JP2006011317A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式又は静電記録方式を用いた画像形成装置に関し、特に、像担持体と、像担持体と当接する接触部を有する転写体と、を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method or an electrostatic recording method such as a printer, a copying machine, and a facsimile, and in particular, an image carrier and a transfer member having a contact portion in contact with the image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus.
従来、画像形成装置、特に、複数色の現像剤にてカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては小スペース、低コスト、画質、更には高速化が課題とされている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus, particularly a color image forming apparatus that forms a color image with a plurality of color developers, there are problems of small space, low cost, image quality, and high speed.
こうしたカラー複写機において、高速化については、像担持体である感光体ドラム、現像装置、クリーナ、帯電器、等の画像形成手段を一体化して構成される画像形成部を、それぞれ形成する画像の色毎に複数搭載し、画像が転写される転写材の搬送方向や中間転写体等の移動方向に並列させるタンデム方式と呼ばれるカラー画像形成プロセスを実行することにより高速化を実現している。 In such a color copying machine, for speeding up, an image forming unit constituted by integrating image forming means such as a photosensitive drum as an image carrier, a developing device, a cleaner, a charger, etc. By implementing a color image forming process called a tandem system in which a plurality of colors are mounted and arranged in parallel with the transfer direction of a transfer material on which an image is transferred and the movement direction of an intermediate transfer body or the like, the speed is increased.
タンデム方式の画像形成装置では、使用する現像剤の色毎に、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれに対して画像形成部が設けられ、画像形成部内部で、像担持体である感光体ドラム表面に現像剤像(トナー像)が形成されるまでの画像形成工程が実行される。そして、上記の画像形成部が、転写材を搬送する転写材搬送体か又は中間転写体である1つの転写体に沿って配置され、各画像形成部で転写体側に向けられた感光体ドラム周面に形成されたトナー像を、転写体の各画像形成部への移動によって、転写体に搬送される転写材上に直接重ねて転写するか、転写体としての中間転写体上に重ねて転写して、それを更に転写材に一括転写して、カラートナー像を形成し、該カラートナー像が転写材上に定着手段によって、加熱加圧により固着されて画像形成物となる画像形成工程が実行される。尚、タンデム型カラー画像形成装置については、例えば、特許文献1に開示されている。 In the tandem image forming apparatus, for each color of developer to be used, an image forming unit is provided for each of yellow, magenta, cyan, and black, for example, and a photosensitive drum that is an image carrier inside the image forming unit An image forming process is performed until a developer image (toner image) is formed on the surface. The image forming unit is arranged along one transfer body that is a transfer material conveyance body or an intermediate transfer body that conveys the transfer material, and the circumference of the photosensitive drum is directed to the transfer body side in each image formation section. The toner image formed on the surface is directly transferred onto the transfer material conveyed to the transfer body by moving the transfer body to each image forming unit, or transferred onto the intermediate transfer body as the transfer body. Then, it is further transferred to a transfer material at a time to form a color toner image, and the color toner image is fixed on the transfer material by heat and pressure by a fixing means to form an image formed product. Executed. A tandem type color image forming apparatus is disclosed in, for example, Patent Document 1.
こうしたタンデム型カラー画像形成装置においては、上記転写体として、例えば転写材搬送体である静電搬送ベルト(搬送ベルト)を用い、それを各画像形成部に沿って移動させる駆動するためのベルト搬送装置が設けられている。 In such a tandem color image forming apparatus, for example, an electrostatic conveyance belt (conveyance belt) that is a transfer material conveyance body is used as the transfer body, and the belt conveyance for driving the image forming unit to move the electrostatic conveyance belt is performed. A device is provided.
そして、このようなベルト搬送装置においては、搬送ベルトは無端ベルト状に形成され、これを支持する駆動ローラによって回転駆動されることが多い。そして、搬送ベルトのベルト表面に上記画像形成部における感光体ドラム周面が当接し、感光体ドラム周面と搬送ベルト面が接触部で同じ方向に移動するように両者は回転する。 In such a belt conveyance device, the conveyance belt is often formed in an endless belt shape and is rotationally driven by a driving roller that supports the belt. Then, the photosensitive drum circumferential surface in the image forming unit contacts the belt surface of the conveyance belt, and both rotate so that the photosensitive drum circumferential surface and the conveyance belt surface move in the same direction at the contact portion.
しかしながら、感光体ドラムは、トナー画像転写後の残留トナーを除去するために、クリーニング手段として、ブレードが常に画像形成面に摺接していることが多く、これは感光体ドラムの大きな駆動負荷になる。 However, in order to remove residual toner after toner image transfer, the photosensitive drum often has a blade that is always in sliding contact with the image forming surface as a cleaning unit, which is a large driving load for the photosensitive drum. .
そのために、比較的直径の小さい駆動ローラによって回転駆動され、移動開始の指示に即座に反応する搬送ベルトに比べて、感光体ドラムは、回転(移動)開始に遅れが生じることとなる。よって、画像形成装置の制御手段が、感光体ドラムと搬送ベルトの双方に同時に移動開始指示を与えた場合、感光体ドラムのみが、一定時間を経過した後に回転し始める。 For this reason, the photosensitive drum is delayed in the start of rotation (movement) as compared with a conveyance belt that is driven to rotate by a drive roller having a relatively small diameter and immediately responds to an instruction to start movement. Therefore, when the control unit of the image forming apparatus gives a movement start instruction to both the photosensitive drum and the conveyance belt at the same time, only the photosensitive drum starts to rotate after a predetermined time has elapsed.
つまり、感光体ドラムと静電搬送ベルトに同時に移動開始指示を与えると、回転し始める瞬間に最も大きい速度差が生じる。これにより搬送ベルトは、感光体ドラムより回転抵抗をうける。又、タンデム型カラー画像形成装置については、静電搬送ベルトは、複数の感光体ドラムと当接しており、各感光体ドラムから、より大きな回転抵抗をうけることになる。 That is, when a movement start instruction is given to the photosensitive drum and the electrostatic conveyance belt at the same time, the largest speed difference is generated at the moment of starting rotation. As a result, the conveyance belt is subjected to rotational resistance from the photosensitive drum. In the tandem type color image forming apparatus, the electrostatic conveyance belt is in contact with a plurality of photosensitive drums, and receives a larger rotational resistance from each photosensitive drum.
このような周速差により生じる回転抵抗で、搬送ベルトは、繰り返し応力による疲労で、永久変形をおこす。更に永久変形が進むと、ベルト上に波うちもしくはしわが発生する。この静電搬送ベルトに発生したしわは、転写ムラとなる。 Due to the rotational resistance caused by such a difference in peripheral speed, the conveyor belt undergoes permanent deformation due to fatigue due to repeated stress. When permanent deformation further proceeds, a wave or wrinkle is generated on the belt. Wrinkles generated on the electrostatic conveyance belt cause transfer unevenness.
又、ベルト上のしわは、深さ数μm程度の凹凸である。通常、静電搬送ベルトは、感光体ドラムからのトナー像の転写のために、常に感光体ドラムの画像形成面に当接している。よって、感光体ドラムに摺擦ムラをつくり、それが現像ムラを生じ、形成画像に縦模様として現れる。 Further, the wrinkles on the belt are irregularities with a depth of about several μm. Normally, the electrostatic conveyance belt is always in contact with the image forming surface of the photosensitive drum for transferring the toner image from the photosensitive drum. Therefore, rubbing unevenness is generated on the photosensitive drum, which causes uneven development and appears as a vertical pattern on the formed image.
しかも、この搬送ベルトのしわは、起動を繰返す毎に大きくなり、装置耐久が進むに従い、出力画像の画質を著しく損なう虞がある。こうした画質欠陥を防ぐために、感光体ドラムや静電搬送ベルトの交換を頻繁に実行しなければならず、ランニングコスト高に繋がる可能性がある。 In addition, the wrinkles of the conveyor belt become larger each time the start-up is repeated, and there is a risk that the image quality of the output image will be significantly impaired as the apparatus durability progresses. In order to prevent such image quality defects, it is necessary to frequently replace the photosensitive drum and the electrostatic conveyance belt, which may lead to high running costs.
又、感光体ドラムと搬送ベルトとの間で、フィードバック制御を行い、回転同期をとることも考えられる。例えば特許文献2に開示されているように、感光体ドラムと搬送ベルトとの間において、一方の速度をエンコーダ等により検知するとともに、その検知結果に基づいて他方の駆動源をON/OFFすることにより追従させる対策が考えられる。 It is also conceivable that feedback control is performed between the photosensitive drum and the conveying belt to synchronize the rotation. For example, as disclosed in Patent Document 2, one speed is detected by an encoder or the like between the photosensitive drum and the conveyor belt, and the other drive source is turned ON / OFF based on the detection result. Measures to make it follow can be considered.
ところが、この場合、一方の速度を他方の速度に補正するため感光体ドラムと搬送ベルトとの位置関係は常に一定になるように制御できるものの、速度補正時には瞬間的に速度差が大きくなり、回転抵抗が発生する。 However, in this case, since one speed is corrected to the other speed, the positional relationship between the photosensitive drum and the conveyor belt can be controlled so as to be always constant. Resistance is generated.
又、感光体ドラムを搬送ベルトより早い時刻に駆動し、搬送ベルトにかかる負荷を小さくする対策も考えられる。 Another possible measure is to drive the photosensitive drum at a time earlier than the conveyor belt to reduce the load on the conveyor belt.
しかし、搬送ベルトの感光体ドラムとの当接面で感光体ドラムに従動して移動した部分が、ベルト駆動ローラと感光体ドラムとの間でたるみを起こし、ベルトの安定起動及び安定回転に支障をきたす。 However, the portion of the conveying belt that has moved following the photosensitive drum on the contact surface with the photosensitive drum causes slack between the belt driving roller and the photosensitive drum, which hinders stable start-up and stable rotation of the belt. Bring
又、感光体ドラムと搬送ベルトが、仮に転写性の観点から周速差を持たせてており、搬送ベルトが速く移動している場合には時間の経過とともに静電搬送ベルトのたるみがなくなる場合もある。 Also, if the photosensitive drum and the conveyor belt have a peripheral speed difference from the viewpoint of transferability, and the conveyor belt is moving fast, the sag of the electrostatic conveyor belt disappears over time. There is also.
しかし、プリントJOBの信号から、プリント終了までの時間短縮の観点から、周速差に頼ってたるみをなくすのは望ましくない。
本発明の目的は、搬送ベルトや中間転写ベルト等の転写体の安定起動及び安定回転を維持し、移動開始時の像担持体との表面移動速度差により発生する回転抵抗を小さくし、転写体の繰り返しの回転移動による材料疲労、しわ、それによって生じる画像不良を防止した画像形成装置を提供することである。 It is an object of the present invention to maintain stable start-up and stable rotation of a transfer member such as a conveyance belt or an intermediate transfer belt, and to reduce a rotational resistance generated by a surface movement speed difference from an image carrier at the start of movement. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus in which material fatigue, wrinkles, and image defects caused thereby are prevented by repeated rotational movements of
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、該像担持体を移動させる第1の駆動手段と、前記像担持体上のトナー像を転写するための移動可能な転写体と、該転写体を移動させる第2の駆動手段と、を有し、前記像担持体と前記転写体は接触部において接触する画像形成装置において、
前記像担持体と前記転写体の移動開始時には、前記第1の駆動手段が前記第2の駆動手段よりも先に稼動し、前記転写体の移動の加速中において、前記接触部における前記転写体の速度が前記像担持体の速度を上回ることを特徴とする画像形成装置を提供する。
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides a movable image carrier that carries a toner image, a first driving means that moves the image carrier, and a movable device for transferring a toner image on the image carrier. In the image forming apparatus, the image carrier and the transfer body are in contact with each other at a contact portion, and a second driving unit that moves the transfer body.
At the start of movement of the image carrier and the transfer body, the first driving unit operates before the second driving unit, and the transfer body at the contact portion is accelerated during the movement of the transfer body. The image forming apparatus is characterized in that the speed of the image exceeds the speed of the image carrier.
本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する移動可能な像担持体と、像担持体を移動させる第1の駆動手段と、像担持体上のトナー像を転写するための移動可能な転写体と、転写体を移動させる第2の駆動手段と、を有し、像担持体と転写体は接触部において接触する画像形成装置において、像担持体と転写体の移動開始時には、第1の駆動手段が第2の駆動手段よりも先に稼動し、転写体の移動の加速中において、接触部における転写体の速度が像担持体の速度を上回るので、転写体の安定起動及び安定回転を維持し、移動開始時の像担持体との表面移動速度差により発生する回転抵抗を小さし、転写体の繰り返しの回転移動による材料疲労、しわ、及びそれによって生じる画像不良を防止できる画像形成装置が提供できた。 An image forming apparatus according to the present invention includes a movable image carrier that carries a toner image, a first drive unit that moves the image carrier, and a movable transfer that transfers a toner image on the image carrier. In the image forming apparatus in which the image carrier and the transfer body are in contact with each other at the contact portion, when the movement of the image carrier and the transfer body starts, Since the drive means operates before the second drive means and the speed of the transfer body at the contact portion exceeds the speed of the image carrier during acceleration of movement of the transfer body, stable start and stable rotation of the transfer body are achieved. An image forming apparatus that can maintain and reduce the rotational resistance generated by the difference in surface movement speed from the image carrier at the start of movement, and prevent material fatigue, wrinkles, and image defects caused by the repeated rotational movement of the transfer body Was able to provide.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
実施例1
図2を参照して、本実施例の画像形成装置について説明する。ここでは、タンデム型カラー画像形成装置の側断面図を示す。
Example 1
With reference to FIG. 2, the image forming apparatus of this embodiment will be described. Here, a side sectional view of the tandem type color image forming apparatus is shown.
本実施例におけるタンデム型の画像形成装置においては、色毎に、4つの画像形成部7(7a、7b、7c、7d)が備えられ、Bk(ブラック)トナー、C(シアン)トナー、M(マゼンタ)トナー及びY(イエロー)トナーの各色において、それぞれの画像を、それぞれが備える各ドラム状像担持体である感光体ドラム1に形成し、転写体である静電搬送ベルト(搬送ベルト)11表面に担持されて搬送される転写材Sに対し、それぞれの画像形成部7に対応する転写手段によって順次転写を行い、最後に転写材であるシートSに定着するカラー画像形成方式である。 The tandem type image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes four image forming units 7 (7a, 7b, 7c, and 7d) for each color, and includes Bk (black) toner, C (cyan) toner, and M ( For each color of magenta toner and Y (yellow) toner, respective images are formed on the photosensitive drum 1 which is each drum-shaped image carrier provided therein, and an electrostatic conveyance belt (conveyance belt) 11 which is a transfer body. This is a color image forming system in which the transfer material S carried on the surface is sequentially transferred by a transfer unit corresponding to each image forming unit 7 and finally fixed on the sheet S as a transfer material.
このカラー画像形成装置は、本体装置の前側面(図2で右側)に、上記転写手段及び搬送ベルト11を備えたベルト搬送装置5を装着している。ベルト搬送装置5にセットされた転写材としてのシートSは、給紙ローラ18によって1枚毎に取り出され、給送ローラ(ロール対)19によって装置内部に給送されたものである。
In this color image forming apparatus, a
ベルト搬送装置5では、シートSを搬送する搬送ベルト11が複数の回転可能な巻架ローラ13、14a、14b、15によって支持され、そのうちのローラ13と14aによって用紙搬送方向に扁平に張設された部分が、感光体ドラム1と搬送ベルト11との接触部である転写面50となり、そのベルト11移動方向最上流部においては、静電搬送ベルト11の上面側(外面側)に吸着ローラ22が設けられている。この吸着ローラ22にバイアスを印加することによって、シートSを搬送ベルト11に静電吸着させる。
In the
この転写面50に対向して、上記画像形成部7それぞれに設けられた、4個の感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)が直線状に配設されている。各画像形成部7(7a、7b、7c、7d)にて、各々の感光体ドラム1には、その周面近傍を順次取り囲んで、帯電器2(2a、2b、2c、2d)、現像器4(4a、4b、4c、4d)が配置されている。又、各感光体ドラム1に対して搬送ベルト11の搬送面を挟んだ位置に、上記転写手段である転写部材12(12a、12b、12c、12d)が配置されている。
Opposite to the
上記の各現像器4の筐体内には、搬送ベルト11移動方向上流側(図の下方)から、各画像形成部7a、7b、7c、7dそれぞれにおいて、Bk(ブラック)トナー、C(シアン)トナー、M(マゼンタ)トナー及びY(イエロー)トナーが夫々収容されている。
In the housing of each of the developing devices 4, Bk (black) toner and C (cyan) are transferred from the upstream side in the moving direction of the conveying belt 11 (downward in the drawing) in each of the
又、帯電器2と現像器4間には所定の間隙が設けられ、この間隙を介して露光手段としてのスキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)から感光体ドラム1の周面に露光照射が行われる。 In addition, a predetermined gap is provided between the charger 2 and the developing unit 4, and the peripheral surface of the photosensitive drum 1 is exposed from the scanner unit 3 (3 a, 3 b, 3 c, 3 d) as exposure means through this gap. Irradiation takes place.
このカラー画像形成装置においては、搬送ベルト11が図の時計回り方向に循環移動(回転)してシートSを搬送する。一方、感光体ドラム1が回転(移動)し、その回転過程において、周囲の画像形成手段により表面にトナー像が形成される。即ち、各帯電器2がそれらに対応する感光体ドラム1の周面を所定の電荷で一様に帯電させ、スキャナユニット3が一様に帯電された感光体ドラム1の周面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する。そして、現像器4が上記の静電潜像の低電位部にトナーを転移させてトナー像化(現像)する。
In this color image forming apparatus, the
各感光体ドラム1周面上に形成(現像)されたトナー像は、それらに対応する転写部材12により形成される転写電界によって、搬送されてきたシートSに発生した電荷に吸引されてシートS面に転写される。トナー像が転写されたシートSは、圧着ローラ21bと発熱ローラ21aとを有する定着部20でトナー像がシートS表面に熱定着された後に、排出ローラ対23によって機外に排出される。
The toner images formed (developed) on the peripheral surface of each photosensitive drum 1 are attracted to the electric charges generated on the conveyed sheet S by the transfer electric field formed by the transfer member 12 corresponding to the toner image, and the sheet S. It is transferred to the surface. The sheet S on which the toner image has been transferred is discharged to the outside by the
各感光体ドラム1は、感光体ドラム1上のトナー像転写後に残留した残留トナーをクリーニングするためにクリーニング部材であるブレード6(6a、6b、6c、6d)を備えている。常に感光体ドラム1のトナー像面側にブレード6が摺接しており、感光体ドラム1の回転抵抗は大きく、8kgf・cm程度となっている。 Each photosensitive drum 1 includes a blade 6 (6a, 6b, 6c, 6d) that is a cleaning member in order to clean the residual toner remaining after the toner image transfer on the photosensitive drum 1. The blade 6 is always in sliding contact with the toner image surface side of the photosensitive drum 1, and the rotational resistance of the photosensitive drum 1 is large, about 8 kgf · cm.
以上に説明したように、画像形成工程は、各画像形成部7における各感光体ドラム1及び静電搬送ベルト11の回転過程にて、感光体ドラム1の表面にトナー像が形成され、それを重ねて静電搬送ベルト11上に担持されたシートSに転写することによって実行される。そして、上記転写部材12による感光体ドラム1から搬送ベルト11上のシートSへのトナー像転写の際、両者が回転しながら、シートSを介して当接する。その時両者の回転運動によっては、互いに摺擦し合って影響を及ぼす。ここでは、画像形成時は、両者は略同速度(速度差があっても2%以内)で回転するものとして、以下に感光ドラム1及び搬送ベルト11の回転運動機構について図4に示すブロック図を用いて説明する。
As described above, in the image forming process, a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 in the rotation process of the photosensitive drum 1 and the
感光体ドラム1は、第1の駆動手段として設けられているドラム駆動モータ111より大径ギア、三角カップリング112を介して駆動伝達が行われる。ドラム駆動モータ111はDCサーボモータ等を有し、ドラム駆動モータ111に接続された、装置本体において上記画像形成工程におけるそれぞれの手段の動作を制御する、駆動制御手段であるコントローラ100に従い動作する。
The photosensitive drum 1 is transmitted with a drive through a large-diameter gear and a
静電搬送ベルト11は、1012Ω・cm以下の体積固有抵抗率を持たせた厚さ約110μmのフィルム状部材で構成されている。この静電搬送ベルト11は、ベルト懸回張設部材を構成する巻架ローラである、転写面50において下流側の駆動ローラ13と上流側の従動ローラ14a、そして従動ローラ15及びテンションローラ14bに巻回されてシートSを搬送する方向、ここでは縦配置構成であるため、重力方向下から上へと移動(回転9、する。
The
尚、体積固有抵抗率は、JIS法K6911に準処した測定プローブを用い、ADVANTEST社製高抵抗計R8340にて100Vを印加して得た値である。又、材料としては、PVDFを用い、ヤング率は1000MPaであった。これをベルトテンションが8g/mmの条件で張架した。 The volume resistivity is a value obtained by applying 100 V with a high resistance meter R8340 manufactured by ADVANTEST, using a measurement probe compliant with JIS method K6911. As a material, PVDF was used, and Young's modulus was 1000 MPa. This was stretched under the condition that the belt tension was 8 g / mm.
これらの各ローラ13、14a、14b、15は、全てそれぞれの両端部を不図示の軸受間に回転自在に保持されて略平行に配設されている。駆動ローラ13は、表層に摩擦係数の大きなゴム層を有する金属ローラで構成され、その直径は26mmに設定されており、ベルト駆動モータ121によってシートSを搬送する方向に所定の速度で回転駆動される。従動ローラ14aは、静電搬送ベルト11に生じた片寄りや蛇行等の不具合を規制する機能を有する。
These
ベルト11の回転機構は、図4に示すように、第2の駆動手段として設けられているベルト駆動モータ121によって駆動ローラ13を回転駆動させて、搬送ベルト11がシートSを搬送する方向へ移動すると、駆動ローラ13の外周面と静電搬送ベルト11の内周面の摩擦力によって搬送ベルト11に駆動力が伝達される。そして、静電搬送ベルト11は、駆動ローラ13、従動ローラ14a、15、及びテンションローラ14bの4部材間を、シートSを搬送する方向に移動開始する。ベルト駆動モータ121はDCモータ等を有し、ベルト駆動モータ121に接続されたコントローラ100に従い稼動するものである。
As shown in FIG. 4, the rotation mechanism of the
つまり、どちらのモータ111、121の稼動も、それぞれ装置制御機構に設けられた駆動制御手段としてのコントローラ100より出される信号により制御されている。
That is, the operation of both
ドラム駆動モータ111/ベルト駆動モータ121及び感光体ドラム1/静電搬送ベルト11の速度プロファイルを図1に示す。図1(a)が、ドラム1及びベルト11の表面移動(回転)速度の比較で、図1(b)がドラム駆動モータ111及びベルト駆動モータ121回転速度の比較である。
The speed profiles of the
ドラム駆動モータ111とベルト駆動モータ121を稼動するにあたり、まず、ドラム駆動モータ111を稼動する。ところが、感光体ドラム1は回転抵抗が大きく、モータ111の稼動から一定時間は回転せずに停止しており、T秒後に回転(移動)をはじめる。ここで、モータ稼動から感光体ドラム1の回転(移動)開始までの時間Tは、回転抵抗の大きさより固有の値となる。つまり、感光体ドラム1が大きい場合、その慣性モーメントとの関係から、事前に設定される。ここでは、モータ111の稼動から、その回転速度が設定速度になるまでの立ち上げにおいて、モータ111の回転速度が、ある傾き:A1にて上昇する。つまり、加速度A1にて、モータ111を感光体ドラム1よりも数秒のTだけ早く稼動することで、モータ111回転速度が設定速度になるのとほぼ同時に感光体ドラム1の回転速度を、搬送ベルト11の回転速度と略同じである設定速度にする。
In operating the
感光体ドラム1が回転することにより、搬送ベルト11は、その回転(移動)開始前から、当接している4つの感光体ドラム1より駆動力を得て、回転(移動)を始める。つまり、感光体ドラム1が搬送ベルト11の駆動源ともなる。
As the photosensitive drum 1 rotates, the
次いで、コントローラ100は、ドラム1が回転を開始してΔT後、即ち、ドラム駆動モータ111の稼動からT+ΔT後にベルト駆動モータ121を稼動する。ここでいうΔTは、静電搬送ベルト11が感光体ドラム1から回転力をうけた後に回転駆動を受けることを確実にするための時間である。
Next, the
回転しているベルト11は、ベルト駆動モータ121より駆動力を得たベルト駆動ローラ13により、更に回転力を受ける。この時、モータ121の稼動から、設定回転速度までの立ち上げにおいて、速度が、ある傾き:B1にて上昇する。つまり、モータ121は、加速度B1にて、数秒で設定速度となり、その時にはベルト11の移動速度も感光体ドラム1の回転速度と略同じである設定速度となる。
The
このとき、ベルト駆動モータ121の稼動から、ベルト11の回転(移動)速度が設定速度になるまでの立ち上げ時間は、ドラム駆動モータ111のそれよりも短い。つまり、A1<B1の関係がある。
At this time, the start-up time from the operation of the
そして、本実施例の特徴として、コントローラ100は、ドラム1及びベルト11が立ち上がるまでの時間において、上記A1、B1、T、T+ΔTを、立ち上げ途中にある交差ポイントXで感光体ドラム1と搬送ベルト11の表層速度が逆転するように設定する。つまり、ドラム1の方が先に回転を開始し、搬送ベルト11の回転速度が設定速度になる加速中に、ベルト11の速度がドラム1の回転速度を追い抜くように設定する。
As a feature of the present embodiment, the
このように、コントローラ100は、ドラム駆動モータ111とベルト駆動モータ121の稼動に際し、予め決めた稼動タイミングT、T+ΔT、立ち上げ加速度A1、B1に沿って稼動を行い、搬送ベルト11を感光体ドラム1で回転させながら、搬送ベルト11の移動速度が、後から感光体ドラム1の回転速度を追い抜くようにベルト駆動モータ121を稼動させる。
As described above, the
従って、この画像形成装置では、感光体ドラム1と静電搬送ベルト11の起動時間差によるベルト11の過剰な引っ張り応力に起因する材料疲労を抑えることができる。又、立ち上げ途中に搬送ベルト11の速度が上回るよう制御しているため、搬送ベルト11の回転は、トナー像を転写するまでに安定し、色ずれ等の画像不良をおこすことはない。
Therefore, in this image forming apparatus, material fatigue due to excessive tensile stress of the
具体的には、材料疲労に伴う画像不良を以下のように抑えることができる。従来の立ち上げ方式では、起動ショックが発生し、搬送ベルト11に瞬間的に高い応力がかかる。起動が繰り返され、50K回起動したあとは、その90%の画像不良が発生していた。それに対し、この画像形成装置では50K回起動した後に、画像不良の発生が起こらないレベルに発生率を抑えることができた。
Specifically, the image defect accompanying material fatigue can be suppressed as follows. In the conventional start-up method, a starting shock occurs, and a high stress is instantaneously applied to the
尚、印刷中においては、転写バイアスによって、ベルト11と感光体ドラム1が静電吸着しており、感光体ドラム1とベルト11の摩擦力は、大きくなる傾向にある。一方で、印刷終了後または、シートSへの転写終了後には、感光体ドラム1を電位は0Vに落とす。すると、搬送ベルト11も結果的に除電される。又、ベルト11とドラム1の回転立ち上げ時にはドラム1の対向に位置する転写部材12には転写バイアスが印加されていない。そのため、これらによって次の印刷時には、感光体ドラム1と搬送ベルト11の静電吸着力が発生していない。よって、起動時におけるベルト11のたるみは静電吸着力の影響が無い分だけ少ないので、起動時において、感光体ドラム1の速度の方が搬送ベルト11の速度よりも大きいことは、或る程度許容できうるものである。
During printing, the
尚、ここでは、感光体ドラム1と搬送ベルト11の設定速度は、同一としたが、必ずしもそれに限定されない。
Here, the set speeds of the photosensitive drum 1 and the
実施例2
図3を参照して、本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。この図は感光体ドラム1に対向して移動する転写体として中間転写体を利用した、タンデム型カラー画像形成装置を側断面図で示したものである。
Example 2
With reference to FIG. 3, an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. This figure is a side sectional view of a tandem type color image forming apparatus that uses an intermediate transfer member as a transfer member that moves to face the photosensitive drum 1.
この画像形成装置は、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色に対応した画像形成部7(7a、7b、7c、7d)、同じく各色の一次転写ローラ12(12a、12b、12c、12d)、中間転写体としての中間転写ベルト51、中間転写ベルト51を張架する対向ローラ52及び駆動ローラ55、従動ローラ54、給紙カセット61、給紙ローラ62、搬送ローラ対63、レジストローラ対64、定着ローラ対65、排紙ローラ対66等を有する。
This image forming apparatus includes an image forming unit 7 (7a, 7b, 7c, 7d) corresponding to each color of cyan, yellow, magenta, and black, a primary transfer roller 12 (12a, 12b, 12c, 12d) for each color, an intermediate An
各画像形成部7は、それぞれ感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)、帯電装置2(2a、2b、2c、2d)、現像装置4(4a、4b、4c、4d)、感光体クリーニング部材6(6a、6b、6c、6d)を有しており、各画像形成部7に共通する、露光装置であるスキャナ装置部3(3a、3b、3c、3d)を有している。 Each image forming unit 7 includes a photosensitive drum 1 (1a, 1b, 1c, 1d), a charging device 2 (2a, 2b, 2c, 2d), a developing device 4 (4a, 4b, 4c, 4d), and a photosensitive member. It has a cleaning member 6 (6a, 6b, 6c, 6d), and has a scanner device unit 3 (3a, 3b, 3c, 3d) which is an exposure device common to each image forming unit 7.
又、これらの画像形成部7は中間転写ベルト51に沿って配列され、中間転写ベルト51は、ベルト懸回張設部材を構成する、駆動ローラ55と従動ローラ54、対向ローラ52に巻回されて、駆動ローラ55と従動ローラ54との間に上記画像形成部7における感光ドラム1と接触する接触部となる転写面50を形成し、感光体ドラム1の回転に対して順方向に回転(移動)させる。これらの各ローラ52、54、55は全てそれぞれの両端部を不図示の軸受間に回転自在に保持されて略平行に配設されている。駆動ローラ55は転写面においてベルト51移動方向下流側である。
These image forming units 7 are arranged along the
駆動ローラ55は表層に摩擦係数の大きなゴム層を有する金属ローラで構成され、例えばその直径は26mmに設定されており、下記に説明するベルト駆動モータ121によって中間転写ベルト51を回転させる方向に所定の速度で回転駆動される。従動ローラ54は、中間転写ベルト51に生じた片寄りや蛇行等の不具合を規制する機能を有する。
The
以下、この装置における画像形成動作の概略を説明する。各画像形成部7における動作は、実施例1の画像形成部7と同様である。 The outline of the image forming operation in this apparatus will be described below. The operation of each image forming unit 7 is the same as that of the image forming unit 7 of the first embodiment.
回転駆動される各感光体ドラム1表面は、各帯電装置2により一様に帯電される。そして、画像形成信号が各種のネットワーク等を介して画像形成装置に送信され、画像形成信号に基づいてスキャナ装置3が各所に対応したレーザ光を各感光体ドラム1に照射する。そのようにして感光体ドラム1に形成された電位差による静電潜像を、各現像装置4が各色のトナーで現像し、顕像化する。 The surface of each photosensitive drum 1 that is driven to rotate is uniformly charged by each charging device 2. Then, an image forming signal is transmitted to the image forming apparatus via various networks and the like, and the scanner device 3 irradiates each photosensitive drum 1 with laser light corresponding to each part based on the image forming signal. The developing device 4 develops the electrostatic latent image due to the potential difference thus formed on the photosensitive drum 1 with the toner of each color, and visualizes it.
各感光体ドラム1表面に形成された各色のトナー像は、それぞれの一次転写ローラ12と対峙する位置で電界の作用により、静電的に回転駆動される中間転写ベルト51に一次転写される。この際、転写面50にて、一次転写ローラ12aが対峙する一次転写位置でまず中間転写ベルト51にブラックのトナー像が一次転写される。続いて、一次転写ローラ12bが対峙する一次転写位置で中間転写ベルト51上にブラックのトナー像に重ねてイエローのトナー像が一次転写される。以下同様にマゼンタのトナー像、シアンのトナー像が順次重ね合わされ、中間転写ベルト51にフルカラーのトナー像を形成する。
Each color toner image formed on the surface of each photosensitive drum 1 is primarily transferred to an
そのフルカラーのトナー像が中間転写ベルト51の回転とともに、対向ローラ52と二次転写ローラ56とが対峙する二次転写位置へと搬送される。一方、給紙カセット61に収容されていた1枚の転写材である記録シートSは、給紙ローラ62、搬送ローラ対63、レジストローラ対64を介して同じく二次転写位置へと搬送され、レジストローラ対64の通過によるタイミングをとって、中間転写ベルト51と記録シートSとが、同時に二次転写位置へと達し、中間転写ベルト51と二次転写ローラ56との生じる転写電界の作用により、トナー像は静電的に記録シートSへと転写される。
The full-color toner image is conveyed to the secondary transfer position where the opposing
そして、表面にフルカラートナー像を保持する記録シートSは、定着ローラ対65のニップ部を通過する。その際、熱と圧力との作用により、そのフルカラートナー像が融解し、永久像として記録シートSに定着され、画像形成が終了する。 Then, the recording sheet S holding the full-color toner image on the surface passes through the nip portion of the fixing roller pair 65. At that time, the full-color toner image is melted by the action of heat and pressure and fixed on the recording sheet S as a permanent image, and the image formation is completed.
各感光体ドラム1は、感光体ドラム1上のトナー像転写後に残留した残留トナーをクリーニングするためにクリーニング部材であるブレード6(6a、6b、6c、6d)を備えている。常に感光体ドラム1のトナー像面側にブレード6が摺接しており、感光体ドラム1の回転抵抗は大きくなる。 Each photosensitive drum 1 includes a blade 6 (6a, 6b, 6c, 6d) that is a cleaning member in order to clean the residual toner remaining after the toner image transfer on the photosensitive drum 1. The blade 6 is always in sliding contact with the toner image surface side of the photosensitive drum 1, and the rotational resistance of the photosensitive drum 1 increases.
以上に説明したように、本実施例の中間転写方式の画像形成工程において、各画像形成部における、トナー像を感光体ドラム1上に形成する画像形成動作までは、実施例1の直接転写方式と同様の動作を行う。そして、本実施例でも、各画像形成部7における各感光体ドラム1の回転過程にて、感光体ドラム1の表面にトナー像が形成されるが、本実施例では、それが転写体である中間転写ベルト51に重ねて転写される。そして、ここでも、上記一次転写ローラ12による感光体ドラム1から中間転写ベルト51へのトナー像転写の際、両者が回転しながら接触する。その時両者の回転運動によっては、互いに摺擦し合って影響を及ぼす。
As described above, in the image forming process of the intermediate transfer method of the present embodiment, the direct transfer method of the first embodiment until the image forming operation for forming the toner image on the photosensitive drum 1 in each image forming unit. The same operation is performed. Also in this embodiment, a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 in the rotation process of each photosensitive drum 1 in each image forming unit 7. In this embodiment, this is a transfer body. The image is transferred onto the
ここでは、画像形成時は、両者は略同速度(速度差があっても2%以内)で回転するものとするので、感光ドラム1の回転運動機構は、実施例1にて図4を用いて説明したものと同様である。 Here, during image formation, both rotate at substantially the same speed (within 2% even if there is a speed difference). Therefore, the rotational movement mechanism of the photosensitive drum 1 is shown in FIG. This is the same as described above.
中間転写ベルト51は、図4に示すように、第2の駆動手段であるベルト駆動モータ121によって、駆動ローラ55を駆動し、駆動ローラ55の外周面と中間転写ベルト51の内周面の摩擦力によって中間転写ベルト51に駆動力が伝達される。そして、中間転写ベルト51は、駆動ローラ55、従動ローラ54及び対向ローラ52の3部材間を、シートSが搬送される方向に回転駆動する。
As shown in FIG. 4, the
中間転写ベルト51においても、実施例1における搬送ベルト11と同様に、ベルト駆動モータ121はDCモータ等を有し、ベルト駆動モータ121に接続されたコントローラ100に従い稼動する。
Also in the
つまり、ここでも、感光体ドラム1と中間転写ベルト51のモータ111、121の稼動は、装置制御機構に設けられた駆動制御手段としてのコントローラ100より出される信号により制御されている。
That is, also here, the operations of the
よって、ドラム駆動モータ111/ベルト駆動モータ121及び中間転写ベルト51/感光体ドラム1の速度プロファイルは、実施例1で説明したものと限りなく近くなる。静電搬送ベルト11を中間転写ベルト51として考えることにより、図1を用いて同一の説明となる。
Therefore, the speed profiles of the
つまり、まず、図1(a)に示すように、ドラム駆動モータ111を稼動する。すると、感光体ドラム1は、クリーニングブレード6との摺擦等による回転抵抗のため、図1(b)に示すように、駆動開始からT秒後に回転をはじめ、稼動から、設定速度までの立ち上げにおいて、速度が、ある傾き:A1にて上昇し、数秒で設定速度になる。これにより、感光体ドラム1が中間転写ベルト51の駆動源となり、中間転写ベルト51は、当接している4つの感光体ドラム1より駆動力を得て、回転を始める。
That is, first, the
次いで、コントローラ100は、ドラム駆動モータ121の稼動からT+ΔT後にベルト駆動モータ121を稼動する。中間転写ベルト51は、ベルト駆動モータ121より駆動力を得たベルト駆動ローラ55により、更に回転力をうけ、稼動から、設定回転速度になるまでの立ち上げにおいて、回転速度が、ある傾き:B1にて上昇し、数秒で設定回転速度になる。
Next, the
そして、ここでも、ベルト駆動モータ121の稼動から、ベルト51の回転速度が設定速度になるまでの立ち上げ時間は、ドラム駆動モータ111のそれよりも短く、A1<B1の関係があり、コントローラ100は、ドラム1及びベルト51が立ち上がるまでの時間において、上記A1、B1、T、T+ΔTを、立ち上げ途中にある交差ポイントXで感光体ドラム1と中間転写ベルト51の表面移動(回転)速度が逆転するように設定する。
Also in this case, the start-up time from the operation of the
このように、コントローラ100は、ドラム駆動モータ111とベルト駆動モータ121の稼動に際し、予め決めた起動タイミングT、T+ΔT、立ち上げ加速度A1、B1に沿って稼動を行い、中間転写ベルト51の回転速度が設定速度になるまでの加速中に、ベルト51を感光体ドラム1で回転させながら、後から速度を追い抜くようにベルト駆動モータ121を稼動させる。
As described above, when the
従って、この画像形成装置では、感光体ドラム1と中間転写ベルト51の起動時間差によるベルト51の過剰な引っ張り応力に起因する材料疲労を抑えることができる。また、立上途中に中間転写ベルト51の速度が上回るよう制御しているため、中間転写ベルト51の回転は、トナー像を転写するまでに安定し、色ずれ等の画像不良をおこすことはない。
Therefore, in this image forming apparatus, material fatigue due to excessive tensile stress of the
ここで、静電搬送ベルト11と中間転写ベルト51の違いに着目し、この発明が中間転写ベルト51に対して有効である点を説明する。
Here, paying attention to the difference between the
中間転写ベルト51の転写の過程は、上述のように、感光体ドラム1から中間転写ベルト51を介し、シートSへ転写される。言い換えると、感光体ドラム1と中間転写ベルト51は、常時当接し、又、摺擦を繰返していることになる。ベルトしわが画像不良となる過程は、ベルト51上に発生した凹凸が感光体ドラム1と摺擦を繰返し、感光体ドラム1に摺擦むらを作り、帯電むらとなることで不良が起こる。
The transfer process of the
これを踏まえると、感光体ドラム1と摺擦時間の長い中間転写ベルト51は、より長い時間、感光体ドラム1と摺擦するため、ベルトしわに不利な構成であることがわかる。このことから、本発明は中間転写ベルト51構成の画像形成装置に有利な発明と言える。
In view of this, it can be seen that the
なお、実施例1と同様に、印刷中においては、転写バイアスによって、ベルト51と感光体ドラム1が静電吸着しており、感光体ドラム1とベルト51の摩擦力は、大きくなる傾向にある。一方で、印刷終了後または、シートSへの転写終了後には、感光体ドラム1表面電位は0Vに落とされる。すると、中間転写ベルト51も結果的に除電されている。
As in the first embodiment, during printing, the
又、ここでも、ベルト51とドラム1の回転立ち上げ時にはドラム1の対向に位置する一次転写ローラ12には転写バイアスが印加されていない。そのため、これらによって次の印刷時には、感光体ドラム1と中間転写ベルト51の静電吸着力が発生していない。よって、起動時におけるベルト51のたるみは静電吸着力の影響が無い分だけ少ないので、起動時において、感光体ドラム1の速度の方が中間転写ベルト51の速度よりも大きいことは、或る程度許容できうるものである。
Again, when the rotation of the
つまり、上記に説明したように、本発明は、中間転写方式の画像形成装置に対しても、実施例1に説明した直接転写方式のものと同様に適用でき、しかも、中間転写方式において大きな弊害となるベルトしわが防止でき、更に有効である。 In other words, as described above, the present invention can be applied to an intermediate transfer type image forming apparatus in the same manner as the direct transfer type described in the first embodiment, and has a great disadvantage in the intermediate transfer type. It is possible to prevent the belt wrinkle.
尚、実施例1においては、縦配置のタンデム方式の画像形成装置、実施例2にては水平方向に画像形成部を配置した構成のタンデム方式の画像形成装置を例に挙げたが、どちらの構成を中間転写方式又は直接転写方式にしても、本発明は有効であることはいうまでもなく、又、本発明は、こうしたタンデム方式のものに対して有効であるが、像担持体1つに複数の現像装置を設けた構成や、単色画像形成装置においても適用可能である。 In the first embodiment, a vertically arranged tandem type image forming apparatus is used as an example, and in the second embodiment, a tandem type image forming apparatus having a configuration in which image forming portions are arranged in the horizontal direction is exemplified. It goes without saying that the present invention is effective even if the configuration is an intermediate transfer system or a direct transfer system, and the present invention is effective for such a tandem system. The present invention can also be applied to a configuration in which a plurality of developing devices are provided and a monochrome image forming apparatus.
1 感光体ドラム(像担持体)
7 画像形成部
5 ベルト搬送装置
6 クリーニング部材
11 搬送ベルト(転写体)
14a、55 駆動ローラ
51 中間転写ベルト(中間転写体)
100 コントローラ(駆動制御手段)
111 ドラム駆動モータ(第1の駆動手段)
121 ベルト駆動モータ(第2の駆動手段)
1 Photosensitive drum (image carrier)
7
14a, 55
100 controller (drive control means)
111 Drum drive motor (first drive means)
121 belt drive motor (second drive means)
Claims (4)
前記像担持体と前記転写体の移動開始時には、前記第1の駆動手段が前記第2の駆動手段よりも先に稼動し、前記転写体の移動の加速中において、前記接触部における前記転写体の速度が前記像担持体の速度を上回ることを特徴とする画像形成装置。 A movable image carrier for carrying a toner image, a first driving means for moving the image carrier, a movable transfer member for transferring a toner image on the image carrier, and the transfer member An image forming apparatus in which the image carrier and the transfer body are in contact with each other at a contact portion.
At the start of movement of the image carrier and the transfer body, the first driving unit operates before the second driving unit, and the transfer body at the contact portion is accelerated during the movement of the transfer body. The image forming apparatus is characterized in that the speed of the image exceeds the speed of the image carrier.
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-
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