JP2006091729A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を利用したカラー画像形成装置、特に第2の像担持体である中間転写体を使用したカラー画像形成装置に関する。 The present invention relates to a color image forming apparatus using an electrophotographic system, an electrostatic recording system or the like, and more particularly to a color image forming apparatus using an intermediate transfer member which is a second image carrier.
画像形成装置において、転写材の厚さや材質、表面性等に左右されることなく、転写材上に良好な画像が形成できる手法として、感光体から成る第1の像担持体の他に、更に第2の像担持体である中間転写体を具備する画像形成装置が提案されている。 In the image forming apparatus, as a technique for forming a good image on the transfer material without being affected by the thickness, material, surface property, etc. of the transfer material, in addition to the first image carrier made of a photoconductor, An image forming apparatus including an intermediate transfer member that is a second image carrier has been proposed.
図1はその実施形態を示すカラー画像形成装置の構成を示す概略構成図である。感光体1の周囲には、一次帯電器4、露光装置5、カラー現像ユニット7、白黒現像ユニット8、転写帯電器9、クリーナ装置6が配置されている。尚、カラー現像ユニット7は、回転式であり、フルカラー現像のための3台の現像装置7Y(イエロー現像装置),7M(マゼンタ現像装置),7C(シアン現像装置)を有している。一方、白黒現像ユニット8は、感光体1に当接する位置で固定されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a color image forming apparatus showing the embodiment. Around the
図1のカラー画像形成装置にて画像が形成される場合、先ず、感光体1上に現像されたトナー像が、1次転写装置9によって中間転写体としての中間転写ベルト2に転写される。これを1次転写と呼ぶこととする。モノクロ画像を形成する時は、この1次転写がブラックトナーのみの1回行われる。これに対して、カラー画像を形成する場合には、他に3色のカラートナーを重ね合わせる必要があるため、1次転写が各トナー色の順に4回繰り返されることによって、多重のトナー像が中間転写ベルト2に形成される。
When an image is formed by the color image forming apparatus of FIG. 1, first, a toner image developed on the
中間転写ベルト2に転写されたトナー像は、更に2次転写装置15でシートに転写される。ここで、1次転写装置9及び2次転写装置15では、トナー像を次の媒体へ転写するための高圧が印加される。そして、2次転写装置15から中間転写ベルト2へトナー像を転写するための高圧値は、転写材の抵抗による電圧降下を考慮し決定される。例えば、転写材に厚紙やOHT(OHP用の透明シート)を用いた場合と、普通紙を用いた場合では、それぞれ抵抗値が異なる。そこで、各転写材に合わせ異なった高圧値を印加することにより、画像むらや抜けの発生しない最適な転写特性が得られている。
The toner image transferred to the
転写材に厚紙やOHT等を用いてカラー画像を形成する場合には、十分なグロスや混色性を確保する画像を得るために、上述した転写高圧値の制御に加え、次工程である定着動作を普通紙よりも遅い通過速度にする必要がある。 When forming a color image using thick paper or OHT as the transfer material, in order to obtain an image that ensures sufficient gloss and color mixing properties, in addition to the control of the transfer high pressure value described above, the fixing operation as the next step is performed. Must be slower than plain paper.
ここで、定着装置3のみの速度を遅く制御し、中間転写ベルト2の速度を下げずに普通紙時と同じ速度で制御すると、定着装置3と2次転写位置15の速度差により、これらのユニット間で転写材が弛んでしまい、転写材上のトナー像が装置内の部材に干渉して擦れて画像不良に至るという問題がある。又、これらユニット間の速度差が干渉し合うことによって、それぞれのユニットに速度むらが生じ、定着性や転写性にむらが生じる等の画像欠陥を引き起こしてしまう。
Here, if the speed of only the
上述のような問題は、2次転写装置15と定着装置3との距離を転写材の搬送方向の長さよりも長くすれば、各々が別の速度で動作しても干渉し合うことがなくなるために解決されるが、この手法では装置の大型化を招いてしまう。
If the distance between the secondary transfer device 15 and the
又、転写材に厚紙やOHT等を用いた場合において、定着動作だけでなく全ての画像形成動作を低速で行うことでも上述のような問題は解決されるが、この手法ではプロダクティビティーを著しく低下させてしまう。 In addition, when using thick paper, OHT, or the like as the transfer material, the above-mentioned problems can be solved by performing not only the fixing operation but also all the image forming operations at a low speed, but this method significantly reduces the productivity. End up.
そこで、プロダクティビティーを極力低下させない目的で、画像形成装置の速度を画像形成工程の途中において減速させることが好ましいが、この減速を1次転写中や2次転写中に行うと、特に耐久が進んだ装置においては、転写むらや転写抜け等の画像欠陥が顕著に現れてしまう。 Therefore, it is preferable to reduce the speed of the image forming apparatus in the middle of the image forming process for the purpose of reducing the productivity as much as possible. However, when this deceleration is performed during the primary transfer or the secondary transfer, the durability is particularly advanced. In the apparatus, image defects such as transfer unevenness and transfer omission appear remarkably.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、転写材に厚紙やOHT等を用いる場合において、装置の大型化やプロダクティビティーの低下を極力抑えながら、転写むらや転写抜けも防止し、且つ、グロスや混色性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is that when using thick paper, OHT, or the like as a transfer material, transfer unevenness or transfer omission is suppressed while minimizing the enlargement of the apparatus and the decrease in productivity. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus that can prevent glossiness and ensure gloss and color mixing.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、第1の画像担持体と、前記第1の画像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、第2の画像担持体と、前記第1の画像担持体上の画像を前記第2の画像担持体上に転写する1次転写手段と、前記第2の画像担持体上の画像を転写材に転写する2次転写手段と、前記2次転写手段により前記転写材上に転写された前記画像を、加熱加圧することにより定着させる定着手段とを備え、前記第2の画像担持体の周長L1が、前記転写材の搬送方向の長さL2よりも長く、且つ、前記2次転写手段の位置から、前記定着手段までの搬送方向の長さL3が、前記転写材の搬送方向の長さL2よりも短い画像形成装置において、前記第1の画像担持体上と前記第2の画像担持体のうち、少なくとも前記第2の画像担持体を移動させる駆動手段を有し、前記駆動手段は速度変更が可能であるとともに、駆動軸をフリー状態或はロック状態に切り替えることが可能であって、前記1次転写手段によって前記第1の画像担持体上の画像が前記第2の画像担持体上に転写される1次転写工程期間において前記駆動手段は第1の速度で動作し、前記1次転写工程後に前記駆動手段を第1の速度よりも遅い第2の速度に減速した後に、前記2次転写手段によって第2の画像担持体上の画像が前記転写材上に転写される2次転写工程を行うものであって、前記駆動手段が前記第1の速度から前記第2の速度に減速する期間において、前記駆動手段の駆動軸を所定時間ロック制御状態に切り替えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記駆動手段の第2の移動速度は、転写材の材質及び厚さに応じて異なることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second moving speed of the driving unit varies depending on the material and thickness of the transfer material.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記駆動軸がロック状態に制御される前記所定時間は、第1の移動速度と第2の移動速度との速度差に応じて設定されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the predetermined time during which the drive shaft is controlled to be locked depends on a speed difference between the first moving speed and the second moving speed. It is characterized by being set.
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、前記駆動軸がロック状態に制御される前記所定時間は、移動手段の回転情報に応じて設定されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the predetermined time during which the drive shaft is controlled to be locked is set according to rotation information of the moving means. Features.
請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の発明において、前記駆動軸がロック状態に制御される前記所定時間は、移動手段に加わるトルク情報に応じて設定されることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of
本発明によれば、第2の像担持体である中間転写体を用いた画像形成装置に対し、転写材にOHTや厚紙を用いた場合においても、装置の大型化やプロダクティビティーの低下を極力抑えながら、転写むらや転写抜けも防止し、且つ、グロスや混色性を確保することができる。 According to the present invention, in contrast to an image forming apparatus using an intermediate transfer member as a second image carrier, even when OHT or cardboard is used as a transfer material, enlargement of the apparatus and reduction in productivity are suppressed as much as possible. However, uneven transfer and transfer omission can be prevented, and gloss and color mixing can be ensured.
画像の形成は、先ず、帯電装置4に電圧を印加して感光体1の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、レーザースキャナから成る露光装置5にて、画像データを基に、帯電された感光体1 上の画像部分が予定の露光部電位になるように露光を行い潜像を形成する。露光装置5は、画像データに基づいてオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。
In forming an image, first, a voltage is applied to the
カラー現像装置7Y,7M,7C及び白黒現像装置8は、感光体1上の潜像をそれぞれY,M,C,Kのトナーで現像する。各色のトナーを現像する際には、図示しないモータによってカラー現像ユニット7を矢印R方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体1に当接するように位置合わせされる。
The
感光体1上に現像された各色のトナー像は、1次転写装置9によって中間転写体としての中間転写ベルト2に順次転写されて4色のトナー像が重ね合わされる。中間転写ベルト2を挟んで転写ベルト駆動ローラ10と対向する位置にはベルトクリーナ14が設けられていて、中間転写ベルト2上の残留トナーがブレードで掻き落とされる。
The toner images of each color developed on the
中間転写ベルト2に転写されたトナー像は、更に2次転写装置15でシートに転写される。フルカラープリント時はベルト上で4色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転写される。上記記録紙は、記録紙カセット16からピックアップローラ17で搬送路に引き出され、搬送ローラ対18及び19によってニップ部、つまり2次転写装置15とベルト2との当接部に給送される。
The toner image transferred to the
又、感光体1上に残留したトナーは、予備清掃装置でトナーの帯電をクリーニングし易い状態にし、クリーナ装置6で除去・回収され、最後に、感光体1は除電装置(不図示)で一様に0ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。
Further, the toner remaining on the
ところで、上記カラー複写機の画像形成タイミングは、中間転写ベルト2上の所定位置を基準として制御されている。中間転写ベルト2は、ローラ10,11,12,13に張架されている。これらのうち、中間転写ベルト駆動ローラ10は、図示しない駆動源に結合されて中間転写ベルト2を駆動する駆動ローラとして機能し、中間転写ベルトテンションローラ11,12は、ベルト2の張力を調節するテンションローラとして機能し、バックアップローラ13は2次転写装置としての転写ローラ15のバックアップローラとして機能する。
Incidentally, the image forming timing of the color copying machine is controlled with reference to a predetermined position on the
テンションローラ12付近には、基準位置を検知する反射型センサ20が配置されている。反射型センサ20は、ベルト2の外周面端部に設けられた反射テープ等のマーキングを検知してI−top信号を出力する。
In the vicinity of the
前記感光体1の外周の長さとベルト2の周長は、1:n(nは整数)で表される整数比になっている。このように設定しておくと、ベルト2が1周する間に、感光体1が整数回転し、ベルト1周前と全く同じ状態に戻るため、中間転写ベルト2上に4色を重ね合わせる際に(ベルトは4周回る)、感光体1の回転ムラによる色ズレを回避することが可能である。
The peripheral length of the
上記のような中間転写方式の画像形成装置においては、I−top信号を検知した後、所定時間経過後にレーザースキャナから成る露光装置5で露光を開始する。又、前述した通り、ベルト2が1周する間に、感光体1が整数回転し、ベルト1周前と全く同じ状態に戻るため、ベルト2上では常に同じ位置にトナー像が形成される。用紙サイズによって、トナー像サイズも変化するが、中間転写ベルト2上にはトナー像が絶対に載らない範囲が存在する。
In the intermediate transfer type image forming apparatus as described above, after detecting the I-top signal, exposure is started by the exposure device 5 including a laser scanner after a predetermined time has elapsed. Further, as described above, the
定着装置3は、内部に発熱手段であるハロゲンヒータを有する定着部材となる定着ローラと、同じく内部に発熱手段であるハロゲンヒータを有する定着部材となる加圧ローラとが、図示しない加圧機構によって互いに圧接しながら回転可能に配置された定着部材対として構成されている。
The fixing
シート上に転写されたトナー等の現像材で形成された未定着画像は、所定温度に制御された定着ローラと加圧ローラとのニップ部を通過して加熱、加圧されることによって記録紙上に定着される。 An unfixed image formed with a developer material such as toner transferred onto a sheet is heated and pressed through a nip portion between a fixing roller and a pressure roller controlled to a predetermined temperature, thereby being recorded on the recording paper. To be established.
次に、図2に本装置の制御系のブロック図を示す。 Next, FIG. 2 shows a block diagram of the control system of this apparatus.
本装置は、全てシステムコントローラ101によって統括的にコントロールしている。システムコントローラ101は、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、操作部102、即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。システムコントローラ101の内部構成は、上述した役割を担うために、CPU101aを搭載しており、CPU101aは、同様にシステムコントローラ101に搭載したROM101bに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。又、その際、一次的又は恒久的に保存することが必要な書換可能なデータを格納するために、RAM101cも搭載している。RAM101cには、例えば後述する高圧制御部105への高圧設定値、後述する各種データ、操作部102からの画像形成指令情報等を保存する。
This apparatus is entirely controlled by the
操作部102とは、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値等の情報を得ることに加えて、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示すためのデータを送出している。
The
本装置は、装置内部の各所にモータ、クラッチ/ソレノイド等のDC負荷及びフォトインターラプターやマイクロスイッチ等のセンサを配置している。つまり、モータの駆動や各DC負荷を適宜駆動させることで、転写材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を監視しているものが各種センサである。 In this apparatus, a DC load such as a motor, a clutch / solenoid, and a sensor such as a photo interrupter and a micro switch are arranged at various locations inside the apparatus. That is, the transfer material is conveyed and each unit is driven by appropriately driving the motor and each DC load, and various sensors monitor the operation.
そこで、システムコントローラ101は、各種センサ類109からの信号を基に、モータ制御部107により各モータをコントロールさせると同時に、DC負荷制御部108により、クラッチ/ソレノイドを動作させて画像形成動作を円滑に進めている。又、高圧制御部105に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニット106を構成する各種帯電器である一次帯電器310、図示しない補助帯電装置、1次転写帯装置、2次転写帯装置及び現像器内の現像ローラに適切な高圧を印加させている。
Therefore, the
更に、前述した定着装置3の定着ローラには、それぞれローラを加熱するためのヒータ111が内蔵されており、それら各ヒータは、ACドライバ110によってON/OFF制御されている。各定着ローラにはその温度を測定するためのサーミスタ104が設けられ、A/D103によって、各定着ローラの温度変化に応じたサーミスタ104の抵抗値変化を電圧値に変換した後、デジタル値としてシステムコントローラ101に入力される。この温度データを基に前述のACドライバ110を制御することになる。
Further, each of the fixing rollers of the fixing
次に、本発明に係る中間転写ベルト2及びその周辺の構成を図3用いて説明する。
Next, the
図3中のLで示した距離は中間転写ベルト2の周長であり、又、中間転写ベルト2上にL2で示した距離は、最も大きいサイズの用紙における画像の長さである。
The distance indicated by L in FIG. 3 is the circumferential length of the
中間転写ベルト2の周長Lは、その表面上に多色画像を形成しなくてはならないため、最も大きいサイズの用紙の搬送方向における長さL2よりも長くなるように構成されている。ここで、本実施の形態では、中間転写ベルト2の周長L=565mm、最大サイズ用紙の搬送方向長さL2=483mmとしている。
The circumferential length L of the
中間転写ベルト2及び感光体1は、DCモータを駆動源とする駆動手段201により駆動されており、図3中に示す矢印方向へ回転される。この駆動手段201について以下に詳述する。
The
駆動手段201には、モータ制御部107からS201〜S203に示した以下の3つの制御信号が入力される。
The following three control signals shown in S201 to S203 are input from the
S201は「回転/停止信号」であり、駆動手段201の回転及び停止を制御する信号である。駆動手段201は、「回転/停止信号」=Hの信号を受けると、後述する速度制御信号S203の設定に従ってDCモータを回転させる。又、駆動手段201は「回転/停止信号」=Lの信号を受けるとモータの回転を停止させる。
S201 is a “rotation / stop signal”, and is a signal for controlling the rotation and stop of the driving means 201. Upon receiving the “rotation / stop signal” = H signal, the driving
S202は「フリー/ロック信号」であり、駆動手段201の駆動軸をフリー状態とするか、又はロック状態とするかを制御する信号である。駆動手段201は、「フリー/ロック信号」=Hの信号を受けると、駆動手段201の駆動軸をフリー状態に制御し、前述のS201「回転/停止信号」に従ってDCモータの回転/回転停止を行う。又、駆動手段201は、「フリー/ロック信号」=Lの信号を受けると、駆動手段201の駆動軸をロック状態に制御し、駆動軸に外力が加わっても動かないように固定される。本実施の形態では、駆動手段201におけるDCモータのコイルの両端をGNDレベルに固定するショートブレーキにてこのロック制御を行っている。
S202 is a “free / lock signal”, and is a signal that controls whether the drive shaft of the
尚、駆動手段201の回転中に「フリー/ロック信号」をH(フリー)のままとして、前述のS201「回転/停止信号」をL(オフ)に切り替えて駆動手段201の回転を停止させる場合、駆動手段201が完全に停止するまでには、駆動手段201が駆動する負荷の慣性力が働くために長い時間を要する。本実施の形態における装置では、その停止時間は1000ms程度である。
In the case where the “free / lock signal” remains H (free) while the
一方、駆動手段201の回転中に「フリー/ロック信号」をL(ロック)として駆動手段201の回転を停止させる場合、駆動手段201の駆動軸は強制的にロック状態に制御されるので、駆動手段201の停止時間は急激に短くなる。本実施の形態における装置では、その停止時間は100ms程度に短縮される。よって「フリー/ロック信号」は、一般的に駆動手段201の駆動軸を緊急で停止する必要がある場合に設けられる。
On the other hand, when the rotation of the
S203は「速度制御信号」であり、駆動手段201の駆動速度を制御する信号である。本実施の形態において、速度制御信号はクロックであり、駆動手段201はこのクロックの周波数に比例した回転数にて駆動する。 S203 is a “speed control signal” and is a signal for controlling the driving speed of the driving means 201. In the present embodiment, the speed control signal is a clock, and the driving means 201 is driven at a rotational speed proportional to the frequency of this clock.
尚、速度制御信号を、H又はLの1ビット或は複数ビットの論理信号としても構成できる。この場合は、予め駆動手段201内に基準クロック周波数を用意する必要があり、速度制御信号の論理に応じて基準クロックを決められた分周比にて分周して回転するようにすれば良い。
The speed control signal can also be configured as an H or L 1-bit or multiple-bit logic signal. In this case, it is necessary to prepare a reference clock frequency in the
駆動手段201からは、モータ制御部107へ「同期回転検知信号」S204が出力される。同期回転検知信号は、駆動手段201が前述のS203「速度制御信号」によって設定された回転数の所定内で回転しているか、否かを示す信号である。本実施の形態では、駆動手段201が設定された回転数の±0.1%以内で回転している場合にLを出力し、又、この範囲を逸脱した場合にはHを出力する。尚、駆動手段201が所定範囲内にて回転していることを、ここでは同期回転と呼ぶことにする。不図示のシステムコントローラ101は、モータ制御部107を介して、「同期回転検知信号」S204を監視しており、同期回転検知信号がHの状態が所定時間継続した場合には、装置を緊急停止させ、不図示の操作部等に駆動手段201が異常であることを表示する。尚、駆動手段201の起動時や回転速度の変更時には、目標回転数に達するまでに同期回転信号は必ずHとなるが、このタイミングでは異常検出を行わないようにしている。
The driving means 201 outputs a “synchronous rotation detection signal” S204 to the
定着装置3は駆動手段202によって駆動される。駆動手段202も、駆動手段201と同様にDCモータを駆動源としており、定着装置を図3中に示す矢印方向へ回転させる。尚、駆動手段202とモータ制御部107間の制御信号は、前述した「フリー/ロック信号」が存在しないことを除いては全く同様であり、「回転/停止信号」S205、「速度制御信号」S206、「同期回転検知信号」S207を有している。S205〜S207の信号に関する詳細は、前述の駆動手段201で述べた説明と同様であるため割愛する。
The fixing
次に、本発明の実施の形態である画像形成装の制御について説明する。 Next, control of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
駆動手段201は、感光体1上のトナー画像を中間転写ベルト2へと転写する1次転写工程までは転写材の種類に関わらずに、感光体1と中間転写ベルト2の周速度がV1となるように制御される。本実施の形態ではV1=400mm/sとしている。
The driving
そして、駆動手段201は、転写材が普通紙である場合には、画像形成動作の終了まで一貫して、感光体1と中間転写ベルト2の周速度が上述のV1のままに制御される。
When the transfer material is plain paper, the driving
一方、駆動手段201は、転写材がOHTや厚紙等の場合には、画像形成動作の途中の工程で、感光体1と中間転写ベルト2の周速度がV1よりも低いV2となるように減速制御され、その後に行う2次転写工程以降の画像形成動作はV2の周速度で行われる。
On the other hand, when the transfer material is OHT, thick paper, or the like, the driving
図4〜図8は画像形成動作を説明するものである。本実施の形態では、中間転写ベルト2が1周する毎に、トナー画像が1色ずつ、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順に1次転写され、中間転写ベルト2が4周することによって、中間転写ベルト2の表面に多重のカラー画像が完成する。
ここで、転写材が普通紙である場合は、中間転写ベルト2の4周目において、ブラックのトナー画像が1次転写されて中間転写ベルト2上にカラー画像が完成するのと同時に、中間転写ベルト2上の画像は転写材へと2次転写される。
4 to 8 illustrate the image forming operation. In the present embodiment, every time the
Here, when the transfer material is plain paper, the black toner image is primarily transferred and the color image is completed on the
しかし、転写材がOHTや厚紙等の場合は、上述のように1次転写と2次転写が同時に行われずに、中間転写ベルト2の5周目毎において2次転写が行われる。上記それぞれの動作を図4〜図8を用いて以下に説明する。
However, when the transfer material is OHT or thick paper, the primary transfer and the secondary transfer are not performed simultaneously as described above, and the secondary transfer is performed every fifth turn of the
図4は中間転写ベルト2が3周して、その表面に3色のトナー画像(マゼンタ、シアン、イエロー)が1次転写されており、引き続きブラックのトナー画像が1次転写される直前の状態を表した図である。
FIG. 4 shows a state in which the
図4中のFで示した位置は、中間転写ベルト2上のトナー画像の先端位置を示し、Rはその後端位置を示している。又、F’は感光体上に形成されたブラックの画像の先端位置である。図5に示すように、これら中間転写ベルト2上の画像先端Fと、感光体1上のF’と中間転写ベルト2上の画像先端Fとが一致して重なり合うようにブラックのトナー画像が形成・1次転写されて、中間転写ベルト2上に全4色の多重カラー画像が完成する。
A position indicated by F in FIG. 4 indicates the front end position of the toner image on the
上述のように、転写材が普通紙である場合は、図6に示すように、中間転写ベルト2の4周目において、ブラックのトナー画像が1次転写されて中間転写ベルト2上にカラー画像が完成するのと同時に、中間転写ベルト2上の画像は転写材へと2次転写される。
As described above, when the transfer material is plain paper, a black toner image is primarily transferred on the fourth turn of the
転写材が普通紙である場合、定着装置3における定着速度と、中間転写ベルト2の速度とが等しい。よって、定着動作と2次転写及び1次転写を同時に行うことが可能なのである。
When the transfer material is plain paper, the fixing speed in the
これに対して、転写材がOHTや厚紙である場合は、十分なグロスや混色性を確保する画像を得るために、定着装置3における転写材の通過速度を、中間転写ベルト2の画造形成中における周速度よりも遅くしなければならない。
On the other hand, when the transfer material is OHT or thick paper, the transfer material passing speed in the
もしも、2次転写装置15と定着装置3との距離が、最大用紙の搬送方向における長さL2よりも長くなるように構成されていれば、2次転写装置15と定着装置3と速度が一致していなくても、これらユニット間に同時に転写材が存在することがないので、転写材の弛み及び画像不良は発生せず、上述の普通紙の場合と同様に、定着動作と2次転写及び1次転写を同時に行うことが可能となる。
If the distance between the secondary transfer device 15 and the fixing
しかし、本画像形性装置のように、2次転写装置15と定着装置3との距離を、最大用紙の搬送方向の長さよりも小さくなるように、小型化設計された装置においては、2次転写装置15と定着装置3との間で転写材の弛み等が生じてしまうため、普通紙と同じ速度で1次転写を行ったまま、同時に2次転写及び定着動作を行うことはできない。
However, in an apparatus that is designed to be small so that the distance between the secondary transfer device 15 and the fixing
ここで、定着動作と2次転写及び1次転写の処理動作を低速で行うと、プロダクティビティーを著しく低下させてしまう。又、プロダクティビティーを極力低下させない目的で、画像形成装置の速度を画像形成工程の途中において減速させることが好ましいが、この減速を1次転写中や2次転写中に行うと、特に耐久が進んだ装置においては、転写むらや転写抜け等の画像欠陥が顕著に現れてしまう。 Here, if the fixing operation, the secondary transfer, and the primary transfer processing operation are performed at a low speed, the productivity is significantly reduced. For the purpose of reducing the productivity as much as possible, it is preferable to reduce the speed of the image forming apparatus in the middle of the image forming process. However, when this deceleration is performed during the primary transfer or the secondary transfer, the durability is particularly advanced. In the apparatus, image defects such as transfer unevenness and transfer omission appear remarkably.
そこで、転写材が普通紙である場合は、図7に示すように、中間転写ベルト2が4周目において、感光体1から中間転写ベルト2へブラックのトナー画像が1次転写のみを行い、1次転写の終了後に中間転写ベルト2を減速させてから、図8に示すように、中間転写ベルト2の5周目において2次転写と定着動作を行う。
Therefore, when the transfer material is plain paper, as shown in FIG. 7, the
この中間転写ベルト2の減速は、中間転写ベルト2の駆動源である駆動手段201を制御することで行う。即ち、中間転写ベルト2上の画像の後端が1次転写装置9を通り抜けるまでは、中間転写ベルト2の周速度がV1となるような速度制御信号を入力し、この後に中間転写ベルト2の周速度がV2(本実施の形態では200mm/s)となるように速度制御信号を変更する。
The deceleration of the
そして、2次転写の開始までに減速を完了しなければならない。つまり、中間転写ベルト2上の画像の先端が2次転写装置15へ到着するまでに減速を終えることが必要であるが、その許容時間は短く、本実施の形態では700msである。
The deceleration must be completed before the start of the secondary transfer. That is, it is necessary to finish the deceleration before the leading edge of the image on the
減速が完了するまでの許容時間は、1次転写装置9と2次転写装置15の距離及び中間点ベルト2の周速度等によって決まるが、装置の小型化が進むほど、又、装置の処理速度が上がるほど短くなり、厳しいものとなる。駆動手段201の減速が完了するまでに要する時間が許容時間を超えてしまうと、その分だけ中間転写ベルト2上に形成された画像の先端位置Fが進んでしまうので、転写材上に2次転写した際の画像は先端余白がなく、且つ、先端が欠損された不良画像となってしまう。中間転写ベルト2を更に1周回転させて、6周目に2次転写を行うように画像形成装置を制御すれば、上記の問題は解決されるが、この方法ではプロダクティビティーが下がると共に、中間転写ベルト2の画像が劣化してしまうという問題も生ずる。
The allowable time until the deceleration is completed is determined by the distance between the
そこで、本発明では、駆動手段201を減速させるタイミングで、駆動手段201への速度制御信号S203を変化させるとともに、更に「フリー/ロック信号」S202の制御信号をロック制御の論理に制御して、駆動手段201の減速を短縮するようにしている。
Therefore, in the present invention, the speed control signal S203 to the
尚、フリー/ロック信号S202をロックにする時間が短過ぎると十分に減速することができず、又、長過ぎると駆動手段201が停止してしまい、何れにおいても駆動手段を目標の速度に減速させるまでの時間が長くなってしまう。そのため、フリー/ロック信号S202をロックにする時間幅は、駆動手段201に接続される負荷の慣性の大きさに合わせた適切な時間幅に設定することが重要である。上述の内容を図9を用いて更に説明する。
If the time for locking the free / lock signal S202 is too short, it cannot be sufficiently decelerated. If it is too long, the drive means 201 stops, and in any case, the drive means is decelerated to the target speed. It takes a long time to make it happen. Therefore, it is important to set the time width for locking the free / lock signal S202 to an appropriate time width in accordance with the magnitude of the inertia of the load connected to the
図9(a)に示した図は、速度制御信号S203のみを変化させて、駆動手段201をV1からV2へ減速させた場合のタイミング図である。 The diagram shown in FIG. 9A is a timing diagram when only the speed control signal S203 is changed and the driving means 201 is decelerated from V1 to V2.
図9(a)中に示すA点は、中間転写ベルト2上の画像後端が1次転写装置9を通り抜けて、駆動手段201の減速を開始させる点を示す。このタイミングで、速度制御信号S203を中間転写ベルトの周速度V1に相当する周波数2000kHzから、同周速度V2に相当する周波数1000kHzに切り替える。
A point A shown in FIG. 9A indicates a point at which the rear end of the image on the
このとき、駆動手段201から出力される回転同期検知信号204は、その目標周速度V2に達するまでHの状態へと推移する。
At this time, the rotation synchronization detection signal 204 output from the
ここで、駆動手段201の周速度が目標周速度V2とるまでの許容時間をTperで示した。本実施の形態において、この許容時間Tperは700msであるが、駆動手段201の減速に要する時間はT1(およそ850ms)のようにTperを上回る。
Here, the allowable time until the peripheral speed of the
図9中に示した駆動手段201のFG波形は、駆動手段201に内蔵されるホール素子から回転検出信号(FG信号)抽出し、その回転検出信号を周波数−電圧変換したものである。
The FG waveform of the
本実施の形態において、この駆動手段201のFG波形は、モータ制御部107等へ出力していないが、必要に応じて出力するように構成しても良い。
In the present embodiment, the FG waveform of the
図9(a)に示すように、駆動手段201は速度制御信号S203の切り替わり点から徐々に速度が低下し、目標速度V2へと到達する。駆動手段201に接続される負荷の慣性が大きいほど、このFG信号波形の傾きは緩やかとなり、減速時間T1は減速完了の目標点Bを更に超えてしまうことになる。
As shown in FIG. 9A, the driving means 201 gradually decreases in speed from the switching point of the speed control signal S203 and reaches the target speed V2. As the inertia of the load connected to the
この課題を解決するために本発明では、図9(b)に示すように、駆動手段201の速度制御信号S203を変化させると共に、フリー/ロック信号S202を所定時間ロックの論理に切り替える。 In order to solve this problem, in the present invention, as shown in FIG. 9B, the speed control signal S203 of the driving means 201 is changed, and the free / lock signal S202 is switched to the lock logic for a predetermined time.
フリー/ロック信号S202は、減速と同時にロック(Lの信号)に切り替えられ、それから予め定めた設定時間Tbの経過後に、再びフリー(Hの信号)に切り替えられる。ここで、本実施の形態ではTb=50msとしている。フリー/ロック信号S202がロックに制御されている間、駆動手段201は停止しようとする力が大きく働くために、図9(b)に示した駆動手段202のFG信号のように、速度は急激に低下する。そして、目標周速度V2に近い速度から駆動制御が再開されるように、フリー/ロック信号S202をフリー(Hの信号)に切り替えているので、減速が完了するまでに要する時間T1は、図9(b)に示すように短縮される。尚、本実施の形態において、減速が完了するまでに要する時間はT1=100msである。 The free / lock signal S202 is switched to lock (L signal) simultaneously with deceleration, and then switched to free (H signal) again after a predetermined set time Tb has elapsed. Here, in this embodiment, Tb = 50 ms. While the free / lock signal S202 is controlled to be locked, the driving means 201 exerts a large force to stop, so that the speed is abrupt as in the FG signal of the driving means 202 shown in FIG. 9B. To drop. Since the free / lock signal S202 is switched to free (H signal) so that the drive control is resumed from a speed close to the target circumferential speed V2, the time T1 required to complete the deceleration is shown in FIG. It is shortened as shown in (b). In the present embodiment, the time required for completing the deceleration is T1 = 100 ms.
又、本実施の形態では、転写材がOHT及び厚紙の双方において、定着装置3の通過速度をV2としているが、例えば厚紙の通過速度を、OHT時における通過速度をこれより遅いとした場合には、中間転写ベルト2をV1からV3への減速させる際のフリー/ロック信号S202のロック制御時間は、50msよりも長くなるように設定することが好ましい。つまり、減速差が大きいほど、ロックを長く制御することが、減速が完了するまでに要する時間T1を短縮するために有効である。
In this embodiment, when the transfer material is both OHT and thick paper, the passing speed of the fixing
以上のようにして駆動手段201は、中間転写ベルト2は5周目の回転において、減速完了の目標点Bにて周速度をV2に変更することが可能となり、中間転写ベルト1上に形成された画像の先端と、転写材の画像の先端とが正規のタイミングで一致した良好な画像を得ることができる。
As described above, the driving
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態が前記実施の形態1と異なるのは、前述のフリー/ロック信号S202をロック状態に制御する時間を、駆動手段201の回転に関する情報に応じて制御する点である。図10に示すように、駆動手段201の回転に関する情報として、駆動手段201からモータ制御部107へは駆動手段FG信号S209が出力される。システムコントローラ101は、モータ制御部107を介してこのFG信号の周波数を監視しながら、フリー/ロック信号S202をロック状態とする時間を制御している。
The present embodiment is different from the first embodiment in that the time for controlling the above-mentioned free / lock signal S202 to the locked state is controlled according to the information related to the rotation of the driving means 201. As shown in FIG. 10, a driving unit FG signal S209 is output from the driving
この制御について図11を用いて更に説明する。 This control will be further described with reference to FIG.
先ず、不図示のシステムコントローラ101は、中間転写ベルト2の周速度がV1からV2となるように駆動手段201を減速させる際に、速度制御信号S203を変化させると共に、フリー/ロック信号S202をロック(Lの信号)に制御する。
First, the system controller 101 (not shown) changes the speed control signal S203 and locks the free / lock signal S202 when the
そして、駆動手段201より受け取ったFG信号S209の周波数が、中間転写ベルト2の周速度V1に相当する周波数F1から、目標とする周速度V2よりも若干高い周速度に相当する周波数F2’となった時点で、フリーロック信号S202を再びフリー(Hの信号)に切り替える。
The frequency of the FG signal S209 received from the driving
このようにして、そして目標周速度V2に近い速度から駆動制御が再開されるように、フリー/ロック信号S202をフリー(Hの信号)に切り替えるので、減速が完了するまでに要する時間T1は、図11に示すように短縮することができる。 Thus, since the free / lock signal S202 is switched to free (H signal) so that the drive control is resumed from a speed close to the target circumferential speed V2, the time T1 required to complete the deceleration is: It can be shortened as shown in FIG.
以上のように、フリー/ロック信号S202を駆動手段201の回転に関する情報に応じて制御することにより、駆動手段201に接続される負荷の変動等に左右されることなく、駆動手段201の減速時間を確実に短縮することができる。
As described above, by controlling the free / lock signal S202 in accordance with the information related to the rotation of the
そして、駆動手段201は、中間転写ベルト2は5周目の回転において、減速完了の目標点Bにて周速度をV2に変更することが可能となり、中間転写ベルト1上に形成された画像の先端と転写材の画像の先端とが正規のタイミングで一致した良好な画像を得ることができる。
Then, the driving
<実施の形態3>
次に、本発明の実施の形態3について説明する。
<
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
本実施の形態が前記実施の形態1と異なるのは、前述のフリー/ロック信号S202をロック状態に制御する時間を、駆動手段201に加わる負荷の大きさに関する情報に応じて制御する点である。
The present embodiment is different from the first embodiment in that the time for controlling the above-described free / lock signal S202 to the locked state is controlled according to information on the magnitude of the load applied to the
駆動手段201に掛かる負荷が大きいほど、駆動手段201の駆動力に反する力が大きくなるので、駆動手段201を減速させる際の減速時間は短くなる傾向となり、逆に駆動手段201に掛かる負荷が小さいほ減速時間は長くなる。 The greater the load applied to the drive means 201, the greater the force against the drive force of the drive means 201. Therefore, the deceleration time when the drive means 201 is decelerated tends to be shorter, and conversely the load applied to the drive means 201 is smaller. The deceleration time becomes longer.
そこで、図12に示すように、駆動手段201に加わる負荷の大きさに関する情報として、駆動手段201からモータ制御部107へはトルク信号S210が出力され、システムコントローラ101は、モータ制御部107を介して、このトルク信号S210を監視しながら、駆動手段201を減速させる際のロック制御時間を制御している。尚、本実施の形態において、トルク信号S210は、駆動手段201の負荷の大きさに比例してリニアに変化するアナログ電圧としている。
Therefore, as shown in FIG. 12, a torque signal S210 is output from the driving
図14はトルク信号S210の電圧レベルと、フリー/ロック信号S202をロック状態に制御する時間との関係を示したグラフである。このテーブルはシステムコントローラに内蔵されるメモリに備えられている。 FIG. 14 is a graph showing the relationship between the voltage level of the torque signal S210 and the time for controlling the free / lock signal S202 to the locked state. This table is provided in a memory built in the system controller.
例えば、トルク信号S210のレベルがE1である場合にはロック制御時間をTb1に制御し、トルク信号S210のレベルがE1より大きいE2である場合にはロック制御時間をTb1より短いTb2に制御する。 For example, when the level of the torque signal S210 is E1, the lock control time is controlled to Tb1, and when the level of the torque signal S210 is E2 greater than E1, the lock control time is controlled to Tb2 shorter than Tb1.
上記の制御について、図15を用いて更に説明する。 The above control will be further described with reference to FIG.
図15はトルク信号S210の電圧レベルがE1であり、フリー/ロック信号S202のロック制御時間をTb1に制御した場合を示した図である。 FIG. 15 is a diagram showing a case where the voltage level of the torque signal S210 is E1, and the lock control time of the free / lock signal S202 is controlled to Tb1.
尚、点線にて示したように電圧レベルがE2である場合は、ロック制御時間は点線で示すようにTb2に制御することになる。 When the voltage level is E2 as indicated by the dotted line, the lock control time is controlled to Tb2 as indicated by the dotted line.
不図示のシステムコントローラ101は、中間転写ベルト2の周速度がV1からV2となるように駆動手段201を減速させる直前に、トルク信号S210を基にロック制御時間を求める。そして、速度制御信号S203を変化させると共に、フリー/ロック信号S202を求めたロック制御時間tTbだけロックの論理に制御する。
The system controller 101 (not shown) obtains the lock control time based on the torque signal S210 immediately before the
このようにして、そして目標周速度V2に近い速度から駆動制御が再開されるように、フリー/ロック信号S202をフリー(Hの信号)に切り替えるので、減速が完了するまでに要する時間T1は、図13に示すように短縮することができる。 Thus, since the free / lock signal S202 is switched to free (H signal) so that the drive control is resumed from a speed close to the target circumferential speed V2, the time T1 required to complete the deceleration is: It can be shortened as shown in FIG.
以上のように、駆動手段201に加わる負荷の大きさに関する情報に応じてフリー/ロック信号S202を制御することによって、駆動手段201に接続される負荷の変動等に左右されることなく、駆動手段201の減速時間を確実に短縮することができる。
As described above, by controlling the free / lock signal S202 in accordance with the information related to the magnitude of the load applied to the
そして、駆動手段201は、中間転写ベルト2は5周目の回転において、減速完了の目標点Bにて周速度をV2に変更することが可能となり、中間転写ベルト1上に形成された画像の先端と、転写材の画像の先端とが正規のタイミングで一致した良好な画像を得ることができる。
Then, the driving
1 感光体
2 中間転写ベルト
3 定着装置
9 1次転写装置
15 2次転写装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の画像担持体上と前記第2の画像担持体のうち、少なくとも前記第2の画像担持体を移動させる駆動手段を有し、前記駆動手段は速度変更が可能であるとともに、駆動軸をフリー状態或はロック状態に切り替えることが可能であって、前記1次転写手段によって前記第1の画像担持体上の画像が前記第2の画像担持体上に転写される1次転写工程期間において前記駆動手段は第1の速度で動作し、前記1次転写工程後に前記駆動手段を第1の速度よりも遅い第2の速度に減速した後に、前記2次転写手段によって第2の画像担持体上の画像が前記転写材上に転写される2次転写工程を行うものであって、前記駆動手段が前記第1の速度から前記第2の速度に減速する期間において、前記駆動手段の駆動軸を所定時間ロック制御状態に切り替えることを特徴とする画像形成装置。 A first image carrier; image forming means for forming an image on the first image carrier; a second image carrier; and an image on the first image carrier to the second image. A primary transfer means for transferring onto the carrier; a secondary transfer means for transferring the image on the second image carrier to the transfer material; and the image transferred onto the transfer material by the secondary transfer means. Fixing means for fixing by heating and pressurizing, the peripheral length L1 of the second image carrier is longer than the length L2 in the transport direction of the transfer material, and the second transfer means In the image forming apparatus, the length L3 in the transport direction from the position to the fixing unit is shorter than the length L2 in the transport direction of the transfer material.
Drive means for moving at least the second image carrier among the first image carrier and the second image carrier, the drive means being capable of changing speed, and a drive shaft Can be switched to a free state or a locked state, and a primary transfer process period in which an image on the first image carrier is transferred onto the second image carrier by the primary transfer means. The driving means operates at a first speed, and after the primary transfer step, the driving means is decelerated to a second speed slower than the first speed, and then the second transfer means carries a second image. Performing a secondary transfer process in which an image on the body is transferred onto the transfer material, and driving the drive means during a period in which the drive means decelerates from the first speed to the second speed. The shaft is locked for a specified time. Ri image forming apparatus characterized by changing.
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