JP2010181538A - 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,複数の感光体に接触しつつ移動され,各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 moved while being in contact with a plurality of photoconductors and onto which toner images are transferred.
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までのトナー像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,前色までのトナー像が,同じ位置に今回色のトナー像が配置されるように,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. For example, the transfer belt is stretched around a plurality of rollers or the like, and rotated by their rotational driving. Then, the toner images of the respective colors formed on the surfaces of the photoreceptors of the respective colors are transferred so as to be superimposed on the toner images up to the previous color moving on the transfer belt. Therefore, in order to form a color image without color misregistration, the toner image up to the previous color may face the photoconductor at a desired timing so that the toner image of the current color is arranged at the same position. Desired.
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向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 photoconductor 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,外面に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く,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という利点がある。さらに,2次転写時には,合成樹脂製のベルトに比較して転写効率がよい。 As a conventional transfer belt, for example, a synthetic resin endless belt or the like is often used. In such a case, at least the outer surface in contact with the photoreceptor is made of a resin having a relatively small friction coefficient. On the other hand, in recent years, it has been studied to use a transfer belt having an elastic layer such as rubber on the outer surface. Such an elastic belt has high flexibility of the belt itself and excellent adhesion to a recording material such as paper. Therefore, there is an advantage that it is less likely to drop out during the primary transfer as compared with a conventional resin belt. Furthermore, transfer efficiency is better at the time of secondary transfer than a belt made of synthetic resin.
しかしながら,弾性層を有する転写ベルトにおいては,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起因する。通常,互いに接触している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,小さい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,その箇所で比較的大きな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 running speed by various conventional speed detection methods. This is because the frictional force between the photosensitive member and the photosensitive member is larger than that of the conventional resin belt because of the elastic layer. Usually, when there is a relative speed difference between the surface of the photoreceptor and the transfer belt that are in contact with each other, 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, small slips are unlikely to occur. 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 risk that a relatively large color shift may occur at that point.
さらに,画像形成中に転写ベルトの速度がやや変化する場合があることが分かってきた。これは,例えば機内の温度変化や両面印字等に起因して,転写ベルトを駆動する駆動ローラの外径が多少変化することによると考えられる。そして,感光体表面と転写ベルトとの間の相対的な速度差をできるだけ小さくなるように予め調整したとしても,転写ベルトの速度が変化すれば,当然速度差が生じることとなる。速度差が生じれば,ベルトの撓みが生じ,色ずれの原因となるという問題点があった。 Furthermore, it has been found that the speed of the transfer belt may slightly change during image formation. This is considered to be due to a slight change in the outer diameter of the drive roller that drives the transfer belt due to, for example, temperature change in the machine or double-sided printing. Even if the relative speed difference between the surface of the photosensitive member and the transfer belt is adjusted in advance so as to be as small as possible, the speed difference naturally occurs if the speed of the transfer belt changes. If the speed difference occurs, there is a problem that the belt bends and causes color shift.
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を使用する画像形成装置において,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 in an image forming apparatus that uses a transfer belt having a large coefficient of friction with a photoconductor.
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,トルク測定部によって取得された駆動トルク値に基づいて,駆動部の回転速度を補正する回転速度補正部とを有し,回転速度補正部は,取得された駆動トルク値が正の値である場合には,駆動部の回転速度を減速し,取得された駆動トルク値が負の値である場合には,駆動部の回転速度を増速するものである。 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, a drive unit that rotationally drives the transfer belt, a torque measurement unit that measures a drive torque value of the drive unit, and a drive acquired by the torque measurement unit A rotation speed correction unit that corrects the rotation speed of the drive unit based on the torque value, and the rotation speed correction unit, when the acquired drive torque value is a positive value, When the acquired drive torque value is a negative value, the rotational speed of the drive unit is increased.
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値が0に近づくように補正される。駆動トルク値が0に近いのは,感光体と転写ベルトとの間の相対的な速度差が全体的に最も小さい状態である。すなわち,転写ベルトの撓みを最も少なくする状態である。この状態に近づけることにより,大きなスリップが発生することを防止している。従って,感光体との間の摩擦係数が大きい転写ベルトを使用する画像形成装置においても,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, the drive torque value of the drive unit that rotationally drives the transfer belt is corrected so as to approach zero. The drive torque value is close to 0 when the relative speed difference between the photosensitive member and the transfer belt is the smallest overall. That is, it is the state where the bending of the transfer belt is minimized. By approaching this state, the occurrence of a large slip is prevented. Therefore, even in an image forming apparatus using a transfer belt having a large coefficient of friction with the photosensitive member, a large color shift is not generated.
さらに本発明では,トルク測定部は,転写ベルトが複数回にわたり回転する間の駆動トルク値の平均値を測定値として取得することが望ましい。
このようにすることにより,例えばローラの偏心等による測定値のバラツキを均すことができる。
Further, in the present invention, it is desirable that the torque measuring unit obtains an average value of the driving torque value as the measured value while the transfer belt rotates a plurality of times.
In this way, for example, variations in measured values due to roller eccentricity can be leveled.
さらに本発明では,回転速度補正部は,トルク測定部によって取得した駆動トルク値が,予め定めた正の値である第1の値未満,かつ,予め定めた負の値である第2の値以上であれば,補正を行わず,駆動トルク値が,第1の値以上,かつ,第1の値より大きい予め定めた第3の値未満であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず補正を行い,駆動トルク値が,第2の値未満,かつ,第2の値よりさらに小さい予め定めた第4の値以上であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず補正を行い,駆動トルク値が,第3の値以上,または,第4の値未満であれば,画像形成を一旦中止して,駆動部の回転速度を補正し,補正後に画像形成を再開することが望ましい。
このようにすれば,小さい量の補正は画像形成中においても行うので,生産性が高い。また大きい量の補正は,画像形成を一旦停止して行うので,形成中の画像に影響を与えることはない。
Furthermore, in the present invention, the rotational speed correction unit has a second value that is less than a first value that is a predetermined positive value and that is a predetermined negative value. If it is above, no correction is made, and if the drive torque value is greater than or equal to the first value and less than a predetermined third value greater than the first value, whether or not image formation is in progress. Regardless of whether the image is being formed or not, if the driving torque value is less than the second value and greater than or equal to a predetermined fourth value that is smaller than the second value, the correction is performed. If the drive torque value is greater than or equal to the third value or less than the fourth value, the image formation is temporarily stopped, the rotational speed of the drive unit is corrected, and the image formation is resumed after the correction. Is desirable.
In this way, since a small amount of correction is performed even during image formation, productivity is high. In addition, since the large amount of correction is performed after the image formation is temporarily stopped, the image being formed is not affected.
さらに本発明では,回転速度補正部は,トルク測定部によって取得した駆動トルク値が,予め定めた正の値である第1の値未満,かつ,予め定めた負の値である第2の値以上であれば,補正を行わず,駆動トルク値が,第1の値以上,かつ,第1の値より大きい予め定めた第3の値未満であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず予め定めた最小補正量の補正を行い,駆動トルク値が,第2の値未満,かつ,第2の値よりさらに小さい予め定めた第4の値以上であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず予め定めた最小補正量の補正を行い,駆動トルク値が,第3の値以上,または,第4の値未満であれば,画像形成を中止せずに最小補正量の補正を複数回繰り返して行うことが望ましい。
このようにすれば,形成中の画像に影響を与えることなく,画像形成中においても補正を行うことができるので,生産性が高い。
Furthermore, in the present invention, the rotational speed correction unit has a second value that is less than a first value that is a predetermined positive value and that is a predetermined negative value. If it is above, no correction is made, and if the drive torque value is greater than or equal to the first value and less than a predetermined third value greater than the first value, whether or not image formation is in progress. Regardless, the predetermined minimum correction amount is corrected, and the image is being formed if the drive torque value is less than the second value and greater than or equal to a predetermined fourth value that is smaller than the second value. Regardless of whether or not the predetermined minimum correction amount is corrected, and the drive torque value is greater than or equal to the third value or less than the fourth value, the minimum correction amount is set without stopping image formation. It is desirable to repeat the correction a plurality of times.
In this way, the correction can be performed during the image formation without affecting the image being formed, so that the productivity is high.
さらに本発明では,回転速度補正部は,形成中の画像のトナー面積率が予め定めた程度以上である場合には補正を行わないことが望ましい。
トナー面積率が高く,トナーによって摩擦力が低減されるものについては,特に補正を行わなくてもよい。
Further, in the present invention, it is desirable that the rotation speed correction unit does not perform correction when the toner area ratio of the image being formed is equal to or greater than a predetermined level.
No correction is particularly required for a toner that has a high toner area ratio and whose frictional force is reduced by the toner.
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を使用する画像形成装置において,大きな色ずれを発生させない画像形成装置となっている。 According to the image forming apparatus of the present invention, in the image forming apparatus using the transfer belt having a large coefficient of friction with the photosensitive member, the image forming apparatus 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。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
そして,本形態では,図1に示したように,4つの感光体21は,その対向する1次転写部25とともに中間転写ベルト11を挟み込んでいる。そして,各感光体21は,いずれもその表面が等速となるように強制駆動されているとともに,各1次転写部25は,従動回転をするようになっている。そのため,本形態では,駆動ローラ31の回転のみでなく,各感光体21の回転による摩擦力も,中間転写ベルト11を駆動する力の一部となっている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the four
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
そのために,本形態では,新品製造時や環境変動時(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画像形成時に,駆動モータ33の回転速度の設定処理を行う。具体的には,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。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。
Therefore, in this embodiment, when a new product is manufactured or when the environment changes (for example, when the temperature changes from 30 ° C. or more to 10 ° C. or less from the normal environment), when every 10,000 sheets are printed, or when the belt is replaced, etc. At the time of formation, setting processing of the rotational speed of the drive motor 33 is performed. Specifically, first, the rotational speed of the drive motor 33 is changed little by little, and the drive torque at each rotational speed is measured by the
この測定により,駆動モータ33の回転速度とその時の駆動トルク値との関係が,例えば,図3に実線Aで示すようなものとして取得される。このグラフの中央部に,駆動トルクが急峻に変化する範囲がある。その範囲より図中左側の駆動モータ33の回転速度が遅い範囲では,駆動トルク値は,負のほぼ一定値となっている。この状態では,中間転写ベルト11の回転速度が,各感光体21のみによって駆動した場合の速度より小さい。つまり,駆動モータ33によって,実質的にブレーキを掛けている状態である。
By this measurement, the relationship between the rotational speed of the drive motor 33 and the drive torque value at that time is acquired as shown by a solid line A in FIG. There is a range where the driving torque changes sharply in the center of the graph. In the range where the rotational speed of the drive motor 33 on the left side of the drawing is slower than that range, the drive torque value is a negative and substantially constant value. In this state, the rotational speed of the
また,図3中で右側の駆動モータ33の回転速度が速い範囲では,駆動トルク値は,正のほぼ一定値となっている。この状態では,中間転写ベルト11の回転速度が,各感光体21のみによって駆動した場合の速度に比較して大きい。この場合には,駆動モータ33は,各感光体21を含む中間転写ベルト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。
Further, in the range where the rotational speed of the right drive motor 33 in FIG. 3 is fast, the drive torque value is a substantially constant positive value. In this state, the rotation speed of the
この例のように,駆動トルクが負から正へわたって大きく変化した場合には,駆動トルクが0となる駆動モータ33の回転速度(図3中の速度V)を得ることができる。このようにして,駆動モータ33の駆動トルクが0となる回転速度Vを決定したら,画像形成時には,この回転速度Vを目標速度として,画像形成時の駆動モータ33の駆動を制御する。これにより,各感光体21の表面との相対速度を全体でできるだけ小さくすることができる。 As in this example, when the driving torque changes greatly from negative to positive, the rotational speed of the driving motor 33 (speed V in FIG. 3) at which the driving torque becomes zero can be obtained. When the rotational speed V at which the drive torque of the drive motor 33 becomes 0 is determined in this way, at the time of image formation, the rotational speed V is set as a target speed to control the drive of the drive motor 33 at the time of image formation. Thereby, the relative speed with respect to the surface of each photoconductor 21 can be made as small as possible as a whole.
ここで,本形態のカラープリンタ1では,図1に示したように,駆動ローラ31は2次転写部16の対向ローラを兼用している。そのため,両面印刷の第2面への転写時には,比較的高温の転写材が駆動ローラ31に接触する。それによって駆動ローラ31の温度が上昇することがある。温度上昇の程度によっては,画像形成処理中に駆動ローラ31のローラ径が多少変化する。駆動モータ33の回転速度を上記の回転速度Vのまま一定としていても,もし駆動ローラ31のローラ径が変化すれば,中間転写ベルト11の走行速度は変化してしまう。
Here, in the
そこで本形態では,画像形成中にも駆動モータ33の駆動トルクを取得し,その取得値に基づいて回転速度を補正する。まず,画像形成中等の駆動モータ33によって中間転写ベルト11を回転駆動しているときの駆動トルクをトルク計34で測定する。この測定は適当なサンプリング間隔(例えば,30ms程度)で行えばよい。すると,この測定結果は,図4に示すように,およそ一定のピッチで変動することが多い。この変動は,例えば,駆動ローラ31の偏心による振れによって引き起こされる。
Therefore, in this embodiment, the drive torque of the drive motor 33 is acquired even during image formation, and the rotational speed is corrected based on the acquired value. First, the
そこで,制御部35は,少なくとも駆動ローラ31の1回転分以上の期間にわたって駆動トルクを測定して,その平均値を算出する。本形態では,駆動ローラ31の3回転分に相当する期間の駆動トルクの平均値を,その時の駆動トルク値として取得する。例えば,図4に期間Sとして記載した期間の平均値を算出する。この測定期間は,駆動ローラ31の1回転分の時間を単位として,その複数倍とすることが好ましい。この平均値の算出の時間間隔は,上記のサンプリング間隔より長いものとしてもよい。
Therefore, the
ただし,以下に記載するように,駆動トルクが通常とは異なる特異な値となるときがあるため,この期間は測定期間に含めないこととする。例えば,搬送された用紙が,駆動ローラ31と2次転写部16との間に突入または脱出した瞬間を含む期間である。あるいは,ベルトクリーナ27が中間転写ベルト11に対して離間・圧接する機構を有している場合は,その離間または圧接の瞬間を含む期間である。さらに,後述するように回転速度を補正した後は,駆動トルクが安定するまでしばらく,駆動トルクの測定を中断するとよい。例えば,駆動ローラ31が3回転する程度の時間は測定を行わない。なお,図4には,これらの特異な値を示す期間は含まれていない。
However, this period is not included in the measurement period, as described below, because the drive torque may have a unique value that differs from normal. For example, it is a period including the moment when the conveyed paper enters or exits between the
この算出した駆動トルク値の平均値に基づいて,制御部35は,駆動トルク値が0に近づくように,駆動モータ33の回転速度を調整する。例えば,取得した平均値が,正であり,予め決めた第1の値を超えて大きくなった場合には,駆動モータ33の回転速度を減速させる。これにより,中間転写ベルト11の走行速度が遅くなり,駆動トルク値は小さくなって0に近づく。また,取得した平均値が,負であり,予め決めた第2の値以下(絶対値で見れば以上)となった場合には,駆動モータ33の回転速度を増速させる。これにより,中間転写ベルト11の走行速度が速くなり,駆動トルク値は大きくなって0に近づく。制御部35は,第1の値と第2の値を予め定めて記憶している。
Based on the calculated average value of the drive torque values, the
この第1の値は,例えば,ベルト単体での駆動トルク値の+1%程度の値とすることが好ましい。ベルト単体での駆動トルク値とは,中間転写ベルト11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のみを駆動モータ33により駆動した場合に必要なトルク値のことである。このトルク値を以下では単体トルクという。この単体トルクは,前述した200〜300mN・mの範囲内のある決まった値である。通常,トルク値の変化量がこれの±1%以内の程度であれば,特に補正を行う必要はない。そこで本形態では,単体トルクの+1%に相当するトルク値を第1の値とし,単体トルクの−1%に相当するトルク値を第2の値と予め求めて記憶している。
For example, the first value is preferably about + 1% of the driving torque value of the belt alone. The drive torque value of the belt alone is a torque value required when only the
この第1の値および第2の値は,例えば図3にW1とW2とで示した程度の値であり,駆動モータ33の回転速度に対して,駆動トルクが急峻に変化する範囲内である。この程度の駆動トルクの変化は,中間転写ベルト11の回転速度に対して大きな影響はない。そこで本形態では,取得された駆動トルク値の平均値が,図3に示したW1〜W2の範囲内より外側へ外れたら,駆動モータ33の回転速度の補正を行う。本形態では,W1とW2の絶対値はいずれも1%としているが,それぞれ異なる値とすることもできる。
The first value and the second value are, for example, values indicated by W1 and W2 in FIG. 3, and are within a range in which the drive torque changes sharply with respect to the rotational speed of the drive motor 33. . This change in driving torque does not have a significant effect on the rotational speed of the
さらに,図3にW3で示したように,取得された駆動トルク値の平均値が,単体トルクの+3%程度までのずれであれば,回転速度の補正量もごく僅かである。この場合には,画像形成の実施中に並行して補正を行っても,画像への影響はほとんどない。そこで,画像形成中であってもすぐに速度補正を行うことが好ましい。また,必要な補正量が小さいので,その全量を一度に補正する。例えば,駆動モータ33がステッピングモータであれば,最小の1段階の補正を行う。これが最小補正量である。ステッピングモータでない場合は,予め最小補正量を定めておくとよい。 Furthermore, as indicated by W3 in FIG. 3, if the average value of the acquired drive torque values is a deviation of about + 3% of the single torque, the rotational speed correction amount is very small. In this case, even if correction is performed in parallel during image formation, there is almost no effect on the image. Therefore, it is preferable to perform speed correction immediately even during image formation. Also, since the necessary correction amount is small, the entire amount is corrected at once. For example, if the drive motor 33 is a stepping motor, a minimum one-step correction is performed. This is the minimum correction amount. If it is not a stepping motor, a minimum correction amount may be determined in advance.
制御部35は,この最小補正量の補正で十分であるような駆動トルク値の平均値の範囲を,第3の値(正の値)と第4の値(負の値)として予め定めて記憶している。すなわち,取得された平均値が,第1の値と第3の値との間であれば,駆動モータ33の回転速度を1段階減速させる。また,取得された平均値が,第2の値と第4の値との間であれば,駆動モータ33の回転速度を1段階増速させる。なお,図3には,第4の値に相当する駆動トルク値を特に示していないが,この図はあくまで一例であり,第4の値を適切に設定することにより,駆動トルク値が負の値である側での制御も当然あり得る。
The
しかし,駆動トルク値の平均値が,第3の値より大きい,あるいは,第4の値より小さい値となった場合には,回転速度の必要な補正量は最小補正量より大きい。例えば,急激な環境変化や連続した両面印字等により,このようなことが起きる可能性がある。この場合には,画像形成中,特に1次転写を実施中に全量の速度補正を行うと,その補正自体による色ズレが発生するおそれがある。そのため,この最小補正量より大きい量の補正を行う場合には,画像形成中ではないときに行うことが望ましい。 However, when the average value of the drive torque values is larger than the third value or smaller than the fourth value, the necessary correction amount of the rotational speed is larger than the minimum correction amount. For example, this may occur due to a sudden environmental change or continuous double-sided printing. In this case, if the entire amount of speed correction is performed during image formation, especially during primary transfer, there is a risk of color misregistration due to the correction itself. For this reason, it is desirable to perform correction of an amount larger than the minimum correction amount when the image is not being formed.
そこで,例えばページ間等のタイミングで作像を一時中断して,必要な補正量の全量を一気に補正する。すなわち,感光体を接触させたまま中間転写ベルト11を空回転させる。その空回転中に駆動モータ33の速度を補正し,補正終了後に画像形成を再開するとよい。このようにすれば,形成中の画像に補正による悪影響を与えることなく,また,次回形成される画像は色ズレの抑制されたものとなる。
Therefore, for example, the image formation is temporarily interrupted at a timing such as between pages, and all necessary correction amounts are corrected at once. That is, the
このように補正処理を行った場合の,駆動トルク値の変化の例を図5に示す。図中黒丸で示す時刻においてそれぞれ,前述した駆動トルク値の平均値を取得した。前述したように,画像形成によって環境温度は上昇するので,通常,ローラ径は大きくなる方向に変化する。そのため,回転速度を一定に保って駆動し続けると,周速および駆動トルクは上昇する場合が多い。この図の例では,時刻t1,t2,t3において取得した平均値が,許容される上限値(単体トルク+1%)を超えており,この時点で回転速度の補正を行った。 FIG. 5 shows an example of changes in the drive torque value when the correction process is performed in this way. At the times indicated by black circles in the figure, the average value of the drive torque values described above was obtained. As described above, since the environmental temperature rises due to image formation, the roller diameter usually changes in an increasing direction. For this reason, if the driving is continued with the rotation speed kept constant, the peripheral speed and the driving torque often increase. In the example of this figure, the average value acquired at time t1, t2, t3 exceeds the allowable upper limit value (single torque + 1%), and the rotational speed is corrected at this point.
時刻t1,t2で取得された平均値は,単体トルクの+1〜+3%の範囲内であるので,画像形成中に並行して最小補正量の速度補正を行った。なお,ここでは,駆動モータ33がステッピングモータである場合の例を示している。すなわち,駆動モータ33の回転速度を1段階小さくした。これによって,駆動トルク値も減少し,次回の平均値の測定では,単体トルクの+1%までの範囲内となった。なお,このような1段階の補正では,駆動トルク値は必ずしもちょうど0になるとは限らない。図5の例でも,0にはなっていないが,補正前より0に近づいて,補正の必要がない程度となっており,中間転写ベルト11の撓みは抑制された。
Since the average value acquired at the times t1 and t2 is within the range of +1 to + 3% of the single torque, the speed correction of the minimum correction amount was performed in parallel during the image formation. Here, an example in which the drive motor 33 is a stepping motor is shown. That is, the rotational speed of the drive motor 33 is reduced by one step. As a result, the drive torque value also decreased, and the next average value measurement was within the range of + 1% of the single unit torque. In such a one-step correction, the drive torque value is not always exactly zero. Also in the example of FIG. 5, although it is not 0, it is close to 0 before the correction and is not necessary to be corrected, and the bending of the
一方,図5に示すように,時刻t3では,取得した平均値が単体トルクの+3%を超えていた。そのためここでは,いったん画像形成を中断して補正処理を行った。すなわち,中間転写ベルト11を空回転させ,その間に回転速度を補正する。必要な補正量は,駆動トルク値と駆動モータ33の回転速度の関係(図3参照)に基づいて,算出される。この関係をテーブル等として,予め記憶させておくことが好ましい。補正後に,中間転写ベルト11の回転が安定したら,次回の画像形成を行う。
On the other hand, as shown in FIG. 5, at the time t3, the acquired average value exceeded + 3% of the unit torque. Therefore, here, the image formation is temporarily interrupted and correction processing is performed. That is, the
なお,取得された平均値が単体トルクの+3%を超えた場合でも,一気に補正するのでなく,最小補正量ずつの補正をある程度の間をあけて繰り返すことにより補正することもできる。このようにする場合は,画像形成を中断する必要はない。例えば,このときの必要な補正量が最小補正量の2倍程度であるとすると,図6に示すように,時刻t3,t4の2回に分けて補正するのである。すなわち,まず,最小補正量の補正を行い,中間転写ベルト11の速度が安定する程度の時間間隔(通常,平均値の算出間隔より短い)を置いてもう一度行う。この間には駆動トルク値の測定を行う必要はない。なお,繰り返し回数は,前述のテーブルから取得される。
Even when the acquired average value exceeds + 3% of the single torque, the correction can be made by repeating the correction by the minimum correction amount after a certain interval, instead of making a correction at once. In this case, it is not necessary to interrupt image formation. For example, if the necessary correction amount at this time is about twice the minimum correction amount, correction is performed in two times at times t3 and t4 as shown in FIG. That is, first, the minimum correction amount is corrected, and the correction is performed again at a time interval (usually shorter than the average value calculation interval) at which the speed of the
本形態では,中間転写ベルト11がゴム層を有する弾性ベルトであるため,感光体21の表面との間に働く摩擦力が大きい。このことがベルトの大きな撓みと大きなスリップを引き起こす。これが,上記のような速度補正が必要となる理由である。しかし,中間転写ベルト11と感光体21との摩擦力が小さい場合には,このような処理の必要はない。そこで,1次転写される画像のトナーの面積が大きい場合には,トナーによって摩擦力が低減されるので,駆動モータ33の速度補正を行わないこととしてもよい。例えば,各感光体21のトナー被覆面積が,予め決めた程度を超える場合には,補正を行わないこととしてもよい。
In this embodiment, since the
例えば,形成画像のトナー面積率が予め定めた基準値(例えば,50%)を超える場合は補正を行わないこととしてもよい。あるいは,各感光体21のトナー被覆面積の平均,または合計を判断基準としてもよい。あるいは,各感光体21のうち最もトナー被覆面積の小さいものを判断基準とすることもできる。
For example, the correction may not be performed when the toner area ratio of the formed image exceeds a predetermined reference value (for example, 50%). Alternatively, the average or total of the toner covered areas of the
なお,本形態では,各1次転写部25は,従動回転をしているとした。そのため,上記のように,中間転写ベルト11と感光体21との間の摩擦力のみを考慮すればよかった。しかし,1次転写ローラを駆動回転させる画像形成装置もある。そのようなものでは,1次転写ローラと中間転写ベルト11との間の摩擦力も考慮する必要がある。そのため,このようなものでは,トナー面積率に関わらず,本形態の駆動モータ33の回転速度制御を行うことが望ましい。
In the present embodiment, each
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,画像形成中にも適宜,駆動トルクを測定し,駆動トルク値が0に近くなるように駆動モータ33を制御している。従って,画像形成中にも,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 in detail above, 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 motor 33. This is because a large current is required to generate a large torque value. In this case, the relationship between the current value of the drive motor 33 and the torque value may be measured in advance, and the current value corresponding to the state where the torque value becomes 0 is obtained.
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,
前記トルク測定部によって取得された駆動トルク値に基づいて,前記駆動部の回転速度を補正する回転速度補正部とを有し,
前記回転速度補正部は,
前記取得された駆動トルク値が正の値である場合には,前記駆動部の回転速度を減速し,
前記取得された駆動トルク値が負の値である場合には,前記駆動部の回転速度を増速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;
A rotation speed correction unit that corrects the rotation speed of the drive unit based on the drive torque value acquired by the torque measurement unit;
The rotational speed correction unit is
When the acquired drive torque value is a positive value, the rotational speed of the drive unit is reduced,
The image forming apparatus, wherein when the acquired drive torque value is a negative value, the rotational speed of the drive unit is increased.
前記トルク測定部は,前記転写ベルトが複数回にわたり回転する間の駆動トルク値の平均値を測定値として取得することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The torque measuring unit acquires an average value of driving torque values while the transfer belt rotates a plurality of times as a measured value.
前記回転速度補正部は,
前記トルク測定部によって取得した駆動トルク値が,予め定めた正の値である第1の値未満,かつ,予め定めた負の値である第2の値以上であれば,補正を行わず,
前記駆動トルク値が,前記第1の値以上,かつ,前記第1の値より大きい予め定めた第3の値未満であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず補正を行い,
前記駆動トルク値が,前記第2の値未満,かつ,前記第2の値よりさらに小さい予め定めた第4の値以上であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず補正を行い,
前記駆動トルク値が,前記第3の値以上,または,前記第4の値未満であれば,画像形成を一旦中止して,前記駆動部の回転速度を補正し,補正後に画像形成を再開することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
The rotational speed correction unit is
If the driving torque value acquired by the torque measuring unit is less than a first value that is a predetermined positive value and greater than or equal to a second value that is a predetermined negative value, correction is not performed.
If the drive torque value is greater than or equal to the first value and less than a predetermined third value that is greater than the first value, correction is performed regardless of whether or not image formation is in progress;
If the drive torque value is less than the second value and greater than or equal to a predetermined fourth value that is smaller than the second value, correction is performed regardless of whether or not image formation is in progress.
If the drive torque value is greater than or equal to the third value or less than the fourth value, the image formation is temporarily stopped, the rotational speed of the drive unit is corrected, and the image formation is resumed after the correction. An image forming apparatus.
前記回転速度補正部は,
前記トルク測定部によって取得した駆動トルク値が,予め定めた正の値である第1の値未満,かつ,予め定めた負の値である第2の値以上であれば,補正を行わず,
前記駆動トルク値が,前記第1の値以上,かつ,前記第1の値より大きい予め定めた第3の値未満であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず予め定めた最小補正量の補正を行い,
前記駆動トルク値が,前記第2の値未満,かつ,前記第2の値よりさらに小さい予め定めた第4の値以上であれば,画像形成中であるか否かにかかわらず予め定めた最小補正量の補正を行い,
前記駆動トルク値が,前記第3の値以上,または,前記第4の値未満であれば,画像形成を中止せずに前記最小補正量の補正を複数回繰り返して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:
The rotational speed correction unit is
If the driving torque value acquired by the torque measuring unit is less than a first value that is a predetermined positive value and greater than or equal to a second value that is a predetermined negative value, correction is not performed.
If the drive torque value is greater than or equal to the first value and less than a predetermined third value greater than the first value, a predetermined minimum correction is performed regardless of whether or not an image is being formed. Correct the amount,
If the drive torque value is less than the second value and greater than or equal to a predetermined fourth value that is smaller than the second value, a predetermined minimum value is set regardless of whether the image is being formed or not. Correct the correction amount,
If the drive torque value is greater than or equal to the third value or less than the fourth value, the minimum correction amount is corrected a plurality of times without stopping image formation. Forming equipment.
前記回転速度補正部は,形成中の画像のトナー面積率が予め定めた程度以上である場合には補正を行わないことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the rotation speed correction unit does not perform correction when the toner area ratio of the image being formed is equal to or greater than a predetermined level.
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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