JP2010009015A - カラー画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明の目的は、装置コストを抑え、且つ、部品寿命を無駄に浪費しないように、色ズレ発生を抑制することである。
【解決手段】 感光体と、トナー像が転写される被転写体の移動方向に沿って配置された、各色に対応した複数の感光体26Y、26M、26C、26Bkを備え、一部の感光体により被転写体にトナー像を作像中の負荷が、全ての感光体が被転写体にトナー像を作像中のときの全ての感光体と被転写体との間で生ずる基準負荷に少なくとも近づくよう、被転写体にトナー像を作像中でない感光体の周面速度を制御する。
【選択図】 図7

Description

本発明はカラー画像形成装置における色ズレ防止技術に関する。
近年、カラープリンタやカラー複写機などの電子写真方式を採用したカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。
この出力画像の品質を決める要素として、記録媒体上での画像の書き出し位置ズレや、画像伸び縮みなどに代表される記録精度や、画像の色味に影響する各色トナー画像の重ね合せ精度として、色ズレが挙げられる。
特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、環境の変化や長時間の使用による装置各部の変動要因により、記録精度の悪化や色ズレによる色味の変動が発生し、出力画像の品質を低下させてしまう。
これらの変動の原因として、例えば、無端ベルトとして中間転写ベルトを採用した画像形成装置においては、中間転写ベルトの速度変動が挙げられる。
そこで、例えば特許文献1に記載されている方法が用いられている。具体的には、中間転写ベルト上に各色のトナーパッチを形成し、そのトナーパッチの位置をレジ検知センサで検出し、その検出結果より各色トナー画像の中間転写ベルトへの書き出しタイミングを変更して、色ズレを抑制することが行われている。ここで、トナーパッチとは、色ズレ検知用の未定着のトナー画像のことである。
特許第2655603号
しかしながら、従来のレジ検知センサを用いた色ズレ補正を行っても、補正後において、実際に記録媒体に各色トナー画像が転写されたときに色ズレが発生してしまう。
これは、中間転写ベルト上のトナーパッチの位置をレジ検知センサで検出する時のベルトの周面速度と、実際の画像形成時のベルトの周面速度が異なっていることが原因である。以下、この中間転写ベルトの周面速度の違いの発生について順に説明していく。
図11は一般的な中間転写ベルトを用いたタンデム型カラー画像形成装置の中間転写ベルトユニットにかかる負荷状態を示した図である。図11において、転写精度向上から、一般的に感光ドラムの周面速度Vdと中間転写ベルトの周面速度Vbの速度設定は、0.5%以下程度、ベルト周面速度Vbの方が速い設定となっている。
この時のベルト駆動トルクTは、中間転写ベルトのみを動かすトルクをTb、中間転写ベルトとドラムの接触によって発生する摩擦力をμFとすると、下記の式(1)となる。ここで、μはベルトとドラム間の摩擦係数、転写圧はFである。なお、ここでの接触とは、中間転写ベルト30と感光ドラム26との間のトナー層の有無に係り無く、中間転写ベルトと感光ドラムとが当接し圧力が生じている状態を意味するものとする。
T=Tb+μF×4・・・式(1)
次に図12に示すように、故意にドラム周面速度Vdがベルト周面速度Vbより速い設定のベルト駆動トルクTは下記の式(2)となり、ベルト駆動トルクTは感光ドラムに回されることで軽くなる。
T=Tb−μF×4・・・式(2)
以下では、式(1)を例に取り上げ、ベルトが停止状態から起動し、画像形成を経て再び停止するまでのトルクの変化について説明していく。
まず、ベルトが停止状態から起動し、画像形成を経て再び停止するまでのトルクTの変化は、ベルトとドラム間の摩擦係数μを以下の2つと定義すると、下記の式(3)〜(7)となる。このとき、ベルトにかかる負荷トルクの状態の変化を図13〜図20に示す。
各図において、26は感光ドラム、54は現像ローラ、52は一次転写ローラ、30は中間転写ベルトである。また、Yはイエロー、Mはマゼンタ、Cはシアン、Bkはブラックの各色を表している。ここで、ベルトとドラム間の摩擦係数μを、ベルトとドラム間にトナーが存在しない場合の摩擦係数μ1、ベルトとドラム間にトナーが存在する場合の摩擦係数μ2の2つと定義している。
T=Tb+μ1F×4 ・・・式(3)(図13参照)
T=Tb+(μ1×3+μ2F) ・・・式(4)(図14参照)
T=Tb+(μ1F×2+μ2F×2)・・・式(5)(図15参照)
T=Tb+(μ1F+μ2F×3) ・・・式(6)(図16参照)
T=Tb+μ2F×4 ・・・式(7)(図17参照)
以降、式(6)(図18参照)→式(5)(図19参照)→式(4)(図20参照)→式(3)(図13参照)
上記2つの摩擦係数μ1及びμ2は、一般的に(μ1>μ2)の大小関係になっている。ベルトにかかる負荷(トルク)は、現像器の当接で軽くなり、現像器の離間で重くなる。
この負荷が軽くなるメカニズムを少し詳しく説明する。例えば、図14は、現像ローラ54Yが感光ドラム26Yに当接した状態を示す。この図14の時点で現像ローラ54Yのトナーが潜像形成にかかわらず感光ドラムにかぶりトナーとして付着し、その後感光ドラムと中間転写ベルトの一次転写ニップ部へかぶりトナーが到達する。すると、トナーの作用により、現像器の当接でベルトにかかる負荷が減少され、ベルト全体にかかる負荷も減少する。そして、図15乃至17へと遷移していくに従って、一次転写ニップ部へ到達するかぶりトナーの総量が増え、ベルトにかかる負荷は減少していく。一方、図18乃至図20へと遷移していくに従って、現像離間が行われ、一次転写ニップ部におけるかぶりトナーが減り、逆に中間転写ベルトにかかる負荷は増加していく。
次に、上に説明してきたことをもとに、レジ検知センサでトナーパッチを検出する場合を説明する。レジ検知センサでベルト上のトナーパッチを検出している時のベルト駆動のトルク状態は、式(7)の状態で一定であり、ベルト周面速度も一定となっている。一方、上の式(3)乃至(7)、及び図14乃至図20で説明してきたように、この状態は画像形成開始直後及び画像形成終了直前のトルク発生状態(負荷発生状況)とは異なっている。
一方、ベルトを駆動するギア列で構成されるベルト駆動伝達系はフックの法則等で表されるように、その負荷トルクよって発生する応力に比例して弾性変形することが知られている。そして、負荷の発生に応じた弾性変形が駆動伝達系の伝達速度を一時的に変動させてしまう。換言すれば、一時的にベルト周面速度を変動させる。より詳しくは、弾性変形にも連続性があり、その連続性ある弾性変形の為に、ベルトの位置も一時的に除々に変動していく。その一時的なベルトの位置変動が、ベルト周面速度変動に表れるのである。
つまり、式(3)〜(7)の各々の現在の状態から次の状態へ移行する時にベルト周面速度は変わっている。例えば、ベルトにかかる負荷トルクが軽い状態から重い状態に変わる時はベルト周面速度は遅くなり、逆に重い状態から軽い状態になるときベルト周面速度は速くなる。なお、ここでのベルト周面速度の変動は、ベルト位置の変動に従うものと見なすこともでき、一時的な負荷変動に伴うベルト位置の変動とも理解することができる。
そして、ベルト周面速度変動がない状態でレジ検知センサでベルト上のトナーパッチを検出し、その結果をもとに補正をかけても、実際の画像形成時にベルト周面速度が変動しているために、色ズレ(転写位置ズレ)が発生してしまう。
このベルトの速度変動を無くす方法には、以下の3つが代表的に挙げられる。第1にベルト駆動伝達系の剛性を上げ弾性変形を無くすことがある。また、第2にベルトとドラム間の摩擦係数μの変動を無くすこと、第3に式(7)の状態になってから画像形成すること、である。
第1の方法について説明する。一般的にベルト駆動伝達系の剛性を上げれば上述の弾性変形は抑えられる。例えば、駆動伝達系の一要素であるギアの材質をポリアセタールなどの樹脂から黄銅などの金属に変えれば、剛性を上げることはできる。我々の実験において、ギアの金属化で剛性上げることで、速度変動が改善できることが確認できている。
しかし、金属ギアは剛性が高すぎ、噛み合いによる振動が発生し、その振動が画像に載ってしまう弊害が発生する。また金属ギアは切削加工のため射出成形の樹脂ギアに対し、かなりのコストアップとなってしまい、現実的ではない。
第2の方法について説明する。理論上は、摩擦係数μ1,μ2を同じにすれば、摩擦係数μの変動を抑えることができる。しかし、現状の感光ドラムの表層は平滑でベルトと貼り付き易く、非常に大きい摩擦力が発生する。感光ドラム表面に微小な凸凹を設け、接触面積を減らすなどの手段も考えられるものの、画質の劣化が予想され、現実的ではない。また、摩擦の変動は、トナーの有無だけではなく、転写バイアスによる吸着力も存在するため、ゼロにすることはできない。
第3の方法について説明する。第3の方法は、負荷変動を発生させる要因となっている画像形成プロセスユニットの帯電、現像、転写工程のオンオフを、感光ドラムから中間転写ベルトへの可視像転写時以外に行うことで技術的には実現可能である。
しかし、色ズレを抑制した高品質の画像が得られる反面、感光ドラムから中間転写ベルトへの可視像転写時以外に前記ユニットでの帯電、現像、転写工程のオンオフを行うことから、帯電、現像などの工程時間が長くなり、装置の生産性を低下させてしまう。言い換えれば、前記ユニットの寿命を短くしてしまうという問題がある。特に、少ないページの印刷を頻繁に行った場合、この影響は無視できないものとなる。即ち、ユーザーが前記ユニットの交換を頻繁に行わなければいけなくなる上、ランニングコストをも悪化させる要因となる。
そこで、本発明の目的は、装置コストを抑え、且つ、部品寿命を無駄に浪費しないように、画像形成動作中の感光体とトナー像が転写される被転写体の間の負荷変動を抑制し、色ズレ発生を抑制することである。
上記目的を達成するための本発明は、被転写体の移動方向に沿って配置された、各色に対応した複数の感光体を備え、各感光体を前記被転写体に接触させ、トナー像を被転写体に順次転写することで、入力されたジョブの画像形成を行うカラー画像形成装置であって、一部の感光体により前記被転写体にトナー像を作像中の負荷が、全ての感光体が前記被転写体にトナー像を作像中のときの前記全ての感光体と前記被転写体との間で生ずる基準負荷に少なくとも近づくように、前記被転写体にトナー像を作像中でない感光体の周面速度を制御する制御手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
本発明によれば、装置コストを抑え、且つ、部品寿命を無駄に浪費しないように、画像形成動作中の感光体とトナー像が転写される被転写体の間の負荷変動を抑制し、色ズレ発生を抑制することができる。
中間転写ベルトを用いた4ドラム式のフルカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 画像形成動作中の中間転写ベルトの駆動ローラのトルク変動を示す図である。 出力画像上の色ズレ挙動を示す図である。 感光ドラムおよび中間転写ベルトを駆動するギア列を示す図である。 感光ドラムを駆動するギアを示す図である。 駆動モータの駆動状態を示すタイミングチャートである。 駆動モータの制御を実施した際の画像形成動作中の中間転写ベルトの駆動ローラのトルク変動を示す図である。 感光ドラムおよび中間転写ベルトを駆動するギア列を示す図である。 駆動モータの駆動状態を示すタイミングチャートである。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。 ベルトにかかる負荷トルク状態図である。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本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。
〔第1実施形態〕
第1実施形態に係る画像形成装置について説明する。ここでは、画像形成装置の一例として、電子写真方式を採用した画像形成装置のうち中間転写ベルトを用いた4ドラムフルカラー画像形成装置を例示している。図1は、中間転写ベルトを用いた4ドラムフルカラー画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。
(画像形成装置の全体構成)
図1に示すように、4ドラムフルカラー画像形成装置1は、画像形成装置本体(以下、装置本体という)2に対して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のプロセスカートリッジPY,PM,PC,PBkが着脱自在に構成されている。また、装置本体2には、中間転写体(回転体)である中間転写ベルト30を有する中間転写ベルトユニット31や、定着器25が設けられている。
ここで、各プロセスカートリッジPは、メモリータグ(不図示)を有しており、装置本体2との通信により、プロセスカートリッジの残り寿命や交換状況を判別することができるように構成されている。
また、各プロセスカートリッジPは、それぞれ像担持体(感光体)である感光ドラム26Y,26M,26C及び26Bkを有しおり、被転写体である中間転写ベルト30の移動方向に沿って順次配置されている。被転写体の移動方向に関して感光ドラム26Yが最上流の感光ドラムに対応し、感光ドラム26Cが最下流の感光ドラムに対応する。さらに各プロセスカートリッジPは、それぞれ感光ドラムの周囲に、帯電手段としての一次帯電器50、現像手段としての現像器51、及びクリーニング手段としてのクリーナ53を一体に有している。各プロセスカートリッジPは、中間転写ベルト30に沿って並列配置されている。
各プロセスカートリッジPにおいて、一次帯電器50は、感光ドラム26の外周表面上に配置され、感光ドラム表面を一様に帯電する。また、現像器51は、各レーザ露光器(露光手段)28Y,28M,28C,28Bkからの露光により形成された感光ドラム表面上の各色の静電潜像を、対応する色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーを用いて現像する。なお、現像器51内の現像ローラ54は、現像器51ごと感光ドラム26から離間し回転を停止させることで、現像剤の劣化を防止できるように構成されている。即ち、現像ローラ54は現像器51ごと感光ドラム26に対して当接又は離間可能に構成されている。クリーナ53は、トナー画像が順次転写された後、感光ドラム表面に付着(残存)している転写残りトナーを除去する。
また、感光ドラム26と共に中間転写ベルト30を挟持する位置には、感光ドラム26と共に一次転写部を形成する一次転写ローラ52が対向設置されている。
一方、中間転写ベルトユニット31は、中間転写ベルト30と、中間転写ベルト30を張架する駆動ローラ100、テンションローラ105、二次転写対向ローラ108の3本のローラを備えている。そして、ベルト駆動モータ(不図示)により駆動ローラ100を回転駆動させることで中間転写ベルト30を回転搬送している。
テンションローラ105は、中間転写ベルト30の長さに応じて図1の水平方向に移動可能に構成されている。
さらに、テンションローラ105の近傍には、中間転写ベルト30上のトナーパッチを検出するためのレジ検知センサ90がローラ長手方向両端に2個設置されている。なお、長手方向とは、ローラの軸線方向であり、ベルトの搬送方向と直交する幅方向である。
また、二次転写対向ローラ108の中間転写ベルト30を挟んだ位置には、二次転写対向ローラ108と共に二次転写部を形成する二次転写ローラ27が対向配置されている。この二次転写ローラ27は、転写搬送ユニット33によって保持されている。
また、装置本体2の下部には、二次転写部に記録媒体Qを給送する給送部3が配置されている。この給送部3は、複数枚の記録媒体Qを収納したカセット20、給送ローラ21、重送防止のリタードローラ対22、搬送ローラ対23a,23b、レジストローラ対24等を備えている。
定着器25の下流側搬送路には、排出ローラ対61,62,63が設けられている。
更に、このカラー画像形成装置1は、両面印刷に対応しており、1面目の画像形成を終えた記録媒体が定着器25から排出された後、切替部材69を切り替えることで、反転ローラ対70,71側に記録媒体Qを搬送する。この記録媒体の後端が切替部材72を越えたところで、切替部材72を切り替えると同時に、反転ローラ71を逆回転させて記録媒体Qを両面搬送路73に導く。
そして両面搬送路ローラ対74,75,76を回転駆動して記録媒体Qを再給送することで、2面目への印刷を可能にしている。
(画像形成装置のブロック図)
次に図2を用いて、画像形成装置の制御構成について説明する。図2は、画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図1に示す装置本体2は、装置本体に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器10からジョブを受信する。また、装置本体が別途備える原稿読み取り部(不図示)からのRGB画像信号を受信する。
画像処理制御部(制御手段)11では、受信し入力したデータを、CMYK信号に変換し、階調、濃度補正を加えた後に、レーザ露光器28用の露光信号を生成する。画像形成制御部12では、以下に説明する画像形成動作を統括して制御すると共に、パッチ検出手段としてのレジ検知センサ90、マーク検出手段としてのマークセンサ91を用いた画像形成動作補正時の装置本体2の制御を行っている。
この画像形成制御部12は、この画像形成制御部12による処理を制御するCPU121、このCPU121により実行されるプログラムなどを記憶しているROM122、CPU121による制御処理時に各種データを記憶するRAM123を有している。
なお、画像形成部13は、図1に示すように、感光ドラム26と、このドラムに作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段、露光手段を有し、中間転写ベルトの回転方向に複数(ここでは4つ)設けられている。
メイン駆動モータ14は、画像形成制御部12からの指示により、中間転写ベルト30および、全ての感光ドラム26を所定の速度で回転駆動するための駆動手段である。
レジ検知センサ部16は、レジ検知センサ90を用いて中間転写ベルト30上のトナーパッチの検出を行っている。
マークセンサ部17は、マークセンサ91を用いて中間転写ベルト30上に設けられた位置表示マークの検出を行っている。
(画像形成動作)
ここで、以上のように構成された4ドラムフルカラー画像形成装置1の画像形成動作について図1を用いて説明する。画像形成装置1は、記録媒体に複数色(ここでは4色)のトナーからなる画像を形成することが可能な構成となっている。
画像形成動作が開始されると、まずカセット20内の記録媒体Qは、給送ローラ21により給送された後、リタードローラ対22により一枚ずつに分離され、ついで搬送ローラ対23a,23b等を経てレジストローラ対24に搬送される。ここで、このときレジストローラ対24は、回転を停止しており、このレジストローラ対24のニップに記録媒体Qが突き当てられることにより、記録媒体Qの斜行が矯正される。
一方、この記録媒体Qの搬送動作に並行して例えばイエローのプロセスカートリッジPYにおいては、まず感光ドラム26Yの表面が一次帯電器50によって一様にマイナス帯電され、次にレーザ露光器28Yにより画像露光が行われる。これにより、感光ドラム26Yの表面には画像信号のイエロー画像成分と対応した静電潜像が形成される。
次に、現像器51内の現像ローラ54が回転駆動されながら、感光ドラム26Yに当接し、上記静電潜像が、現像器51によりマイナス帯電したイエロートナーを用いて現像され、イエロートナー画像として可視化される。そして、このようにして得られたイエロートナー画像は、一次転写バイアスが供給された一次転写ローラ52により、中間転写ベルト30上に一次転写される。このとき、中間転写ベルト30と感光ドラム26とは接触している。なお、ここでの接触とは、中間転写ベルト30と感光ドラム26との間のトナー層の有無に係り無く、中間転写ベルトと感光ドラムとが当接し圧力が生じている状態を意味するものとする。
なお、トナー画像が転写された後、感光ドラム26Yは、表面に付着している転写残りトナーがクリーナ53によって除去される。
このような一連のトナー画像形成動作は、他のプロセスカートリッジPM,PC,PBkにおいても所定のタイミングをもって順次行われる。なお、現像ローラ54は画像形成動作が開始される直前に上流側のプロセスカートリッジが一次転写中であっても、現像剤の劣化を防止するため順次感光ドラム26に回転しながら当接する。そして、各感光ドラム26上に形成された各色トナー画像は、それぞれの一次転写部で中間転写ベルト30上に順次重ねて一次転写される。なお、現像ローラ54は、現像動作を終えると、下流側のプロセスカートリッジが一次転写中であっても、現像剤の劣化を防止するために順次感光ドラム26から離間し回転が停止される。
次に、このように中間転写ベルト30上に重畳して転写された4色のトナー画像は、中間転写ベルト30の矢印方向の回転に伴い、二次転写部に移動される。
さらに、レジストローラ対24で斜行を矯正された記録媒体Qは、中間転写ベルト30上の画像とタイミングをとって二次転写部に送り出される。
この後、記録媒体Qを挟んで中間転写ベルト30に当接した二次転写ローラ27により、中間転写ベルト30上の4色のトナー画像が記録媒体Q上へ一括して二次転写される。そして、このようにしてトナー画像が転写された記録媒体Qは、定着器25に搬送されて、加熱、加圧されることによりトナー画像が定着された後、排出ローラ対61,62,63により、装置本体上面に排出され、積載される。
なお、二次転写を終了した中間転写ベルト30は、テンションローラ105近傍に設置されたベルトクリーナ(不図示)によって表面に残留した転写残りトナーが除去される。
(非制御時の負荷変動)
次に、感光ドラムの周面速度Vdと中間転写ベルトの周面速度Vbが同じ場合の、中間転写ベルトの駆動トルクTの変動について説明する。なお、以下の説明では、感光ドラム26のことを単にドラムと呼び、中間転写ベルト30のことを単にベルトと呼ぶこともある。
このドラム周面速度とベルト周面速度の周速度差とベルト駆動トルクの関係を、実際の画像形成装置で測定し検証した結果を用いて詳しく説明する。
上記構成の画像形成装置において、LTR用紙を3枚連続印刷した際の駆動ローラ100の回転トルク変動を測定した結果を図3に示す。
測定に当たって、感光ドラム26の定常回転速度を変えることで、中間転写ベルト30と感光ドラム26の間に故意に周速度差を生じさせた。
図3からわかるように、感光ドラム26と中間転写ベルト30との間に周速度差をつけた状態では、画像形成の初期と最後に過渡的なトルク変動(負荷変動)が発生している。このトルク変動(負荷変動)は、上にも説明したように、中間転写ベルト30と感光ドラム26の接触によって発生する摩擦力に起因している。
詳しくは、現像器51内の現像ローラ54が回転駆動されながら、イエローの感光ドラム26Yに現像器が当接し、かぶりトナーが一次転写ニップ部に入り込むタイミングからトルクの変動が始まる。そして、順次、下流側の各現像ローラ54が各色の感光ドラム26に当接すると、トルクが除々に減少し、そのうち収まる。なお、各色の現像器が対応する感光ドラムに順次当接していくと、段階的というよりも、連続的にトルクが減少していく。
そして、上流側のイエローの1次転写が終了し、現像ローラ54が感光ドラム26Yから離間し、感光ドラム26Yと中間転写ベルト30の一次転写ニップ部にかぶりトナーが入り込まなくなると、再びトルクが上昇する。そして、他の色についても、順次現像器が離間していくと、除々にトルクが上昇する。
ここで、このトルク変動についてもう少し詳しく説明する。本実施形態においては、感光ドラム速度<中間転写ベルト速度となっており、現像器の当接が開始されると、中間転写ベルトの駆動トルクが下がっていく。現像器の当接後に、順次1次転写ニップに各色のかぶりトナーが到達し、ドラム・ベルト間の摩擦力が弱まり、ベルトに対して負荷となっていたドラムからの反力が減少することが確認できた。
また、感光ドラムと中間転写ベルトのニップ部のトナー有無は実際の潜像で行われる画像形成トナーのみではなく、この現像器の現像ローラの当接又は離間で決定されることが確認された。また、かぶりトナーの一次転写ニップ部への到達による一次転写部に生ずる負荷変動は、潜像で行われる画像形成トナーの到達によって更なる変動を引き起こさないことが確認された。つまり、かぶりトナーであれ、潜像による画像形成トナーであれ、一次転写部にトナーが到達すると、トナーが到達していない場合に比べ、ある一定の負荷が減少するのである。
一方、画像形成終盤になって、上流側のイエロートナーから1次転写が終了するにつれて、現像器の離間が始まると、1次転写ニップへのトナーの供給が少なくなる。このため、再度、ドラムがベルトの駆動負荷になり始め、ベルトの駆動トルクが上昇していく。
(非制御時の色ズレ計測結果)
図4は、実際に感光ドラム速度<中間転写ベルト速度という周速度差関係がある状態で3枚のLTR用紙を連続出力した場合の、記録媒体上のブラックに対するイエローの相対位置ズレである色ズレを測定した結果を示す。
ここで、横軸は、トナー像を転写時する際の記録媒体の移動方向における記録媒体の先端を零とし、先端から後端への移動方向に沿った距離を示す。つまり、縦長のLTR用紙の先端から後端へ向けてどれだけの距離かを示す。このことを図中では紙搬送方向距離と記載している。一方、縦軸は、画像上でブラックに対して、イエローが用紙後端側に色ズレしている場合を正としている。なお、ブラックとイエロー間の色ズレに着目するのは、ここで取り上げる色ズレが、後述する理由により、転写順序で、第一色であるイエローと最終色であるブラックとの間で顕著に発生するからである。
図4の1枚目の測定結果を見ると、紙搬送方向距離で0〜250mm付近において色ズレが発生しており、3枚目の紙搬送方向距離で100mm以降の後半部では1枚目とは逆方向に色ズレが発生している。
1枚目の色ズレに関しては、図3において見られた、現像器当接開始に伴うベルト駆動トルクの減少に伴い、転写順序が第一色であるイエローの1次転写中のベルト速度が徐々に速くなっていることが関与している。一方、3枚目の色ズレに関しては、図3において見られた、現像器離間開始に伴うベルト駆動トルクの増加に伴い、最終色であるブラックの1次転写中のベルト速度が徐々に遅くなっていることが関与している。
トルク変動がない状態で1次転写が行われている2枚目に関しては、ほとんど色ズレは発生していない。なお、ここでは取り上げていないが、マゼンタ、シアンも色ズレが生じているものの、イエロー、ブラックほど顕著ではない。
また、図3に示すトルク変動は、感光ドラムとベルト間の周速度差が大きいほど顕著になることが判っており、また、トルク変動によりベルトの速度変動が発生してしまうのは、主にベルト駆動伝達系の剛性不足が原因である。
そこで、本実施形態では、トルク変動の発生原因であるドラムとベルト間の周速度差を小さくする対策を講じた。
ここで、感光ドラムと中間転写ベルト間の周速度差を小さくする場合に、夫々の速度を決める部品の製造公差を小さくすれば、ある程度、周速度差を小さくはできる。しかし、部品間で寸法誤差を小さくしようとすると、製造コストがアップすることを免れない。そこで、本実施形態では、図3に示したトルク変動を小さくするため、画像形成中に画像形成を行っていないステーションのドラムの周面速度をダイナミックに変更して、上記色ズレの発生を防止する対策を講じた。
以下に、その対策について、まず関係する装置構成を説明し、その後に制御シーケンスの説明を行っていく。
(駆動手段の説明)
図5は、感光ドラム26および中間転写ベルト30を回転駆動する駆動手段を示す。4つの感光ドラム26及び中間転写ベルト30を回転駆動するため3つの駆動モータ80(80ab,80c,80d)を配している。
第1の駆動モータ80abはイエロー(第1ステーション)とマゼンタ(第2ステーション)の感光ドラム26Y及び26Mを回転駆動する構成になっている。第2の駆動モータ80cはシアン(第3ステーション)の感光ドラム26Cを回転駆動する構成になっている。第3の駆動モータ80dはブラック(第4ステーション)の感光ドラム26Bkと中間転写ベルト30を回転駆動する構成になっている。
中間転写ベルト30はギア列88を経由してギア89から駆動ローラ100軸上のギア(不図示)へ駆動を伝達する構成になっている。
更に、駆動モータ80(80ab,80c,80d)から減速ギア81(81a,81b,81c,81d)を介してカップリング83(83a,83b,83c,83d)と一体となった感光ドラム駆動ギア82(82a,82b,82c,82d) (図6)に駆動を伝達し、感光ドラム26へカップリング83(83a,83b,83c,83d)を介して駆動を伝達する構成になっている。
また、駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)のギア精度による色ズレをおさえるために駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)にはスリット84(84a,84b,84c,84d)の入った円筒状のフランジ85(85a,85b,85c,85d)が設けられており、スリット84(84a,84b,84c,84d)を駆動手段に設けられたフォトインタラプタ86(86a,86c,86d)で検知して画像位置に対する駆動ギア82(82a,82c,82d)の位相を各色で合わせる制御を行っている。
ただし、第1ステーションと第2ステーションの駆動ギア82(82a,82b)はギア列を組立てる際に相対的な位相を一致させて組立てている。また、駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)は全て同一キャビの成形品で揃えており1回転周期の変動プロファイルを統一できる構成で、位相を合わせる事で各色のプロファイルを一致させ色ズレを低減できる構成になっている。駆動ギア82(82a,82c,82d)の位相あわせ動作は、印刷ジョブの終了時あるいは開始時の画像形成動作以外のタイミングで行っていて、基準色に対して対象となる駆動ギア82を加減速させる事で実現している。
そして、図5に説明した駆動手段において、何れかの部材に負荷がかかると、特に樹脂で製造された部品がより撓む。例えば、感光ドラム26Yにより大きな負荷がかかると、減速ギア81a、駆動ギア82a等がより撓む。また、例えば、感光ドラム26Mにより大きな負荷がかかると、減速ギア81b、ギア87、フランジ85b等がより撓む。また、例えば、感光ドラム26Cにより大きな負荷がかかると、減速ギア81c、駆動ギア82c等がより撓む。また、例えば、感光ドラム26Bkにより大きな負荷がかかると、減速ギア81d、駆動ギア82d等がより撓む。また、更に、例えば、中間転写ベルトにより大きな負荷がかかると、ギア列88の各ギアがより撓む。そして、これらの撓みに起因する色ズレを、以下説明する制御シーケンスにより、画像形成途中のドラムとベルトとの間の負荷を基準負荷に一致させるように制御することで、低減するのである。
(制御シーケンスの説明)
図7は本実施形態の駆動モータ80の制御シーケンスを示したタイミングチャートである。T1y start、T1m start、T1c start、T1Bk startは各色の1ページ目の画像形成が始まるタイミングを示す。なお、ここでの画像形成開始とは、感光ドラム上にレーザビーム照射で静電潜像を形成し始めるタイミングを指す。実際には、各色の現像ローラ54は、各色のレーザビーム照射が行われる直前に、感光ドラム26に既に当接しており、かぶりトナーが既に一次転写ニップ部に到達している。従って、概ねの、画像形成開始タイミングを、現像ローラ54が対応する感光ドラム26に当接するタイミングとしても良い。
一方、TLy end、TLm end、TLc end、TLBk endは各色の最終ページの画像形成が終わるタイミングを示す。なお、画像形成が終わるタイミングとは、この場合は、一次転写が終了したいタイミングを意味する。実際には、一次転写が終了する直後或いは直前に、現像ローラ54は感光ドラム26から離間しており、概ねの、画像形成開始タイミングを、現像ローラ54が対応する感光ドラム26から離間するタイミングとしても良い。
また、以下の説明では、Y、M、C、Kの感光ドラム26を区別する為に、順に第1の感光ドラム(第1の感光体)、第2の感光ドラム(第2の感光体)、第3の感光ドラム(第3の感光体)、第4の感光ドラム(第4の感光体)と呼ぶこともある。一方、ある感光ドラムでトナー像を像作成中のときに、この感光ドラムを第1の感光ドラムとし、このときに、負荷変動を抑制するべく増速又は減速駆動させる感光ドラムを第2の感光ドラムとして区別しても良く様々な区別の仕方が想定される。なお、以下の説明においては、4つの感光ドラムを区別した説明を、まず行っていく。
まず、順番は逆になるが、第3の駆動モータ80dについて説明を行なう。画像形成動作中に中間転写ベルト30の周面速度(移動速度)を変更することは、色ズレを発生させる事になる。従って、ブラックの感光ドラム26Bk及び中間転写ベルト30を共通して駆動している第3の駆動モータ80dは、画像形成動作中は常時所定の速度で定常回転する設定になっている。次に、図7に含まれる各区間での制御について順次説明する。
(i)T1y start≦T<T1c start
この(i)の区間においては、図8の点線で示されるように、まだ、十分に各色の一次転写ニップ部に、かぶりトナーが到達していないので、中間転写ベルト30にかかる負荷が大きくなってしまう。この区間は、一部の感光ドラムにより中間転写ベルト30へトナー像を作像しているときに対応する。
一方、第2の駆動モータ80cはシアンの感光ドラム26Cを駆動している。そして、1ページ目の画像形成動作を行う際にT1y startからT1c start直前までの間、最上流以外に配置されている感光ドラム26Cは通常よりも0.25%増速して回転する。この速度制御はCPU121の指示に基づき行なわれる。
感光ドラム26Cの周面速度を基準の速度よりも0.25%速くすることで、感光ドラム速度<中間転写ベルト速度の関係において、中間転写ベルトにかかる負荷(ブレーキ)が小さくなり、負荷が大きく変動するという問題を解消できる。言い換えれば、中間転写ベルトと各感光ドラムとの間で発生している総負荷を、基準負荷(基準負荷については後述で定義する)に少なくとも近付けるように制御することができる。
この増速の速度制御についてもう少し詳しく説明する。図3に示される如く、画像形成動作が開始すると、次第にトナーが感光ドラム26と中間転写ベルト30の間により多く介在するようになる。すると、中間転写ベルト30にかかる負荷が徐々に下がる。この負荷が徐々に下がる現象は図8の”制御無し”の点線にも示されている。つまり、シアンの感光ドラム26Cの周面速度を上に説明したタイミングで増速することで、画像形成動作開始時T1y start直後に駆動ローラ軸上のトルクを定常トルクまで下げることができる。これにより、トナーの介在の影響を受けずに画像形成動作が行える。なお、定常トルクとは、例えば、T1Bk startからTLy endの区間での駆動ローラ軸上トルクに相当し、画像形成を行う上での常に安定的に発生させたい負荷に相当する。この定常トルクを基準負荷と呼ぶこともあるが、そのことについては、次の区間(ii)で説明する。
また、上の区間(i)においては、好適な例として、T1y startに略一致させて、第2の駆動モータ80cを増速させるよう説明したが、これに限定されない。少なくとも、第1の感光体である感光ドラム26Yにより中間転写ベルト上にトナー像を作像中に、基準負荷になるようトナー像を作像中でない感光ドラムの速度を制御すればよい。
(ii)T1c start≦T<TLm end
そして、T1c start以降TLm end未満の区間では、各感光ドラムの周面速度(移動速度)の増減制御は行なわない。つまり、CPU121により、各感光ドラムが通常の回転速度で回転されるように制御が行なわれる。
そして、この(ii)の区間における、全ての感光ドラムが中間転写ベルト上にトナー像を作像中のときの全ての感光ドラム(感光体)と中間転写ベルト(被転写体)との間で生ずる負荷が、他の区間での目標となる基準負荷となる。この基準負荷が発生した状態は、先に説明した図17の状態に相当し、このとき、各感光ドラムと中間転写ベルトの間では、式(7)に含まれるμ2F×4の力が生じていることになる。
(iii)TLm end<T≦TLBk end
第1の駆動モータ80abは、本実施形態においては、最下流以外に配置されているイエローとマゼンタの感光ドラム26Y及び26Mを駆動している。そして、先の(i)の区間とは他方で、最終ページの画像がマゼンタの一次転写を終了したTLm end直後からブラックの一次転写を終了するTLBk endまでの間、感光ドラム26Y、26Mは基準よりも0.15%増速して回転する。この速度制御はCPU121の指示に基づき行なわれる。この区間も、(i)の区間と同様に、一部の感光ドラムにより中間転写ベルト30へトナー像を作像しているときに対応する。ここでも、中間転写ベルトと各感光ドラムとの間で発生している総負荷を、基準負荷に少なくとも近付けるように制御することができる。
ここで、この増速の速度制御についてもう少し詳しく説明する。図3に示される如く、画像形成動作が終盤に差し掛かるとかぶりトナーが感光ドラム26と中間転写ベルト30の間から減少し、中間転写ベルト30にかかる負荷が徐々に上昇する。この負荷が除々に上昇する現象は図8の”制御無し”の点線にも示されている。
これに対して、イエローとマゼンタの感光ドラム26Y、26Mの周面速度を基準よりも0.15%増速させることで画像形成動作終了まで駆動ローラ軸上のトルクを定常トルクに維持する事ができる。これにより、トナーの介在の影響を受けずに画像形成動作が行えるのである。
なお、上の区間(iii)においては、好適な例として、TLm endに略一致させて、第1の駆動モータ80abを増速させるよう説明したが、これに限定されない。第3、4の感光体である感光ドラム26C、26Bkにより中間転写ベルト上にトナー像を作像中に、基準負荷になるよう(少なくとも近づくように)、トナー像を作像中でない感光ドラムの速度を制御すればよい。
(第1実施形態の効果)
このように、装置コストを抑え、且つ、部品寿命を無駄に浪費しないように、感光ドラム26の周面速度(移動速度)をCPU121により速度制御し、現像器当接開始及び離間に伴う中間転写ベルトの駆動トルク変動を抑制できる。従って、画像形成中の中間転写ベルトの駆動トルク変動が少ない為、ベルト周面速度は一定に維持でき、結果として色ズレのない良好な画像を出力できる。
また、画像形成を行っていない感光ドラム26のうち、周面速度を制御する感光ドラムを、一次転写ニップ部でのトナー介在有無変動が起きている感光ドラム(例えば26Yや26K)からなるべく遠くに離れた感光ドラムとしている。これにより、一次転写ニップ部における振動を抑制できる。振動があると一次転写の状態にバラツキが生じ、バンディング、濃度ムラが発生する恐れがある。
また、周面速度の変更量は既定値のため上記で説明した駆動ギアの位相に関しては、ほとんど影響のないズレ量(本実施形態では2°程度)であることを確認しており色ズレは悪化しない。
ただし、駆動モータ80が停止せず現像器の当接離間動作を繰り返すような連続印字を行う場合には、当接離間動作を行う際に所定量駆動ギア82の位相を戻す制御を入れる事で色ズレの悪化を防ぐ事ができる。
また、駆動ギア82の位相合せ動作を実施する際に、位相ズレ量は既知なので、本実施形態により発生する駆動ギア82の既知の位相ズレ量を加味した位相合せを行うことも有効な手段である。
〔第2実施形態〕
前述した実施形態では、感光ドラム26と中間転写ベルト30の駆動源として3つの駆動モータを配置した構成について説明した。ここでは、中間転写ベルト上にトナー像を作像中に、基準負荷となるようトナー像を作像中でない感光ドラムの速度を制御する別の形態を説明する。
本実施形態では、4つの駆動モータ80を配置し、そのうちの1つの駆動モータ80で感光ドラム26と中間転写体ベルト30の両方を駆動し、それ以外の3つの感光ドラム26をそれぞれ独立の駆動モータ80で周面速度を制御するようにしている。これにより、感光ドラム26と中間転写ベルト30の周速度差を抑制し、色ズレの発生を防止すると共に、出力画像の記録精度を向上させることができる。以下、詳しく説明する。
なお、画像形成装置の構成は、図1に示す画像形成装置の構成と同様であるため、重複する部分の説明は省略する。
感光ドラム26および中間転写ベルト30を回転駆動する駆動手段を図9に示す。4つの感光ドラム26及び中間転写ベルト30を回転駆動するため4つの駆動モータ80(80a,80b,80c,80d)を配している。
第1の駆動モータ80aはイエロー(第1ステーション)の感光ドラム26Yを回転駆動する構成になっている。第2の駆動モータ80bはマゼンタ(第2ステーション)の感光ドラム26Mを回転駆動する構成になっている。第3の駆動モータ80cはシアン(第3ステーション)の感光ドラム26Cを回転駆動する構成になっている。第4の駆動モータ80dはブラック(第4ステーション)の感光ドラム26Bkと中間転写ベルト30を回転駆動する構成になっている。
中間転写ベルト30はギア列88を経由してギア89より駆動ローラ100軸上のギア(不図示)へ駆動を伝達する構成になっている。
更に、駆動モータ80(80a,80b,80c,80d)から減速ギア81(81a,81b,81c,81d)を介してカップリング33(33a,33b,33c,33d)と一体となった感光ドラム駆動ギア82(82a,82b,82c,82d) (図6)に駆動を伝達し、感光ドラム26へカップリング83(83a,83b,83c,83d)を介して駆動を伝達する構成になっている。また、駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)のギア精度による色ズレをおさえるために駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)にはスリット84(84a,84b,84c,84d)の入った円筒状のフランジ85(85a,85b,85c,85d)が設けられていて、スリット84(84a,84b,84c,84d)を駆動手段に設けられたフォトインタラプタ86(86a,86b,86c,86d)で検知して画像位置に対する駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)の位相を各色で合わせる制御を行っている。
また、駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)は全て同一キャビの成形品で揃えており1回転周期の変動プロファイルを統一できる構成で、位相を合わせる事で各色のプロファイルを一致させ色ズレを低減できる構成になっている。駆動ギア82(82a,82b,82c,82d)の位相あわせ動作は、印刷ジョブの終了時あるいは開始時の画像形成動作以外のタイミングで行っていて、基準色に対して対象となる駆動ギア82を加減速させる事で実現している。
(制御シーケンスの説明)
図10は本実施形態の駆動モータ80の制御シーケンスを示したタイミングチャートである。T1y start、T1m start、T1c start、T1Bk start、TLy end、TLm end、TLc end、TLBk endは、第1実施形態で説明した通りである。
画像形成動作中に中間転写ベルト30の周面速度を変更することは、色ズレを発生させる事になる。よって、ブラックの感光ドラム26Bk及び中間転写ベルト30を駆動している第4の駆動モータ80dは画像形成動作中は常時所定の速度で定常回転する設定になっている。
(i)T1y start≦T<T1c start
第2の駆動モータ80bはマゼンタの感光ドラム26Mを駆動している。また、第3の駆動モータ80cはシアンの感光ドラム26Cをそれぞれ駆動している。なお、この区間は、一部の感光ドラムにより中間転写ベルト30へトナー像を作像しているときに対応する。そして、1ページ目の画像形成動作を行う際に、T1y startからT1m startの直前まで、最上流以外に配置された感光ドラム26Mは通常よりも0.25%増速して回転する。この速度制御は、CPU121の指示に基づき行なわれる。これにより、中間転写ベルトと各感光ドラムとの間で発生している総負荷を、基準負荷に少なくとも近付けるように制御することができる。なお、この点については、以下の(iii)〜(v)の区間においても同様である。
また、T1y startからT1c start直前まで、最上流以外に配置された感光ドラム26Cは通常よりも0.25%増速して回転する。この速度制御も、CPU121の指示に基づき行なわれる。なお、上述では、第2、第3の駆動モータの何れも0.25%増速させるよう説明したが、感光ドラム26、中間転写ベルト30の特性によっては、0.15%増速させるようにしても良い。
(ii)T1c start≦T<TLy end
そして、T1c start以降TLy end未満の区間では、各感光ドラムの周面速度(移動速度)の増減制御は行なわない。CPU121により、各感光ドラムが通常の回転速度で回転されるように制御が行なわれる。
(iii)TLy end≦T<TLm end
第1の駆動モータ80aはイエローの感光ドラム26Yを駆動する。そして、最終ページの画像がイエローの一次転写を終了したTLy end以降TLm end未満の区間では、最下流以外に配置された感光ドラム26Yは通常よりも0.15%増速して回転する。この速度制御はCPU121の指示に基づき行なわれる。なお、この区間も、一部の感光ドラムにより中間転写ベルト30へトナー像を作像しているときに対応する。
(iv)TLm end≦T<TLc end
また、TLm end以降TLc end未満の区間では、感光ドラム26Y、26Mに対応する駆動モータ80が、感光ドラム26Y及び26Mが通常よりも0.15%増速して回転する。この速度制御もCPU121の指示に基づき行なわれる。なお、この区間も、一部の感光ドラムにより中間転写ベルト30へトナー像を作像しているときに対応する。
(v)TLc end≦T<TLBk end
また、TLc end以降TLBk end未満の区間では、最下流以外に配置された感光ドラム26Y、26M及び26Cに対応する駆動モータ80が、感光ドラム26Y、26M及び26Cが通常よりも0.15%増速して回転する。この速度制御もCPU121の指示に基づき行なわれる。なお、この区間も、一部の感光ドラムにより中間転写ベルト30へトナー像を作像しているときに対応する。
なお、第2実施形態においては、速度制御による感光ドラムの周面速度の変化と、中間転写ベルトにかかる負荷との関係についての詳細な説明は、第1実施形態と同様なので省略する。
このように、感光ドラム26の周面速度(移動速度)をCPU121により速度制御し、現像器当接開始及び離間に伴う中間転写ベルトの駆動トルク変動を抑制でき、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
〔第3実施形態〕
上述の各実施形態では、感光ドラム速度<中間転写ベルト速度を前提にしたカラー画像形成装置について説明を行ってきた。しかし、これに限定されるものではない。感光ドラム速度>中間転写ベルト速度を前提にしたカラー画像形成装置にも適用することができる。
そして、感光ドラム速度>中間転写ベルト速度の場合には、感光ドラム速度が中間転写ベルトの回転を速める方向に作用する。従って、かぶりトナーが一次転写ニップ部へ十分量到達する前において、感光ドラムが中間転写ベルトの回転を速く推し進め過ぎないよう、逆に感光ドラム速度を遅くする速度制御を行う必要が出てくる。
従って、第1、第2実施形態で説明した、感光ドラム周面速度の増速分を減速させることで、同様の作用・効果、即ち、入力されたジョブの1ページ目の画像形成時、及び最終ページの画像形成時において、色ずれを低減できる効果を得ることができる。
〔第4実施形態〕
上述の各実施形態では、最初のページと最後のページとの双方に関して、トナー像を作像中でない、感光体の速度制御を行うよう説明してきた。しかし、装置の生産性を、少なくとも従来に比べて低下させないという観点では、以下のような形態も想定される。
即ち、1ページ目のトナー像形成時に、図13乃至図17の動作遷移を図17の状態とするか、或いは、最終ページのトナー像形成時に図17乃至図20の動作遷移を一貫して図17の状態としても良い。そして、一貫して図17の状態にしたほうではない、1ページ目のトナー像形成時、及び最終ページのトナー像形成時の何れか一方のみに、第1乃至3の実施形態で説明した制御を実行することとなる。
この第4実施形態においても、第1乃至3実施形態と同様の効果を一定量得ることが出来る。
〔第5実施形態〕
上述の各実施形態では、駆動モータ80dが、ブラックの感光ドラム26Bk及び中間転写ベルト30を共通して駆動している場合について説明した。しかし、これに限定されない。例えば、イエローの感光ドラム26y及び中間転写ベルト30を共通して駆動させて、感光ドラム26Bkと中間転写ベルト30を別々の駆動モータで駆動さえても良い。
図7の場合では、感光ドラム26Yを定常速で駆動させ、TLc end<T≦TLBk endの区間で、感光ドラム26M、26Cを増速させれば良い。
また、図9の場合では、感光ドラム26Yを定常速で駆動させ、TLm end≦T<TLBk endの区間で、感光ドラム26M及び26Cを増速させ駆動させれば良い。このとき感光ドラム26M及び26Cを0.15%より大きく増速させれば、より顕著な効果を得ることができる。
このように画像形成装置を駆動させることでも、上述の各実施形態と同様の効果を得ることができる。
〔他の実施形態〕
なお、上述した実施形態では、複数の感光ドラムの周面速度を変更させているが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成動作中であっても、画像形成動作を行っていない1つの感光ドラムのみ周面速度を変更させる制御にしても同様の効果が得られるため、1つの感光ドラムのみ速度制御することも可能である。
また、上述した各実施形態では、第1乃至第5の感光ドラムを備えた4色のカラー画像形成装置について説明してきたが、例えば、第1乃至第6の感光ドラムを備えた6色のカラー画像形成にても適用できる。この場合には、上述の第4の感光ドラムを6つ目の感光ドラムに相当させ、また、上述の第3の感光ドラムを3つ目乃至5つ目の何れかの感光ドラム(感光体)に相当させれば良い。
上にも説明したように、ある感光ドラムによってトナー像を像作成中のときに該感光ドラムを第1の感光ドラムとし、このときに負荷変動を抑制するべく増速又は減速駆動させる感光ドラムを第2の感光ドラムと区別しても良い。つまり、第1の感光ドラム(第1の感光体)、第2の感光ドラム(第2の感光体)、第3の感光ドラム(第3の感光体)、第4の感光ドラム(第4の感光体)を、第1の感光ドラム及び第2の感光ドラムというように大きく2つに分類しても良い。
例えば、上述の実施例において、感光ドラム26Yのみに現像ローラ54を当接させ画像形成を行っている途中に周速制御の対象となる、感光ドラム26M、26C、26Bkの少なくとも何れか1つを、第2の感光ドラムに相当させることができる。なお、この場合は、感光ドラム26Yが第1の感光ドラムに相当する。
また、上述の実施例において、例えば感光ドラム26Bkのみに現像ローラ54を当接させ画像形成を行っている途中に周速制御の対象となる、感光ドラム26Y、26M、26Cの少なくとも何れか1つを第2の感光ドラムに相当させることができる。なお、この場合は、感光ドラム26Bkが第1の感光ドラムに相当する。
また、6色のカラー画像形成装置の場合にも、上の説明と同様、トナー像を像作成中の感光ドラムと、増速又は減速駆動対象の感光ドラムとについて、第1の感光ドラムと第2の感光ドラムとに分類できることは明らかであろう。
また、前述した実施形態では、感光ドラムの周面速度を所定の規定値に変更させているが、これに限定されるものではない。例えば、負荷変動のプロファイルに合せて、周面速度を段階的に変更させる制御にすることも可能である。
なお、上述した実施形態では、像担持体として感光ドラムを採用し、中間転写体として中間転写ベルトを採用した画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。駆動系の弾性変形が主要因である場合には、駆動される側がベルトの場合にも、ドラムの場合にも負荷変動が生じれば同じ現象が発生する。例えば、像担持体としての感光体ベルトを採用し、中間転写体として中間転写ドラムを採用した画像形成装置であっても良い。この場合、同様な速度補正シーケンスにより感光体ベルトの速度を補正することも可能である。即ち、上述の実施形態は、様々な感光体の速度制御に適用することができるのである。
また上述した実施形態では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光ドラムと、該感光ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段,現像手段,クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかしながら、プロセスカートリッジは、これに限定されるものではない。感光ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか1つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
PY、PM、PC、PBk プロセスカートリッジ
Q 記録媒体
1 画像形成装置
2 画像形成装置本体
10 ホスト機器
11 画像処理制御部
12 画像形成制御部
13 画像形成部
14 ベルト駆動モータ
15 ドラム駆動モータ
16 レジ検知センサ部
17 マークセンサ部
26Y、26M、26C、26Bk 感光ドラム
27 二次転写ローラ
28Y、28M、28C、28Bk レーザ露光器
30 中間転写ベルト
31 中間転写ベルトユニット
50 一次帯電器
51 現像器
52 一次転写ローラ
53 クリーナ
54 現像ローラ
80 駆動モータ
82 感光ドラム駆動ギア
83 カップリング
84 スリット
86 位相検知センサ
88 中間転写ベルト駆動ギア列
89 中間転写ベルト駆動ギア
90 レジ検知センサ
91 マークセンサ
100 駆動ローラ
105 テンションローラ
108 二次転写対向ローラ
121 CPU
122 ROM
123 RAM

Claims (7)

  1. 被転写体の移動方向に沿って配置された、各色に対応した複数の感光体を備え、各感光体を前記被転写体に接触させ、トナー像を被転写体に順次転写することで、入力されたジョブの画像形成を行うカラー画像形成装置であって、
    一部の感光体により前記被転写体にトナー像を作像中の負荷が、全ての感光体が前記被転写体にトナー像を作像中のときの前記全ての感光体と前記被転写体との間で生ずる基準負荷に少なくとも近づくように、前記被転写体にトナー像を作像中でない感光体の周面速度を制御する制御手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、入力されたジョブの1ページ目の画像形成において、前記被転写体の移動方向に関して最上流に配置される感光体により前記被転写体にトナー像を作像中に、前記被転写体にトナー像を作像中でない感光体の周面速度を、前記負荷が前記基準負荷に少なくとも近づくように制御し、他方、入力されたジョブの最終ページの画像形成において、前記被転写体の移動方向に関して最下流に配置される感光体により前記被転写体にトナー像を作像中に、前記被転写体にトナー像を作像中でない感光体の周面速度を、前記負荷が前記基準負荷に少なくとも近づくように制御することを特徴とする請求項1に記載のカラー画像形成装置。
  3. 前記被転写体と最下流の感光体を駆動させるための駆動手段は共通しており、
    前記制御手段は、前記最下流以外で、且つトナー像を作像中でない感光体の周面速度を、前記負荷が前記基準負荷に少なくとも近づくように制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のカラー画像形成装置。
  4. 前記被転写体と最上流の感光体を駆動させるための駆動手段は共通しており、
    前記制御手段は、前記最上流以外で、且つトナー像を作像中でない感光体の周面速度を、前記負荷が前記基準負荷に少なくとも近づくように制御することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。
  5. 前記被転写体に残存するトナー像を除去するクリーニング手段を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。
  6. 被転写体の移動方向に沿って配置され、且つ前記被転写体よりも遅い周速で回転する各色に対応した複数の感光体を備え、各感光体を前記被転写体に接触させ、トナー像を被転写体に順次転写することで、入力されたジョブの画像形成を行うカラー画像形成装置であって、
    第1の感光体により前記被転写体にトナー像を作像中に、前記被転写体にトナー像を作像中でない第2の感光体の周面速度を増速させる制御手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
  7. 被転写体の移動方向に沿って配置され、且つ前記被転写体よりも早い周速で回転する各色に対応した複数の感光体を備え、各感光体を前記被転写体に接触させ、トナー像を被転写体に順次転写することで、入力されたジョブの画像形成を行うカラー画像形成装置であって、
    第1の感光体により前記被転写体にトナー像を作像中に、前記被転写体にトナー像を作像中でない第2の感光体の周面速度を減速させる制御手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
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