JP2009265444A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,プリンタ,コピー機等のカラー画像を形成可能な画像形成装置に関する。さらに詳細には,感光体に接触しており,感光体表面からトナー像が転写される転写ベルト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 capable of forming a color image, such as a printer or a copier. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus having a transfer belt that is in contact with a photoconductor and onto which a toner image is transferred from the surface of the photoconductor.
従来より,例えばいわゆるタンデム方式の画像形成装置において,各色の感光体に接触して,各色のトナー像の転写を受ける転写ベルトを有するものがある。転写ベルトは,例えば複数のローラ等に架け渡され,それらの1つの回転駆動によって回転される。そして,各色の感光体の表面にそれぞれ形成された各色のトナー像は,転写ベルトに載って移動してくる前色のトナー像と同じ位置に重ねて転写される。そのため,色ずれのないカラー像が形成されるためには,前色のトナー像が所望のタイミングで感光体に対向することが求められる。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a so-called tandem image forming apparatus has a transfer belt that contacts a photoconductor of each color and receives a toner image of each color. The transfer belt is stretched around, for example, a plurality of rollers and rotated by one of the rotation drives. The toner images of the respective colors formed on the surfaces of the photosensitive members of the respective colors are transferred to the same positions as the toner images of the previous color moving on the transfer belt. Therefore, in order to form a color image without color misregistration, it is required that the toner image of the previous color is opposed to the photoconductor at a desired timing.
従来,この転写ベルトのようなベルト部材では,少なくとも感光体に対面する箇所での走行速度を所望の速度とするために,様々な方法で速度を検出することが行われている。例えば,ベルト上に速度測定用のマークを形成したり,ベルトにあらかじめマークを形成しておいたりして,そのマークの位置を検出することによりベルトの速度を検出する方法がある(例えば,特許文献1,特許文献2参照。)。これらの方法により検出されたベルトの速度に基づいて,回転体の偏心やベルト厚のムラ等による周期的な回転変動を抑制するように制御することにより,所望の速度とできるとされている。
Conventionally, in a belt member such as this transfer belt, the speed is detected by various methods in order to set the traveling speed at least at a position facing the photoreceptor to a desired speed. For example, there is a method for detecting the speed of the belt by forming a mark for speed measurement on the belt or by previously forming a mark on the belt and detecting the position of the mark (for example, patents).
なお,従来の転写ベルトとしては,例えば合成樹脂製の無端ベルト等が多く用いられている。このようなものでは,少なくとも感光体に接触する外面は比較的摩擦係数の小さい樹脂製とされている。これに対して近年,転写ベルトとして,ゴム等の弾性層を有するものを使用することが検討されている。このような弾性ベルトは,ベルト自体の柔軟性が高いので,用紙等の記録材との密着性に優れている。従って,従来の樹脂製のベルトに比較して,1次転写時に中抜けしにくいこと,2次転写時にラフ紙でも転写効率がよいこと,という利点がある。
しかしながら,弾性層を有する転写ベルトにおいては,前記した従来の各種の速度検出法による走行速度の制御では不十分であった。これは,弾性層を有するが故に,感光体との間での摩擦力が,従来の樹脂製のベルトに比較して大きいことによる。もともと,感光体表面と転写ベルトとの間に相対的な速度差がある場合,その間ではスリップが起きる。摩擦係数の小さい樹脂製のベルトでは,小さいスリップが頻繁に起きるため,スリップによる位置ずれは問題となるほどではない。しかし,摩擦係数が大きく柔軟性の高い弾性ベルトの場合は,スリップが起きにくい。このため,ベルトの撓みが次第に溜まり,撓みが溜まったところで比較的大きなスリップが起きてしまうことがある。このような大きなスリップが発生すると,その箇所で色ずれが発生するおそれがあった。 However, in a transfer belt having an elastic layer, it is not sufficient to control the traveling speed by the various speed detection methods described above. This is because the frictional force with the photosensitive member is larger than that of a conventional resin belt because of the elastic layer. Originally, when there is a relative speed difference between the photoreceptor surface and the transfer belt, slip occurs between them. In a resin belt with a small coefficient of friction, small slips frequently occur, so misalignment due to slip is not a problem. However, in the case of an elastic belt having a large coefficient of friction and high flexibility, slipping hardly occurs. For this reason, the bending of the belt gradually accumulates, and a relatively large slip may occur when the deflection accumulates. When such a large slip occurs, there is a possibility that a color shift occurs at that point.
このような大きなスリップは,タンデム方式のカラープリンタのように複数の感光体と接触している転写ベルトの場合では,特に問題となりやすい。このようなものでは,感光体によって微小な速度差がある場合があり,これにより感光体と転写ベルトとの間の相対的な速度差が,感光体ごとにやや異なる場合があるためである。例えば,1つの感光体の周速がその上流側に比較して遅い場合,その感光体との接触箇所より上流側に,転写ベルトの撓みが溜まりがちとなる。そして,ベルトの張力により撓みが一気に解消された場合には,比較的大きな色ずれとなるおそれがあった。このように,感光体と感光体との間での転写ベルトの撓みかたにムラがある場合には,特に大きなスリップが発生しやすいという問題点があった。 Such a large slip is particularly problematic in the case of a transfer belt in contact with a plurality of photoconductors, such as a tandem color printer. This is because there is a case where there is a minute speed difference depending on the photoconductor, and the relative speed difference between the photoconductor and the transfer belt may be slightly different for each photoconductor. For example, when the peripheral speed of one photoconductor is lower than that on the upstream side, the transfer belt tends to bend more upstream than the contact point with the photoconductor. When the bending is eliminated at a stretch by the belt tension, there is a risk of a relatively large color shift. As described above, there is a problem that a large slip is likely to occur particularly when there is unevenness in how the transfer belt bends between the photosensitive members.
本発明は,前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,感光体との間の摩擦係数が大きい転写ベルトであっても,大きな色ずれを発生させない画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional image forming apparatus described above. That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that does not cause a large color shift even with a transfer belt having a large coefficient of friction with the photosensitive member.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は,回転駆動される感光体上にトナー像を形成する画像形成部と,感光体に接触しつつ回転駆動されるとともに,感光体からトナー像が転写される転写ベルトとを有する画像形成装置であって,転写ベルトを回転駆動する駆動部と,駆動部の駆動トルク値を測定するトルク測定部と,非画像形成時に,駆動部の回転速度を変化させ,各回転速度におけるトルク測定部の測定値を取得し,その取得結果に基づいて,測定値が駆動部の回転速度に対して最も急峻に変化している変曲点を示す回転速度を決定する変曲点決定部とを有し,画像形成時には,駆動部は変曲点決定部によって決定された変曲点を示す回転速度で転写ベルトを回転駆動するものである。 An image forming apparatus of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is an image forming unit that forms a toner image on a rotationally driven photoconductor, and is rotationally driven while being in contact with the photoconductor. An image forming apparatus having a transfer belt onto which a toner image is transferred, wherein a drive unit that rotationally drives the transfer belt, a torque measurement unit that measures a drive torque value of the drive unit, The measurement value of the torque measurement unit at each rotation speed is obtained by changing the rotation speed. Based on the obtained result, the inflection point at which the measurement value changes most steeply with respect to the rotation speed of the drive unit is indicated. And an inflection point determination unit for determining the rotation speed, and at the time of image formation, the drive unit rotationally drives the transfer belt at a rotation speed indicating the inflection point determined by the inflection point determination unit.
本発明の画像形成装置によれば,転写ベルトを回転駆動する駆動部の駆動トルクを測定するトルク測定部を有している。そこで,非画像形成時に,駆動部の回転速度を変化させて駆動トルクを測定することができる。そして,測定された駆動トルクが最も急峻に変化している回転速度を変曲点として決定する。この変曲点は,転写ベルトと感光体との相対速度が正負間の境目にある時の回転速度であり,全体としての速度差が最も小さくなる回転速度である。画像形成時に,この変曲点に相当する回転速度で転写ベルトが駆動されるので,転写ベルトと感光体との速度差を抑制できる。従って,感光体との間の摩擦係数が大きい転写ベルトであっても,大きな色ずれを発生させない画像形成装置とすることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the torque measuring unit that measures the driving torque of the driving unit that rotationally drives the transfer belt is provided. Therefore, during non-image formation, the drive torque can be measured by changing the rotation speed of the drive unit. Then, the rotational speed at which the measured drive torque changes most steeply is determined as the inflection point. This inflection point is the rotational speed when the relative speed between the transfer belt and the photosensitive member is at the boundary between positive and negative, and is the rotational speed at which the overall speed difference is the smallest. During image formation, the transfer belt is driven at a rotational speed corresponding to this inflection point, so that the speed difference between the transfer belt and the photosensitive member can be suppressed. Therefore, even with a transfer belt having a large coefficient of friction with the photoreceptor, an image forming apparatus that does not cause a large color shift can be obtained.
さらに本発明では,変曲点決定部による変曲点の決定のためのトルク測定部の測定を,感光体を通常の画像形成時と同じ回転速度で回転させつつ行うことが望ましい。
このようにすることにより,画像形成時に感光体から受ける摩擦力を考慮した変曲点の決定を行うことができる。従って,画像形成時の状態に即した変曲点を得ることができる。
Further, in the present invention, it is desirable that the torque measurement unit for determining the inflection point by the inflection point determination unit is measured while rotating the photosensitive member at the same rotation speed as in normal image formation.
In this way, the inflection point can be determined in consideration of the frictional force received from the photoconductor during image formation. Therefore, an inflection point can be obtained in accordance with the state at the time of image formation.
さらに本発明では,転写ベルトに接触して残留トナーを除去するベルトクリーナをさらに有し,変曲点決定部による変曲点の決定のためのトルク測定部の測定を,ベルトクリーナを通常の画像形成時と同じ圧接力で接触させつつ行うことが望ましい。
このようにすれば,転写ベルトを,画像形成時にベルトクリーナから受ける摩擦力とほぼ同じ摩擦力を受けた状態として変曲点の決定を行うことができる。従って,画像形成時に即した変曲点を得ることができる。他にも画像形成時に転写ベルトに接触される部材がある場合には,できるだけ画像形成時と同じ接触状況として変曲点の決定を行うことが望ましい。
Furthermore, the present invention further includes a belt cleaner that contacts the transfer belt and removes residual toner, and the inflection point determination unit performs measurement of the inflection point by the inflection point determination unit. It is desirable to carry out contact with the same pressure contact force as at the time of formation.
In this way, the inflection point can be determined with the transfer belt receiving substantially the same frictional force as that received from the belt cleaner during image formation. Therefore, an inflection point suitable for image formation can be obtained. If there are other members that are in contact with the transfer belt during image formation, it is desirable to determine the inflection point as much as possible when the image is formed.
さらに本発明では,変曲点決定部は,取得した駆動トルク値が負から正にわたった場合には,その絶対値が最も小さいときの駆動部の回転速度を変曲点とし,取得した駆動トルク値が負から正にわたらなかった場合には,隣り合う回転速度間の駆動トルクの差が最も大きいときの駆動部の回転速度を変曲点とすることが望ましい。
駆動部の回転速度を変化させて測定した,各回転速度における駆動トルク値が,負から正にわたった場合には,その間にトルク値が0となる回転速度がある。これは駆動トルクと感光体による摩擦力が釣り合った点である。この点にごく近い回転速度を変曲点とすれば,転写ベルトと感光体との速度差をごく小さいものとできる。また,負から正にわたらなかった場合には,測定値が駆動部の回転速度に対して最も急峻に変化している変曲点として,隣り合う回転速度間の駆動トルクの差が最も大きいときの駆動部の回転速度とすれば,容易に変曲点を決定することができる。
Furthermore, in the present invention, the inflection point determination unit, when the acquired drive torque value changes from negative to positive, the rotation speed of the drive unit when the absolute value is the smallest is set as the inflection point, and the acquired drive torque value is obtained. If the torque value does not vary from negative to positive, it is desirable that the rotational speed of the drive unit when the difference in drive torque between adjacent rotational speeds is the largest be the inflection point.
When the drive torque value at each rotational speed measured by changing the rotational speed of the drive unit varies from negative to positive, there is a rotational speed at which the torque value becomes 0 therebetween. This is a point where the driving torque and the frictional force by the photosensitive member are balanced. If the rotational speed very close to this point is taken as the inflection point, the speed difference between the transfer belt and the photosensitive member can be made extremely small. If the measured value does not change from negative to positive, the inflection point at which the measured value changes most steeply with respect to the rotational speed of the drive unit is when the difference in drive torque between adjacent rotational speeds is the largest. The inflection point can be easily determined by using the rotational speed of the drive unit.
さらに本発明では,転写ベルトが,弾性層を有する弾性ベルトであり,変曲点決定部は,取得した駆動トルク値の絶対値が最も小さいときの駆動部の回転速度を変曲点とすることが望ましい。
転写ベルトが弾性ベルトである場合には一般に,感光体との摩擦力が大きい。そのため,駆動トルク値が負となる回転速度があるので,このようにすれば適切に変曲点を決定することができる。
Further, in the present invention, the transfer belt is an elastic belt having an elastic layer, and the inflection point determination unit sets the rotation speed of the drive unit when the absolute value of the acquired drive torque value is the smallest as the inflection point. Is desirable.
When the transfer belt is an elastic belt, generally, the frictional force with the photosensitive member is large. For this reason, since there is a rotational speed at which the drive torque value is negative, the inflection point can be appropriately determined in this way.
さらに本発明では,画像形成部を色毎に有し,その色毎の感光体が転写ベルトに沿って配置されていることが望ましい。
このような,いわゆるタンデム方式の画像形成装置には特に有効である。
Furthermore, in the present invention, it is desirable that an image forming unit is provided for each color, and a photoconductor for each color is disposed along the transfer belt.
Such a so-called tandem image forming apparatus is particularly effective.
本発明の画像形成装置によれば,感光体との間の摩擦係数が大きい転写ベルトであっても,大きな色ずれを発生させないものとなっている。 According to the image forming apparatus of the present invention, even a transfer belt having a large coefficient of friction with the photosensitive member does not cause a large color shift.
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,いわゆるタンデム方式の中間転写ベルトを有するカラープリンタに,本発明を適用したものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a color printer having a so-called tandem intermediate transfer belt.
本形態のカラープリンタ1は,図1に示すように,カラー画像の形成が可能ないわゆるタンデム方式の画像形成装置である。図中中段には,4色の画像形成部が,図中左から右へ,イエロー10Y,マゼンタ10M,シアン10C,ブラック10Kの順に中間転写ベルト11に沿って配置されている。中間転写ベルト11の上方には,各色のトナーを収容するトナー収容部12(12Y,12M,12C,12K)が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
また,カラープリンタ1の図1中下部には,着脱可能な給紙カセット13が装着されている。さらに,図中右側には,下から上向きに用紙搬送路14が設けられている。用紙搬送路14に沿って,下から順に,給紙ローラ15,2次転写部16,定着部17,排紙ローラ18が設けられている。また,カラープリンタ1の上面には,排紙トレイ19が設けられている。
A detachable
各色の画像形成部10Y,10M,10C,10Kは,それぞれの感光体21を中心に図1中時計回りに,帯電部22,露光部23,現像部24,1次転写部25,クリーナ26を有している。なお,露光部23は,各色の画像形成部の下部に設けられ,各色で共通のものとなっている。また,中間転写ベルト11の図中左端部に当接して,ベルトクリーナ27が設けられている。
The
中間転写ベルト11は,図2に示すように,駆動ローラ31と張架ローラ32とに架け渡されている。さらに本形態は,駆動モータ33,トルク計34,制御部35を有している。駆動モータ33は,駆動ローラ31を回転駆動するためのものである。そして,トルク計34は,駆動モータ33の駆動軸に取り付けられており,駆動モータ33の回転トルクを測定するためのものである。制御部35は,トルク計34の検出結果を受けるとともに,駆動モータ33の駆動速度を制御するためのものである。なお,この図2は,図1中の中間転写ベルト11とその駆動系を上から見た図である。
As shown in FIG. 2, the
画像形成時には,駆動ローラ31が駆動モータ33によって図1中反時計回りに回転駆動され,中間転写ベルト11は,図中矢印で示す向きに回転される。本形態のカラープリンタ1は,システムスピード(中間転写ベルト11の走行速度)を100〜400mm/secの範囲内で調整可能なものである。そのために,駆動モータ33として,その駆動トルクを制御部35によって調整可能なものを使用している。なお,この駆動モータ33に感光体21等が接触していない状態で中間転写ベルト11のみを駆動した場合に必要なトルクは,例えば,200〜300mN・mくらいのものである。
At the time of image formation, the driving
次に,このカラープリンタ1によってカラー画像が形成される際の,各部の動作を簡単に説明する。画像形成時には,中間転写ベルト11および各色の感光体21は,図1中に矢印で示すように回転される。感光体21は,帯電部22によって一様に帯電され,続いて露光部23によって露光される。これにより,感光体21の表面には,画像データに基づいた静電潜像が形成される。次に,現像部24によって,静電潜像にトナーが供給され,感光体21上にトナー像が形成される。各色のトナー像は,1次転写部25によって中間転写ベルト11上に転写され,重ね合わされる。1次転写領域を通過後も感光体21に残留しているトナーは,クリーナ26によって掻き取られる。
Next, the operation of each part when a color image is formed by the
一方,給紙カセット13に収容されている用紙は,給紙ローラ15によって1枚ずつ引き出される。そして,中間転写ベルト11上に重ね合わされたトナー像は,用紙搬送路14を搬送されてきた用紙に,2次転写部16において転写される。トナー像が転写された用紙は,さらに上方へ搬送され,定着部17に至る。定着部17において,加熱されるとともに加圧されることにより,トナーが用紙に定着される。これにより,画像形成された用紙は排紙ローラ18によって排紙トレイ19に排出される。なお,2次転写領域を通過後も中間転写ベルト11上に残留するトナーは,ベルトクリーナ27によって掻き取られる。
On the other hand, the sheets stored in the
本形態の中間転写ベルト11は,ゴム層を有する弾性ベルトである。そのため,比較的柔軟であり,ある程度の伸縮性を有するものである。また,この中間転写ベルト11は,感光体21の表面との摩擦係数が例えばμ=0.7〜1.0程度のものである。そのため,中間転写ベルト11と感光体21の表面との間には,樹脂ベルト(例えば,μ=0.2〜0.4程度)の場合に比較して大きい摩擦力が働く。
The
さらに,本形態の中間転写ベルト11は,弾性ベルトであり柔軟であるため,比較的容易に撓むものである。そのため,中間転写ベルト11の外面と感光体21の外面との間に速度差があると,あるいは,感光体21同士の間で速度差があると,ベルトの撓みが発生しやすい。さらに,このベルトの撓みが感光体21同士の間で溜まると,大きなスリップが発生するおそれがある。大きなスリップは大きな色ずれの原因となるため,好ましくない。すなわち,中間転写ベルト11と感光体21との接触箇所では,それらの間の速度差はできるだけ小さいことが好ましい。
Further, the
一方で,中間転写ベルト11の外面側の各箇所の走行速度は,ベルトの伸縮等の要因のために,かならずしも駆動ローラ31の周速と同一ではない。そのため,各感光体21の周速に合わせて駆動ローラ31の回転速度を設定したとしても,感光体21と中間転写ベルト11との接点では,かならずしも同一の走行速度とはならないのである。そこで,本形態の制御部35では,中間転写ベルト11と各感光体21との接触箇所での相対速度が総合的にできるだけ小さくなる回転速度である変曲点を求め,その回転速度で駆動モータ33を駆動する。
On the other hand, the traveling speed of each portion on the outer surface side of the
さらに,中間転写ベルト11等の個体差のために,この変曲点は同一の機種であっても一律ではない。さらには,感光体21と中間転写ベルト11との相対速度は,駆動モータ33の回転速度以外にも,ベルト駆動ローラの外径,感光体の外径にも依存する。これらは,機体間で多少のバラツキがないとは言えない。そのため,本形態では,個々のカラープリンタ1においてそれぞれ,以下のように変曲点の決定を行う。
Further, due to individual differences of the
本形態のカラープリンタ1では,まず新品製造時に,駆動モータ33の回転速度とその時の駆動トルクとの関係を測定し,変曲点を決定する。そして,得られた変曲点の回転速度を,駆動モータ33の回転速度に設定する処理を行う。つまり,その製品での画像形成時には,この回転速度を目標に駆動モータ33を制御しつつ画像形成を行う。変曲点の決定のために,まず,駆動モータ33の回転速度を少しずつ変えて駆動し,それぞれの回転速度における駆動トルクをトルク計34で測定する。中間転写ベルト11の走行速度と感光体21の周速との相対速度によって,駆動モータ33の駆動トルクが異なるからである。
In the
例えば,駆動ローラ31の周速を各感光体21の周速と等しくする回転速度を中心に,感光体21との速度比で正負両方向に0.1%程度ずつずらした複数の異なる速度で測定する。そして,感光体21の周速との差が,−2%〜2%程度の範囲内で測定するとよい。本形態では,このようにして測定することにより,駆動モータ33の回転速度とその時の駆動トルクとの関係が,例えば,図3に実線Aや破線Bで示すようなものとして取得される。
For example, the measurement is performed at a plurality of different speeds shifted by about 0.1% in both positive and negative directions at a speed ratio with respect to the
なおこの測定は,中間転写ベルト11に接触している全ての部材は,通常の画像形成時と同様に動作させた状態で行う。すなわち,感光体21や1次転写部25(接触タイプの場合)は通常の画像形成時の回転速度で回転させる。また,ベルトクリーナ27は中間転写ベルト11に通常の画像形成時と同じ圧接力で接触させておく。さらに,この駆動トルクの測定は,中間転写ベルト11の移動速度が安定した状態で行うことが望ましい。すなわち,トルクを測定しようとする回転速度で駆動し始めてから,中間転写ベルト11を2周以上走行させた後に測定するとよい。
This measurement is performed in a state where all the members in contact with the
図3中右側の駆動モータ33の回転速度が大きい範囲は,中間転写ベルト11の走行速度が各感光体21の周速に比較して大きい状態である。この場合には,駆動モータ33の駆動トルクは,中間転写ベルト11の搬送系全体の摩擦に打ち勝って,中間転写ベルト11を走行させている。従って,駆動トルクは大きいものとなっている。ここで,中間転写ベルト11の搬送系全体の摩擦とは,各感光体21やその他の接触部材による摩擦のことである。その他の接触部材による摩擦としては,例えば,ベルトクリーナ27との間や,各ローラの軸受け部等の摩擦力がある。
A range where the rotational speed of the
一方,図3中左側の駆動モータ33の回転速度が小さい範囲は,中間転写ベルト11の走行速度が各感光体21の周速に比較して小さい状態である。この場合には,感光体21による摩擦力の向きと中間転写ベルト11の移動方向が同じである。そのため,中間転写ベルト11は駆動モータ33による駆動に加えて,各感光体21によっても駆動されている状態であるといえる。従って,駆動モータ33による駆動トルクは,中間転写ベルト11の走行速度が各感光体21の周速に比較して大きい状態の場合に比較して,かなり小さいものとなる。
On the other hand, the range in which the rotational speed of the
特に,中間転写ベルト11の搬送系全体の摩擦に対して,各感光体21との間の摩擦力の占める割合が大きいときには,図3の実線Aの例のように,駆動モータ33の駆動トルクが負の駆動トルク(ブレーキに相当する)となることもある。中間転写ベルト11が弾性ベルトである場合には,各感光体21との間の摩擦力が大きく,実線Aのように駆動トルクが正から負にわたることが多い。
In particular, when the ratio of the frictional force between the
各感光体21との間の摩擦力の占める割合がさほど大きくないときには,図3の破線Bの例のようになる。すなわち,負の駆動トルクとはならないが,駆動モータ33の回転速度が大きい範囲に比較すると,駆動トルクはかなり小さいものとなる。この場合には,駆動トルクは正から負にわたっていない。樹脂ベルトや弾性ベルトでも表面が滑りやすいものでは,このような変化となる。
When the ratio of the frictional force between the photoconductors 21 is not so large, an example of a broken line B in FIG. That is, the driving torque does not become negative, but the driving torque is considerably smaller than the range where the rotational speed of the driving
そして,これらの駆動モータ33の回転速度が大きい範囲と小さい範囲との間に,駆動トルクが急峻に変化する範囲がある。この範囲の中に,このカラープリンタ1の変曲点が得られる。測定の結果により,図3の実線Aの例のように,駆動トルクが正から負へわたっていると判断された場合には,駆動トルクが0となる駆動モータ33の回転速度(速度V)を変曲点とする。すなわち,本発明の変曲点は,かならずしも数学上の変曲点と厳密に一致していなくてよい。
There is a range in which the drive torque changes sharply between a range where the rotational speed of the
また,図3の破線Bの例のように,駆動モータ33の回転速度が小さい領域でも駆動トルクが負とはならなかった場合には,その2次微分が0となる点,すなわち,駆動トルク値の変化が最も急である点を変曲点と決定する。例えば,隣り合う測定点における駆動トルク値の差が最も大きい時の駆動モータ33の回転速度である。あるいは,駆動トルクが急峻に変化する範囲の中点を変曲点としてもよい。
Further, as in the example of the broken line B in FIG. 3, when the driving torque does not become negative even in the region where the rotational speed of the driving
このようにして,駆動モータ33の駆動トルクが変曲点となる回転速度を決定したら,その回転速度を,画像形成時の駆動モータ33の回転速度として設定する。画像形成時には,このように設定した回転速度を目標として,駆動モータ33の駆動を制御する。これにより,感光体21の表面との間に働く摩擦力を考慮した上で,各感光体21の表面との相対速度を総合的にできるだけ小さくすることができる。
When the rotational speed at which the drive torque of the
なお,この変曲点は,耐久等によって多少変化する。感光体21と中間転写ベルト11との相対速度は,駆動モータ33の回転速度以外にも,ベルト駆動ローラの外径,感光体の外径,ベルトの厚さ,ベルト駆動ローラとベルトの裏面との間の摩擦係数等に依存する。そしてこれらのうち,例えばベルトの厚さや摩擦係数等は,耐久や環境変化によって多少変化するものだからである。そこで,変曲点の決定および駆動モータ33の回転速度の設定処理は,新品製造時のみでなく,環境変動時(例えば,通常環境から30℃以上または10℃以下に変化したとき),1万枚印刷ごと等の耐久時,ベルト交換時等の非印刷時に行うとよい。
Note that this inflection point changes somewhat depending on durability. In addition to the rotational speed of the
次に,本形態の調整方法による色ずれ抑制効果を確かめるために行った,発明者による実験の結果を説明する。本形態のカラープリンタ1に上記の処理を行って回転速度を設定し,その状態で用紙に各色のレジストマークを印刷させ,色毎の位置ずれを測定した。その結果を図4に示す。ここでは,用紙の先端から後端までの複数箇所における,理論的印字位置からの位置ずれを測定し,色毎に線種を変えて示している。本発明で問題としている色ずれは,色同士の間の位置ずれ量の差であり,この実験では最大0.07mm程度であった。
Next, the results of an experiment conducted by the inventor to confirm the effect of suppressing color misregistration by the adjustment method of this embodiment will be described. The
一方,比較のために中間転写ベルト11の走行速度を各感光体の周速より約0.5%遅くして,同様の実験を行った。その結果を図5に示す。図4との比較で分かるように,全体的に色同士の間のずれ量が大きいものとなっている。この比較実験では,最大で約0.17mmのずれが発生した。すなわち,本形態の調整方法によれば,色ずれ量がかなり抑制されることが確認できた。
On the other hand, for comparison, a similar experiment was performed with the traveling speed of the
以上詳細に説明したように本形態のカラープリンタ1によれば,回転速度を変えてその時の駆動トルクを測定し,駆動トルク値の変曲点を,画像形成時の駆動モータ33の目標速度としている。従って,中間転写ベルト11の全体としての感光体との速度差をより小さくすることができる。そして,中間転写ベルト11の撓みを小さくできるので,大きいスリップを抑制できる。これにより,感光体との間の摩擦係数が大きい転写ベルトであっても,大きな色ずれを発生させることはない。
As described above in detail, according to the
なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
例えば,本形態ではトルク計を備えて駆動トルクを測定するとしたが,駆動モータ33に流される電流値を検出することによってトルク値を取得することもできる。大きいトルク値を発生させるためには,大きい電流を必要とするからである。なお,この場合には,駆動モータ33の電流値とトルク値との関係をあらかじめ測定しておき,トルク値が0となる状態に相当する電流値を求めておくとよい。
また例えば,本形態ではタンデム方式のカラープリンタに本発明を適用したが,1つの感光体の周囲に各色の現像装置が設けられている,いわゆる4サイクル方式の画像形成装置や,モノクロ画像形成装置に適用することもできる。
In addition, this form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, in this embodiment, a torque meter is provided to measure the driving torque, but the torque value can also be obtained by detecting the current value that flows through the driving
Further, for example, in the present embodiment, the present invention is applied to a tandem color printer, but a so-called four-cycle image forming apparatus or monochrome image forming apparatus in which developing devices for each color are provided around one photosensitive member. It can also be applied to.
1 カラープリンタ
10Y,10M,10C,10K 画像形成部
11 中間転写ベルト
21 感光体
33 駆動モータ
34 トルク計
35 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記転写ベルトを回転駆動する駆動部と,
前記駆動部の駆動トルク値を測定するトルク測定部と,
非画像形成時に,前記駆動部の回転速度を変化させ,各回転速度における前記トルク測定部の測定値を取得し,その取得結果に基づいて,前記測定値が前記駆動部の回転速度に対して最も急峻に変化している変曲点を示す回転速度を決定する変曲点決定部とを有し, 画像形成時には,前記駆動部は前記変曲点決定部によって決定された変曲点を示す回転速度で前記転写ベルトを回転駆動することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus, comprising: an image forming unit that forms a toner image on a rotationally driven photoconductor; and a transfer belt that is rotationally driven while being in contact with the photoconductor and onto which a toner image is transferred from the photoconductor ,
A drive unit for rotationally driving the transfer belt;
A torque measuring unit for measuring a driving torque value of the driving unit;
At the time of non-image formation, the rotational speed of the driving unit is changed, and the measured value of the torque measuring unit at each rotational speed is acquired. Based on the acquired result, the measured value is relative to the rotational speed of the driving unit. An inflection point determination unit that determines a rotation speed indicating an inflection point that changes most steeply, and at the time of image formation, the drive unit indicates the inflection point determined by the inflection point determination unit. An image forming apparatus, wherein the transfer belt is rotationally driven at a rotational speed.
前記変曲点決定部による変曲点の決定のための前記トルク測定部の測定を,前記感光体を通常の画像形成時と同じ回転速度で回転させつつ行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus characterized in that the measurement of the torque measuring unit for determining an inflection point by the inflection point determining unit is performed while rotating the photosensitive member at the same rotational speed as in normal image formation.
前記転写ベルトに接触して残留トナーを除去するベルトクリーナをさらに有し,
前記変曲点決定部による変曲点の決定のための前記トルク測定部の測定を,前記ベルトクリーナを通常の画像形成時と同じ圧接力で接触させつつ行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
A belt cleaner that contacts the transfer belt and removes residual toner;
An image forming apparatus characterized in that the measurement of the torque measuring unit for determining an inflection point by the inflection point determining unit is performed while the belt cleaner is brought into contact with the same pressing force as in normal image formation.
前記変曲点決定部は,
取得した駆動トルク値が負から正にわたった場合には,その絶対値が最も小さいときの前記駆動部の回転速度を変曲点とし,
取得した駆動トルク値が負から正にわたらなかった場合には,隣り合う回転速度間の駆動トルクの差が最も大きいときの前記駆動部の回転速度を変曲点とすることを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The inflection point determination unit
When the acquired drive torque value ranges from negative to positive, the rotational speed of the drive unit when the absolute value is the smallest is the inflection point,
When the acquired drive torque value does not vary from negative to positive, the rotation speed of the drive unit when the difference in drive torque between adjacent rotation speeds is the largest is the inflection point. Forming equipment.
前記転写ベルトが,弾性層を有する弾性ベルトであり,
前記変曲点決定部は,取得した駆動トルク値の絶対値が最も小さいときの前記駆動部の回転速度を変曲点とすることを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The transfer belt is an elastic belt having an elastic layer;
The inflection point determination unit uses the rotation speed of the drive unit when the absolute value of the acquired drive torque value is the smallest as an inflection point.
前記画像形成部を色毎に有し,その色毎の前記感光体が前記転写ベルトに沿って配置されていることを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus comprising: the image forming unit for each color, and the photoconductor for each color is disposed along the transfer belt.
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