の信号が出力される。例えば、センサが受光部で光を受光するとHigh信号を出力するものとすると、図9の例では、スケールスリット92の反射率が他の部分より高い素材となっていれば、ベルト速度検知センサ93からの出力信号はtの範囲がスリットがセンサを通過している間の出力となり、中間転写ベルト10が回転するのに伴い、センサの検出範囲を通過するスリットの有無により、センサの出力は図示のようにHigh、Lowを繰り返すことになる。
従って、LowからHighに変化した時点から次のLowからHighに変化するまでの時間Tを求めることにより、中間転写ベルト10の表面速度を検知することができる。
以上は一例であり、ベルトスケールを検知することが可能で有れば、センサの種類、スケールの種類、検知方法等が異なっても問題は無い。
As the output value of the belt speed detection sensor 91, a binary signal of High or Low is output depending on the difference in the reflectance of the scale as shown in the figure. For example, if the sensor receives a light at the light receiving unit and outputs a high signal, in the example of FIG. 9, if the reflectance of the scale slit 92 is higher than that of the other parts, the belt speed detection sensor 93. The output signal from is output while the slit is passing through the sensor in the range of t. The sensor output is shown depending on the presence or absence of the slit passing through the detection range of the sensor as the intermediate transfer belt 10 rotates. As described above, High and Low are repeated.
Accordingly, the surface speed of the intermediate transfer belt 10 can be detected by obtaining the time T from the time when the signal changes from Low to High until the next signal changes from Low to High.
The above is an example, and if the belt scale can be detected, there is no problem even if the sensor type, scale type, detection method, and the like are different.

図7において、モータ制御部94では、まずベルト駆動モータ90を基本速度で回転するように制御する。モータが回転することにより中間転写体10が回転し、ベルトスケール91も回転するので、ベルト速度検知センサ93でそのスケールを読み取り、その値をモータ制御部94にフィードバックする。モータ制御部94では、フィードバックされた速度が基本速度と同じならそのまま基本速度で制御し、速度に違いがあれば、その違いを基本速度に加減算した値でモータを制御する。   In FIG. 7, the motor controller 94 first controls the belt drive motor 90 to rotate at the basic speed. As the motor rotates, the intermediate transfer member 10 rotates and the belt scale 91 also rotates. Therefore, the belt speed detection sensor 93 reads the scale and feeds back the value to the motor control unit 94. In the motor control unit 94, if the fed back speed is the same as the basic speed, the motor is controlled at the basic speed as it is. If there is a difference in speed, the motor is controlled by adding or subtracting the difference to the basic speed.

図10に詳細な制御フローチャートを示す。
モータ制御部94は、まずベルト駆動モータ94を基本速度Vで回転するようにモータをONする(S1)。以下、モータをOFFするタイミングが発生するまで次の制御を繰り返す(S2、No)。
モータ制御部94は、フィードバックされたベルト速度検知センサ93からの出力を検知し、現在回転しているベルト表面の速度V’を把握する(S3)。このV’と、Vとの速度比較を行う(S4)。もし、V=V’ならば(S5、No)、基本速度と同じ速度でベルト表面も回転していると判断できるので、そのまま基本速度で制御を行う。もし、V≠V’ならば(S5、Yes)、ベルト表面速度が異本速度と異なっていることになる。この時、基本速度Vと表面速度V’の差V''を計算する(S6)。もし、V''>0ならば(S7、Yes)、基本速度よりもベルト表面速度の方が遅いと判断できるので、VにV''を加えた速度でモータを制御する(S8)。また、もし、V''<0ならば(S7、No)、ベルト表面速度が基本速度よりも速いと判断できるので、基本速度VからV''を引いた速度でモータを制御する(S9)。そして、ベルト駆動モータをOFFが指示されたら(S10)、終了する。
以上により、ベルト表面速度を基本速度で一定に動作させることができる。
FIG. 10 shows a detailed control flowchart.
The motor control unit 94 first turns on the motor so as to rotate the belt drive motor 94 at the basic speed V (S1). Thereafter, the next control is repeated until the timing for turning off the motor is generated (S2, No).
The motor control unit 94 detects the feedback output from the belt speed detection sensor 93 and grasps the speed V ′ of the currently rotating belt surface (S3). The speed comparison between V ′ and V is performed (S4). If V = V ′ (S5, No), it can be determined that the belt surface is also rotating at the same speed as the basic speed, so the control is performed at the basic speed as it is. If V ≠ V ′ (S5, Yes), the belt surface speed is different from the differential speed. At this time, a difference V ″ between the basic speed V and the surface speed V ′ is calculated (S6). If V ″> 0 (S7, Yes), since it can be determined that the belt surface speed is slower than the basic speed, the motor is controlled at a speed obtained by adding V ″ to V (S8). If V ″ <0 (S7, No), it can be determined that the belt surface speed is faster than the basic speed, so the motor is controlled at a speed obtained by subtracting V ″ from the basic speed V (S9). . When the belt drive motor is instructed to be turned off (S10), the process ends.
As described above, the belt surface speed can be kept constant at the basic speed.

上述した中間転写ベルト10の速度の変動(基本速度と表面速度の差)は、いくつかの要因によって引き起こされ、その速度変動の変動周波数には、図11に示すように、高周波成分と低周波成分が存在する。図11において、横軸にベルトの回転時間を、縦軸に速度変動量を取り、基本速度(理想的な速度)である目標速度を中央に示した場合、ベルトが一回転する間に、比較的ゆっくり速度が変化していく低周波成分と、瞬間的に速度が変化する高周波成分が共存することになる。上述したモータ制御により、この2つの周波数成分の速度変動を補正することは可能である。
しかしながら、この低周波成分と高周波成分の両方を補正するためには、その補正周波数レンジを高周波側に合わせる必要があり、高精度、且つ複雑な制御回路が必要になる。
なぜならば、補正精度は、その制御ループ周期とセンサの検知精度が問題になるためである。
The speed fluctuation (difference between the basic speed and the surface speed) of the intermediate transfer belt 10 described above is caused by several factors. The fluctuation frequency of the speed fluctuation includes a high frequency component and a low frequency as shown in FIG. Ingredients are present. In FIG. 11, when the rotation time of the belt is taken on the horizontal axis, the speed fluctuation amount is taken on the vertical axis, and the target speed, which is the basic speed (ideal speed), is shown in the center, Therefore, a low-frequency component whose speed changes slowly and a high-frequency component whose speed changes instantaneously coexist. It is possible to correct the speed fluctuation of these two frequency components by the motor control described above.
However, in order to correct both the low frequency component and the high frequency component, it is necessary to adjust the correction frequency range to the high frequency side, and a highly accurate and complicated control circuit is required.
This is because the correction accuracy has a problem with its control loop cycle and sensor detection accuracy.

図12に示す一連の制御をモータ駆動フィードバックループ周期Aとすると、図13に示すように、制御ループ周期Aが低周波周期Cに比べ十分に速ければ、図示のようにズレ制御量を検出することが可能であり、1ループ終了時には速度ズレ量を補正し、目標速度に戻すことが可能となる。即ち、A>>Cであれば良いことになる。
ところが、制御ループ周期Aよりも速い周期である高周波周期Bについては、その速度変動を検知できないため、当然その補正もできない。即ち、B>Aとなる場合は、制御不能となる。よって、高周波周期Bも補正するためには、それよりも速い周期で制御ループ周期を構成する必要がある。
If the series of controls shown in FIG. 12 is a motor drive feedback loop period A, as shown in FIG. 13, if the control loop period A is sufficiently faster than the low frequency period C, a deviation control amount is detected as shown. It is possible to correct the amount of speed deviation at the end of one loop and return to the target speed. That is, A >> C is sufficient.
However, with respect to the high-frequency cycle B, which is a cycle faster than the control loop cycle A, the speed fluctuation cannot be detected, so that it cannot be corrected. That is, when B> A, control becomes impossible. Therefore, in order to correct the high-frequency cycle B, it is necessary to configure the control loop cycle with a faster cycle.

一般に制御範囲に収めるためには、対象となる補正周波数の数十倍の周期で補正する必要があるとされている。そのため、高周波周期Bも補正するには、制御ループ周期をかなり短くしなければならず、そのためには、構成する部品の精度、ばらつきを押さえる必要が生じてくる。またこれに伴い、検出するセンサの精度も向上させる必要があり、さらに、ベルト上のスケールも、高分解能、且つ高精度が必要となり、加工上も困難になってしまい、これらを達成するためには、高コストのシステムを構成する必要性が発生することになる。
本例による画像形成装置は、この点に着目し補正対象を低周波周期成分に限定している。一般に高周波周期が数kHz以上であるのに対し、低周波周期は数十Hz以下であるので、十分に低コストなシステムを構築することが可能である。
In general, in order to fall within the control range, it is necessary to perform correction with a period of several tens of times the target correction frequency. Therefore, in order to correct the high-frequency cycle B, the control loop cycle must be considerably shortened. For this purpose, it is necessary to suppress the accuracy and variation of the constituent parts. Along with this, it is necessary to improve the accuracy of the sensor to be detected, and furthermore, the scale on the belt also requires high resolution and high accuracy, which makes it difficult to process. Therefore, it becomes necessary to construct a high-cost system.
The image forming apparatus according to this example pays attention to this point and limits the correction target to the low frequency periodic component. In general, the high frequency period is several kHz or more, while the low frequency period is several tens of Hz or less, so that a sufficiently low-cost system can be constructed.

次に、高周波周期の速度変動の補正を行わないことに関して以下に説明する。
タンデム型画像形成装置は、その構成上、中間転写ベルト上の同じ位置に同時にトナーを転写することはあり得ない。即ち、図14に示すように2つの感光体40は、それぞれある距離を持って配置されるため、中間転写ベルト10が最初の感光体40から転写された後、次の感光体40から転写されるまでの間に時間差が生じることになる。例えば、転写紙上の同じ位置に4色のドットを重ねて印字する場合、まず、最初の感光体から中間転写ベルト上に転写されたトナーが、中間転写ベルト10の回転により、次の感光体の転写位置に到着したときに、初めて2色目が中間転写ベルト上に転写される。その後、順次3色目、4色目が時間差を持って転写され、はじめて4色が同じ位置に転写されることになる。このとき、隣り合った感光体の転写時間差よりも遅い低周波周期の速度変動が発生すると、最初の転写位置からその速度変動分だけ遅くまたは速く次の転写位置に到達することになり、転写位置が異なってしまい、その結果色ズレとして画像に影響される。
Next, a description will be given below of not correcting the speed fluctuation in the high frequency cycle.
The tandem image forming apparatus cannot transfer toner to the same position on the intermediate transfer belt at the same time because of its configuration. That is, as shown in FIG. 14, since the two photoconductors 40 are arranged with a certain distance, the intermediate transfer belt 10 is transferred from the first photoconductor 40 and then transferred from the next photoconductor 40. There will be a time difference between For example, when four color dots are printed at the same position on the transfer paper, first, the toner transferred from the first photosensitive member onto the intermediate transfer belt is transferred to the next photosensitive member by the rotation of the intermediate transfer belt 10. When the transfer position is reached, the second color is first transferred onto the intermediate transfer belt. Thereafter, the third color and the fourth color are sequentially transferred with a time difference, and the four colors are transferred to the same position for the first time. At this time, if a speed fluctuation with a low frequency period slower than the transfer time difference between adjacent photoconductors occurs, the speed will reach the next transfer position slower or faster from the first transfer position by the speed fluctuation. Are different, and as a result, the image is affected as a color shift.

ところが、最初の転写位置から次の転写位置までの時間差よりも速い周期の高周波周期の速度変動が発生しても、次の転写位置に到達したときに速度が元に戻っていれば、位置ズレとしては現れないことになる。もし仮に多少の位置ズレとなっても、画像上で色ズレとしては殆ど目立たなくなる。
以上のことに鑑みて、この画像形成装置において、その効果を十分に発揮することができると結論付けることができる。
However, even if a speed fluctuation of a high frequency cycle with a period faster than the time difference from the first transfer position to the next transfer position occurs, if the speed returns to the original when the next transfer position is reached, the position shift will occur. Will not appear. Even if there is a slight misregistration, the color misregistration on the image is hardly noticeable.
In view of the above, it can be concluded that this image forming apparatus can sufficiently exhibit its effects.

低周波周期として速度変動が現れる要因としては、ベルト1周期に起因する要因が大きい。これは、画像形成装置がタンデム型であり、A3サイズ等の比較的大型の転写紙への作像を行うという構造上、中間転写ベルトの周長を長くする必要があるため、ベルトが1周するのに要する時間が、ベルト速度制御ループの時間周期に比べて遙かに長い時間を要するためである。このため、一般にベルトの厚さ偏差や、メカ的なレイアウトの積み上げ公差などにより、ベルトが1回転する間に速度の増加減を誘発するような要因によるものが画像上に影響を及ぼすことが多い。   As a factor in which speed fluctuation appears as a low frequency cycle, a factor caused by one belt cycle is large. This is because the image forming apparatus is a tandem type, and it is necessary to increase the peripheral length of the intermediate transfer belt due to the structure of forming an image on a relatively large transfer paper such as A3 size. This is because the time required to do this is much longer than the time period of the belt speed control loop. For this reason, in general, factors such as an increase or decrease in speed during one rotation of the belt often affect the image due to a thickness deviation of the belt or a stacking tolerance of a mechanical layout. .

図15に変動周波数、速度変動量とその要因の関係を示す。
ベルト1周に起因しない高周波周期の速度変動の要因としては、駆動伝達用のギヤの歯のピッチ変動などがある。この画像形成装置は、上記のことからその補正する対象要因をベルト1周に起因する要因に限定するようにしている。これにより、画像上には現れないような高周波周期の速度変動は無視することができ、そのため、低コストなシステムを構成することができる。
FIG. 15 shows the relationship between the fluctuation frequency and the speed fluctuation amount and the factors.
As a factor of the speed fluctuation of the high frequency cycle not caused by one round of the belt, there is a fluctuation of the tooth pitch of the gear for driving transmission. In this image forming apparatus, the target factor to be corrected is limited to the factor caused by one round of the belt. As a result, speed fluctuations in a high-frequency cycle that do not appear on the image can be ignored, and a low-cost system can be configured.

次に、この画像形成装置では、中間転写ベルトの速度変動を起こす要因として、中間転写ベルトの厚さムラについて着目し、これによる速度変動について補正を行うようにしている。以下、そのメカニズムについて説明する。
図16にベルトに厚さムラがある場合の中間転写ユニットの簡略図を示す。
ここでは説明を簡略化するために、その構成として、ローラは駆動ローラ14と従動ローラ15の2本構成としているが、2本以上のローラ構成でも同様である。また、説明を簡略化するために、図に示す中間転写ベルト10の厚さムラは、厚い部分と薄い部分がそれぞれ1つずつとしているが、このムラが複数有る場合も理論的には同様である。中間転写ベルトは、駆動ローラ14と従動ローラ15によって保持されている。また、中間転写ベルト10は、駆動ローラ14により図の矢印方向に回転する。
Next, in this image forming apparatus, attention is paid to the thickness unevenness of the intermediate transfer belt as a factor causing the speed fluctuation of the intermediate transfer belt, and the speed fluctuation caused by this is corrected. Hereinafter, the mechanism will be described.
FIG. 16 is a simplified diagram of the intermediate transfer unit when the belt has a thickness unevenness.
Here, in order to simplify the description, the roller is configured with two rollers, that is, a driving roller 14 and a driven roller 15, but the configuration is also the same with two or more rollers. In order to simplify the explanation, the thickness unevenness of the intermediate transfer belt 10 shown in the figure is one for each of the thick and thin portions, but the same is true in the case where there are a plurality of such unevennesses. is there. The intermediate transfer belt is held by a driving roller 14 and a driven roller 15. Further, the intermediate transfer belt 10 is rotated in the direction of the arrow in the drawing by the driving roller 14.

中間転写ベルト10の表面のD点はベルトの一番厚い部分であり、E点は一番薄い部分を示す。D点が駆動ローラ側の図示する位置、E点が従動ローラ側の図示する位置にある時のベルトの状態を実線で示し、ベルトが回転し、逆にD点が従動ローラ側の図示する位置に、E点が駆動ローラ側の図示する位置にある時のベルトの状態を破線で示している。D点が駆動ローラ側にあるときのベルトの厚さをX、E点が駆動ローラ側にある時のベルトの厚さをxとする。
即ち、X>x
また、駆動ローラ14の半径は不変のため、駆動ローラ14の中心点からベルト表面であるD点、E点までのベルト回転半径は、それぞれR、rとなり、その差は、X−xと同じになる。
(R−r)=(X−x)
The point D on the surface of the intermediate transfer belt 10 is the thickest part of the belt, and the point E shows the thinnest part. The state of the belt when the point D is at the illustrated position on the drive roller side and the point E is at the illustrated position on the driven roller side is indicated by a solid line, and the belt rotates, and conversely, the D point is the illustrated position on the driven roller side. Further, the state of the belt when the point E is at the position shown in the figure on the drive roller side is indicated by a broken line. The thickness of the belt when the point D is on the driving roller side is X, and the thickness of the belt when the point E is on the driving roller side is x.
That is, X> x
Further, since the radius of the driving roller 14 does not change, the belt rotation radii from the center point of the driving roller 14 to the points D and E on the belt surface are R and r, respectively, and the difference between them is the same as X−x. become.
(R−r) = (X−x)

ここで、D点、E点におけるベルト表面速度は、その回転半径が上記のように異なるため、E点に比べD点の方が速くなってしまう。即ち、ベルトが回転し、ベルトの厚さが他の部分に比べ厚い部分が駆動ローラ14の位置に来たとき、ベルトの表面速度は一番速くなり、その後、さらにベルトが回転することにより徐々に速度は遅くなり、ベルトの一番薄い部分が駆動ローラに来たときにベルト表面速度は最も遅くなる。よって、この差がベルト速度ムラとして現れることになる。一般にベルト製造上、工程上からベルトの厚さを全て均一にすることは不可能である。そのため、この速度ムラは必ず発生することになる。さらに、この厚さムラは比較的凹凸の数が少ないため、ベルト速度ムラとしては低周数周期となって現れることになる。従って、前述したように位置ズレとなり、画像上に色ムラとして現れてしまう。   Here, the belt surface speeds at the points D and E are different from each other in the radius of rotation as described above, so that the point D is faster than the point E. That is, when the belt rotates and the portion where the thickness of the belt is thicker than the other portions comes to the position of the driving roller 14, the surface speed of the belt becomes the highest, and then the belt further rotates gradually. The speed becomes slow, and the belt surface speed becomes slowest when the thinnest part of the belt comes to the drive roller. Therefore, this difference appears as belt speed unevenness. In general, it is impossible to make all the belt thickness uniform from the standpoint of belt manufacturing and process. For this reason, this speed unevenness always occurs. Further, since the thickness unevenness has a relatively small number of irregularities, the belt speed unevenness appears as a low frequency cycle. Therefore, as described above, the position shift occurs and appears as color unevenness on the image.

このベルト厚さムラは、通常その製造工程上数Hz以下となる。従って、この要因に限定着目することにより、さらに低コストなシステムを構成することが可能となる。また、補正する周波数を限定することにより、当然フィードバック制御における位相検出レンジを限定でき、その結果、目標速度に対する位相比較、速度のズレ量検出をより高精度に行うことができ、より安定した速度制御を行うことが可能となる。   This belt thickness unevenness is usually several Hz or less in the manufacturing process. Therefore, by focusing attention on this factor, it is possible to configure a lower cost system. In addition, by limiting the frequency to be corrected, the phase detection range in the feedback control can naturally be limited. As a result, the phase comparison with respect to the target speed and the amount of speed deviation detection can be performed with higher accuracy, resulting in a more stable speed. Control can be performed.

次に、この画像形成装置では、中間転写ベルト10の速度変動を起こす要因として、中間転写ベルトの駆動ローラ14の偏芯について着目し、これによる速度変動について補正を行うようにしている。以下、このメカニズムについて説明する。
図17に中間転写ベルト10の駆動ローラ14に偏芯がある場合の中間転写ユニットの簡略図を示す。
ここで、説明を簡略化するために、ローラは駆動ローラ14と従動ローラ15の2本構成としているが、2本以上のローラ構成でも同様である。中間転写ベルト10は、駆動ローラ14と従動ローラ15によって保持されている。また、中間転写ベルトは、駆動ローラによって、図中矢印の方向に回転する。
Next, in this image forming apparatus, attention is paid to the eccentricity of the driving roller 14 of the intermediate transfer belt as a factor causing the speed fluctuation of the intermediate transfer belt 10, and the speed fluctuation caused by this is corrected. Hereinafter, this mechanism will be described.
FIG. 17 is a simplified diagram of the intermediate transfer unit when the drive roller 14 of the intermediate transfer belt 10 has an eccentricity.
Here, in order to simplify the description, the roller has two configurations of the driving roller 14 and the driven roller 15, but the same applies to the configuration of two or more rollers. The intermediate transfer belt 10 is held by a driving roller 14 and a driven roller 15. Further, the intermediate transfer belt is rotated in the direction of the arrow in the drawing by the driving roller.

図17において、駆動ローラ14に偏芯がある場合に、ベルト接触面方向に一番膨らんだときの中心からベルト接触面までの半径をR、逆に、ベルト接触面とは反対側に一番膨らんだときの駆動ローラ中心からベルト接触面までの半径をrとする。ベルトの厚さは均一である(X=x)と仮定すると、ベルト表面速度は、(R−r)分だけ、速度差を生じることになり、その分ベルト表面速変動が発生してしまう。一般的に駆動ローラの半径は大きいものが多く、そのため、この速度変動は比較的低周波周期となって現れ、画像上に色むらとなって現れることになる。この低周波周期は、一般に数Hzから数十Hz程度であるため、この要因に着目し、これを補正することにより、より低コスト、且つ補正周波数限定による補正誤差を低減し、より安定した速度制御を実現することができる。   In FIG. 17, when the drive roller 14 is eccentric, the radius from the center to the belt contact surface when the drive roller 14 swells most in the direction of the belt contact surface is R, and on the opposite side to the belt contact surface Let r be the radius from the center of the drive roller to the belt contact surface when it swells. Assuming that the thickness of the belt is uniform (X = x), the belt surface speed will cause a speed difference of (R−r), and the belt surface speed fluctuation will be generated accordingly. In general, the radius of the drive roller is often large, and therefore, this speed fluctuation appears in a relatively low frequency cycle and appears as uneven color on the image. Since this low frequency period is generally several Hz to several tens of Hz, paying attention to this factor and correcting it, the correction error due to the correction frequency limitation can be reduced at a lower cost and more stable speed. Control can be realized.

ベルト速度変動を誘発する要因は多種多様であるが、その中でも低周波周期によるものについて補正を行うことについては前述した通りである。この時、低周波周期の要因としては実際にはどのような物が要因となり得るのかは、その時のシステム構成、例えば、ベルト材質、ベルト周長、構成ローラ数、感光体ピッチ、部品精度などによって、それぞれ異なってきてしまう。そのため、それぞれの要因に対し補正を行うことは困難となる場合もある。一般に速度変動が画像上に現れるのは低周波のものが多く、これらは、100Hz程度まで補正できれば十分である。
図18に変動周波数に対する、速度変動量と、画像への影響の関係の概念図を示す。
この図に示す通り、100Hz程度に補正範囲を限定すれば、そのフィードバック系の構成を低コストで実現することが可能となる。
There are a variety of factors that induce belt speed fluctuations. Among them, the correction for the low frequency period is as described above. At this time, what can actually be a factor of the low frequency cycle depends on the system configuration at that time, for example, belt material, belt circumference, number of rollers, photosensitive member pitch, component accuracy, etc. , Each will be different. Therefore, it may be difficult to correct each factor. In general, speed fluctuations often appear on an image at low frequencies, and it is sufficient that these can be corrected to about 100 Hz.
FIG. 18 shows a conceptual diagram of the relationship between the speed fluctuation amount and the influence on the image with respect to the fluctuation frequency.
As shown in this figure, if the correction range is limited to about 100 Hz, the configuration of the feedback system can be realized at low cost.

次に、以上に説明した事柄に基づいてなされた本発明による画像形成装置の実施例を説明する。
図1は第1の実施例による画像形成装置の中間転写部の構成図であり、図7と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
図1において、4つの感光体40の各間に3つのベルト速度検知センサ93が配置されている。即ち、各ベルト速度検知センサ93は、4つの感光体40間の転写位置(感光体40のトナー画像が中間転写ベルト10に転写される位置)に配置されている。
Next, an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention made based on the above-described matters will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit of the image forming apparatus according to the first embodiment. Parts corresponding to those in FIG.
In FIG. 1, three belt speed detection sensors 93 are arranged between four photoreceptors 40. That is, each belt speed detection sensor 93 is disposed at a transfer position between the four photoconductors 40 (a position where the toner image on the photoconductor 40 is transferred to the intermediate transfer belt 10).

図2はモータ制御部94の構成を示すブロック図である。
図2において、3つのベルト速度検知センサ93で検知された速度は平均値演算回路95に入力されて速度値の平均値が求められる。この平均値と目標ベルト位置情報96との誤差が演算回路97で求められ、その誤差が補正制御コントローラ98に入力され、内部のフィルタ部99と比例ゲイン部101で演算処理された出力は、演算回路102でモータの目標速度(基準駆動周波数)103に対して補正を実行する。この例では、ベルト駆動モータ90としてパルスモータを採用しているので、補正されたPWM信号(パルス幅変調信号)出力がドライブ回路104に入力され、速度制御しながらパルスモータを駆動する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor control unit 94.
In FIG. 2, the speeds detected by the three belt speed detection sensors 93 are input to an average value calculation circuit 95 to obtain an average value of the speed values. An error between the average value and the target belt position information 96 is obtained by the arithmetic circuit 97, and the error is input to the correction controller 98, and the output processed by the internal filter unit 99 and the proportional gain unit 101 is calculated. The circuit 102 corrects the target speed (reference drive frequency) 103 of the motor. In this example, since a pulse motor is employed as the belt drive motor 90, the corrected PWM signal (pulse width modulation signal) output is input to the drive circuit 104, and the pulse motor is driven while controlling the speed.

補正制御コントローラ98は、フィルタ部99と比例ゲイン部101で構成され、フィルタ部99は、制御帯域に応じてフィルタ係数を設定して誤差信号をフィルタリングする。実際にはある周波数以上をカットする。比例ゲイン部101では、制御帯域に応じて比例ゲインを設定して補正量の大きさを決定する。実際には制御帯域が高いほど速く変動を補正する必要があるので、ゲインを大きくする。
この例では、補正制御コントローラ98をフィルタ部99と比例ゲイン部101で構成したが、パラメータを有するすべてのアルゴリズムのコントローラが含まれる。また、ベルト駆動モータ90の種類もパルスモータに限らず、DCサーボモータなどの速度制御可能なモータが対象になる。
The correction controller 98 includes a filter unit 99 and a proportional gain unit 101. The filter unit 99 sets a filter coefficient according to the control band and filters the error signal. Actually cuts over a certain frequency. The proportional gain unit 101 sets a proportional gain according to the control band and determines the magnitude of the correction amount. Actually, the higher the control band, the faster it is necessary to correct the fluctuation, so the gain is increased.
In this example, the correction controller 98 is configured by the filter unit 99 and the proportional gain unit 101, but includes controllers for all algorithms having parameters. Further, the type of the belt drive motor 90 is not limited to the pulse motor, and a motor capable of speed control such as a DC servo motor is a target.

本実施例によれば、複数のベルト速度検知センサ93の検知結果の平均値からモータを制御するので、1つのセンサ出力により制御するよりも、センサに近い色と遠い色の間の速度ムラを抑制して、色ズレを高精度に防止することができる。
また、複数のセンサを4つの感光体40から中間転写ベルト10への転写位置の間に配置すると共に、各転写位置間での速度を検知してその平均値でモータを制御するので、制御するベルト速度が各感光体40と中間転写ベルト10との転写位置の速度の平均値に等しくなり、各転写位置での速度ムラを抑制して色ズレをさらに高精度に防止することができる。
According to the present embodiment, since the motor is controlled from the average value of the detection results of the plurality of belt speed detection sensors 93, the speed unevenness between the color close to the sensor and the color far from the sensor is controlled rather than controlling by one sensor output. It is possible to suppress color misregistration with high accuracy.
In addition, a plurality of sensors are arranged between the transfer positions from the four photosensitive members 40 to the intermediate transfer belt 10, and the speed is detected between the transfer positions and the motor is controlled by the average value. The belt speed becomes equal to the average value of the transfer positions of the respective photoconductors 40 and the intermediate transfer belt 10, and the unevenness of the speed at each transfer position can be suppressed to prevent color deviation with higher accuracy.

図3は第2の実施例による中間転写部の構成図であり、図1と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
図3において、4つのベルト速度検知センサ93が4つの感光体40の矢印で示すベルト回転方向に対して下流側の転写位置の近傍にそれぞれ配置されている。
モータ制御部94の構成は、図2においてベルト速度検知センサ93を4つ使用した構成であり、平均値演算回路95は、検知された4つの速度値の平均値を演算する。
なお、図1の場合もベルト速度検知センサ93を4つ設けても良い。
FIG. 3 is a block diagram of the intermediate transfer unit according to the second embodiment. Parts corresponding to those in FIG.
In FIG. 3, four belt speed detection sensors 93 are arranged in the vicinity of the transfer position on the downstream side with respect to the belt rotation direction indicated by the arrows of the four photoconductors 40.
The configuration of the motor control unit 94 is a configuration using four belt speed detection sensors 93 in FIG. 2, and the average value calculation circuit 95 calculates the average value of the four detected speed values.
In the case of FIG. 1, four belt speed detection sensors 93 may be provided.

本実施例によれば、複数のセンサを4つの感光体40から中間転写ベルト10への転写位置の近傍に配置し、各転写位置での速度を検知してその平均値でモータを制御するので、制御するベルト速度が各感光体と中間転写ベルトとの転写位置の速度の平均値に等しくなり、各転写位置での速度ムラを抑制して色ズレをさらに高精度に防止することができる。   According to this embodiment, a plurality of sensors are arranged in the vicinity of the transfer positions from the four photoconductors 40 to the intermediate transfer belt 10, the speed at each transfer position is detected, and the motor is controlled by the average value. The belt speed to be controlled becomes equal to the average value of the transfer positions of the respective photoconductors and the intermediate transfer belt, and the unevenness of the speed at each transfer position can be suppressed to prevent color deviation with higher accuracy.

本発明の第1の実施例による画像形成装置の中間転写部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. モータ制御部の実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the Example of a motor control part. 本発明の第2の実施例による画像形成装置の中間転写部の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明を適用可能な画像形成装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applicable. 中間転写ベルトの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an intermediate transfer belt. 中間転写部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit. ベルト速度検知センサを1つ設けた場合の中間転写部の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit when one belt speed detection sensor is provided. 中間転写ベルトとベルトスケールを示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an intermediate transfer belt and a belt scale. ベルト速度検知センサ、スケールスリット及びセンサ出力の関係を示す構成図である。It is a block diagram which shows the relationship between a belt speed detection sensor, a scale slit, and a sensor output. モータ制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a motor control operation. 速度変動周波数成分を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a speed fluctuation frequency component. モータ制御ループ周期を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a motor control loop period. 速度変動周波数成分と制御ループ周期の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a speed fluctuation frequency component and a control loop period. 感光体間における転写時間差を説明する構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a transfer time difference between photoconductors. 速度変動周波数、速度変動量、その要因の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a speed fluctuation frequency, speed fluctuation amount, and the factor. ベルトに厚さムラがある場合の中間転写ユニットの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit when there is unevenness in the thickness of a belt. 駆動ローラに偏芯がある場合の中間転写ユニットの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit when a drive roller has an eccentricity. 速度変動周波数に対する速度変動量と画像への影響を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the speed fluctuation amount with respect to a speed fluctuation frequency, and the influence on an image. 直接転写方式による中間転写部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an intermediate transfer unit using a direct transfer method. 間接転写方式による中間転写部の構成図である。It is a block diagram of the intermediate transfer part by an indirect transfer system.

符号の説明Explanation of symbols

10 中間転写ベルト
14 駆動ローラ
15 従動ローラ
16 2次転写ローラ
40 感光体
62 中間転写ローラ(1次転写装置)
90 ベルト駆動モータ
93 ベルト速度検知センサ
94 モータ制御部
95 平均値演算回路
96 目標ベルト位置
98 補正制御コントローラ
103 目標速度
Reference Signs List 10 intermediate transfer belt 14 drive roller 15 driven roller 16 secondary transfer roller 40 photoconductor 62 intermediate transfer roller (primary transfer device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 90 Belt drive motor 93 Belt speed detection sensor 94 Motor control part 95 Average value calculation circuit 96 Target belt position 98 Correction control controller 103 Target speed

Claims (3)

複数の感光体が配列され、各感光体に形成された画像をモータにより搬送される中間転写ベルトに順次転写するようにしたタンデム型カラー画像形成装置において、
前記中間転写ベルト上に設けたスケールと、
前記スケールを読み取ることにより前記中間転写ベルトの速度を検知する複数のベルト速度検知手段と、
前記複数のベルト速度検知手段で検知された速度の平均値に基づいて前記モータの速度を制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
In a tandem color image forming apparatus in which a plurality of photoconductors are arranged and an image formed on each photoconductor is sequentially transferred to an intermediate transfer belt conveyed by a motor.
A scale provided on the intermediate transfer belt;
A plurality of belt speed detecting means for detecting the speed of the intermediate transfer belt by reading the scale;
An image forming apparatus comprising: control means for controlling the speed of the motor based on an average value of speeds detected by the plurality of belt speed detecting means.
前記複数のベルト速度検知手段を、前記各感光体から前記中間転写ベルトへの各転写位置の間に配置したことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of belt speed detecting units are arranged between transfer positions from the photoconductors to the intermediate transfer belt. 前記複数のベルト速度検知手段を、前記転写位置近傍に配置したことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 2, wherein the plurality of belt speed detection units are arranged in the vicinity of the transfer position.
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