JP2011242464A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写ベルトが長期間の使用による劣化で伸びてしまったり、高温・高湿度環境における膨張で伸びてしまったりしても、中間転写ベルトの回転方向の色ずれの発生を抑制すること。
【解決手段】 一次転写ローラ３９ａ〜ｄに転写バイアスが印加されてからスキャナユニット１１ａ〜ｄにより光が照射されるまでの時間を設定する操作部３０６を有し、一次転写ローラ３９ａ〜ｄに転写バイアスが印加された後、操作部３０６で設定された時間が経過したことに応じてスキャナユニット１１ａ〜ｄによる光の照射を開始する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式により転写紙にトナー像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上のトナー像を中間転写ベルトに転写する際の転写バイアスオン時に、感光体側の高圧印加及び一次転写ローラ側の高圧印加の影響を受けて、中間転写ベルトが一次転写ローラに張り付く等の負荷変動が起きることがある。このような負荷変動の影響により、中間転写ベルトの速度変動が発生してしまうことになる。

それを改善するために、従来では、転写バイアスオン時は、段階的に印加電圧を上げていき、転写バイアスオフ時は、段階的に印加電圧を下げていく制御を行っていた。すなわち、急激な転写バイアス印加による中間転写ベルト駆動モータのトルク変動を抑制して、ベルトの回転速度変動を抑え、中間転写ベルトの回転方向の色ずれを緩和していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２９６７２０号公報

しかしながら、中間転写ベルトは、長期間の使用による劣化で伸びてしまったり、高温・高湿度環境における膨張で伸びてしまったりする場合がある。中間転写ベルトが伸びると、そのたるみにより一次転写ローラに張り付きやすくなってしまう。

このような場合に、特許文献１記載の手法を適用したとしても、転写バイアス印加の影響により、中間転写ベルト駆動モータのトルク変動が発生し、中間転写ベルトの回転速度の変動を抑制することが困難である。このため、中間転写ベルトの回転方向の色ずれを補正するのには限界があった。

そこで、本発明は、中間転写ベルトが長期間の使用による劣化で伸びてしまったり、高温・高湿度環境における膨張で伸びてしまったりしても、中間転写ベルトの回転方向の色ずれの発生を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、表面を帯電された複数の感光体のそれぞれに対し、光を照射して静電潜像を形成する照射手段と、前記複数の感光体のそれぞれの表面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記複数の感光体のそれぞれに形成されたトナー像が、順次重ね合わされて転写される中間転写ベルトと、転写バイアスを印加されることにより、前記複数の感光体のそれぞれに形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する転写手段と、前記転写手段に転写バイアスが印加されてから前記照射手段により光が照射されるまでの時間を設定する設定手段と、前記転写手段に転写バイアスが印加された後、前記設定手段で設定された時間が経過したことに応じて前記照射手段による光の照射を開始する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、中間転写ベルトが長期間の使用による劣化で伸びてしまったり、高温・高湿度環境における膨張で伸びてしまったりしても、中間転写ベルトの回転方向の色ずれの発生を抑制することができる。

画像形成装置の断面図である。 画像形成装置の制御ブロック図である。 転写バイアス印加時における中間転写ベルト駆動のトルクの変動と、画像書出しタイミングを説明する図である。 中間転写ベルトの劣化度合い及び環境温度・湿度と、中間転写ベルト駆動モータのトルク変動との関係を示す図である。 第１の実施形態における、画像書出しタイミングを遅延させる際のフローチャートである。 第２の実施形態における、画像書出しタイミングを遅延させる際のフローチャートである。 中間転写ベルトの劣化度合いと、劣化検知センサの出力との関係を示す図である。

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。

＜第１の実施形態＞
図１は、画像形成装置の断面図である。

図１において、複数のローラに掛け回された中間転写ベルト３０に沿って、イエロー画像（Ｙ）、マゼンタ画像（Ｍ）、シアン画像（Ｃ）、ブラック画像（Ｋ）の各色ごとに画像形成部を設けている。

それぞれの画像形成部は、感光体としての感光ドラム１８、感光ドラム１８を一様に帯電する帯電器１６、感光ドラム１８上にレーザ光１３により潜像を形成するスキャナユニット１１、潜像をトナーで現像する現像器１４を有する。また、それぞれの画像形成部は、感光ドラム１８上のトナー画像を中間転写ベルト３０へ転写する一次転写ローラ３９、中間転写ベルト３０上のトナー像を転写紙に転写する二次転写ローラ３１等を有する。なお、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）のそれぞれに対応して、ａ〜ｄの符号を付している。

符号Ｐは転写材である転写紙で、転写紙Ｐはカセット２２から給紙される。給紙された転写紙Ｐは、画像形成部とタイミングをとるために、レジストローラ２１で待機する。レジストローラ２１の近傍には、給紙された転写紙Ｐの先端を検知するレジストセンサ２４が設けてある。レジストセンサ２４にて転写紙Ｐの先端が検出される。

レジストセンサ２４により転写紙Ｐの先端がレジストローラ２１に到達したタイミングに基づき、レーザ光１３の照射を行うタイミングをとる。そして、レーザ光１３を照射されることにより感光ドラム１８上に形成された静電潜像は、現像器１４により各色のトナーで現像される。感光ドラム１８上の各色のトナー像（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、中間転写ベルト３０上に色ずれが無いよう一次転写ローラ３９により順次重ね合わされた状態で転写される。

中間転写ベルト表面の劣化度合いを検知する劣化検知センサ１９は、乱反射型センサであり、中間転写ベルト３０の表面へＬＥＤを発光させ、その反射光を受光し電圧に変換する。

定着器２３のヒータ（不図示）の温度は、所定値になるように制御されている。レジストローラ２１で待機した転写紙Ｐは、中間転写ベルト３０上のトナー画像の先端と転写紙Ｐの先端が合うタイミングで、二次転写ローラ３１を通過する。二次転写ローラ３１を転写紙Ｐが通過する際、トナー画像は、転写紙Ｐに転写される。そして、転写紙Ｐは、適温になっている定着器２３を通過し、溶融定着された後、画像形成装置の機外に排出される。

図２は、画像形成装置の制御ブロック図である。

タッチパネルディスプレイを有する操作部３０６から画像形成の開始指示がコントローラ部３０７へ入力されることにより、コントローラ部３０７は画像形成ジョブを開始するようにプリンタ制御部３０１へ指示する。プリンタ制御部３０１は、環境検知手段としての温湿度センサ３０５により環境状況を認識する。そして、プリンタ制御部３０１は、中間転写ベルト駆動モータ制御部３０３へ駆動開始信号を出力する。

プリンタ制御部３０１から出力された駆動開始信号により、中間転写ベルト駆動モータ制御部３０３は中間転写ベルト駆動モータ３０４の回転を開始する。また、プリンタ制御部３０１は、環境温度・湿度を検知する温湿度センサ３０５と接続されている。

プリンタ制御部３０１は、転写バイアス駆動部３０８へ一次転写バイアス印加開始信号を出力する。プリンタ制御部３０１は、操作部３０６からユーザの操作入力により手動で設定されたモードに応じて、一次転写ローラ３９ａ〜ｄへの転写バイアス印加タイミングを遅延させる。

図３は、転写バイアス印加時における中間転写ベルト駆動のトルクの変動と、画像書出しタイミングを説明する図である。

まず、図３（ａ）について説明する。中間転写ベルト３０の急激なトルク変動は、転写バイアス印加により発生する。これは、中間転写ベルト駆動モータ３０４を動作させた状態で転写バイアスを印加すると、一次転写ローラ３９と中間転写ベルト３０との間で吸着力が働き、その間の摩擦抵抗が大きくなるためである。

中間転写ベルト３０の急激なトルク変動に影響を受け、中間転写ベルト駆動モータ３０４の回転速度に乱れが発生する。そして、それに追従して中間転写ベルト３０の表面速度が変動する。中間転写ベルト３０の表面速度の変動が収束しない間にトナー画像を中間転写ベルト３０へ転写を行うと、中間転写ベルト３０上に転写される各色の画像間でずれが発生してしまう。

次に、図３（ｂ）について説明する。中間転写ベルト３０の急激な速度変動が収束した後、画像書出しを行い、中間転写ベルト３０の表面速度が安定した状態の時に画像を転写するように、Ｋ転写バイアスオン後、Ｙ画像書出しタイミングをｔ時間遅延させる。すなわち、通常はＫ転写バイアスオンと同時にＹ画像書出しを行うが、通常よりもＹ画像書出しタイミングをｔ時間遅延させる。

上記遅延時間ｔの設定は、ユーザが操作部３０６から入力することにより行われる。具体的には、ユーザは、環境温度、中間転写ベルト３０の劣化度合いを操作部３０６のディスプレイより確認し、異なる遅延時間ｔが設定されている複数のモードを切り替えることにより行う。すなわち、ユーザは、高温・高湿環境になるほど、又は、中間転写ベルト３０の劣化が進むほど、遅延時間ｔが長くなるモードに設定する。

図４は、中間転写ベルトの劣化度合い及び環境温度・湿度と、中間転写ベルト駆動モータのトルク変動との関係を示す図である。

図４（ａ）に示されるように、中間転写ベルト３０が新品のものであればトルク変動は小さいが、中間転写ベルト３０の劣化が進むに連れ、転写バイアス印加時の中間転写ベルト駆動モータ３０４のトルク変動が大きくなる。また、図４（ｂ）に示されるように、環境温度・湿度が上がるにつれ、転写バイアス印加時の中間転写ベルト駆動モータ３０４のトルク変動が大きくなる。

中間転写ベルト駆動モータ３０４のトルク変動が大きくなるにつれ、中間転写ベルト３０の表面速度が安定するまでに時間が長くなる。このため、中間転写ベルト３０の劣化度合いが大きくなるにつれ、上記遅延時間ｔが長くなるモードへ切り替えを行い、環境温度・湿度が高くなるにつれ、上記遅延時間ｔが長くなるモードへ切り替えを行う。

図５は、第１の実施形態における、画像書出しタイミングを遅延させる際のフローチャートを示す。

まず、プリンタ制御部３０１は、ユーザにより操作部３０６から入力された画像書出し遅延時間ｔを取得する（Ｓ５０１）。次に、プリンタ制御部３０１は、操作部３０６上のスタートキーがユーザから押下されたことに応じて、コピー動作を開始する（Ｓ５０２）。そして、プリンタ制御部３０１は、中間転写ベルト駆動モータ制御部３０３へ中間転写ベルト駆動モータ３０４ＯＮの指示を行う（Ｓ５０３）。

中間転写ベルト３０の駆動が開始されると、プリンタ制御部３０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、転写バイアス駆動部３０８へ一次転写バイアス印加開始信号を出力する（Ｓ５０４、Ｓ５０５、Ｓ５０６、Ｓ５０７）。そして、設定された画像書出し遅延時間ｔが経過するまで待つ（Ｓ５０８）。

その後、プリンタ制御部３０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、各色の感光ドラム１８への画像書出しを開始するよう、スキャナユニット１１を制御する（Ｓ５０９、Ｓ５１０、Ｓ５１１、Ｓ５１２）。

そして、感光ドラム１８へ転写された画像は、一次転写ローラ３９による一次転写バイアスの印加により、中間転写ベルト３０へ画像が転写される。中間転写ベルト３０へ転写された画像は、中間転写ベルト３０の回転により、二次転写ローラ３１の方向へ移動する。そして、二次転写ローラ３１に印加される二次転写バイアスにより、中間転写ベルト３０から転写紙Ｐへ画像が転写される（Ｓ５１３）。

以上で説明した第１の実施形態によれば、長期間の使用で中間転写ベルト３０が劣化したり、環境温度・環境湿度の変化により中間転写ベルト３０が伸縮したりしても、中間転写ベルトの回転方向の色ずれの発生を抑制することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について示す。第２の実施形態の説明にあたり、第１の実施形態と内容が重複する部分については、その説明を省略する。

図６は、第２の実施形態における、画像書出しタイミングを遅延させる際のフローチャートを示す。

まず、プリンタ制御部３０１は、劣化検知センサ１９を用いて中間転写ベルト３０の劣化度を検知する（Ｓ６０１）。

中間転写ベルト劣化度を検知する方法としては、中間転写ベルトを駆動した後、ＬＥＤをオンして中間転写ベルト３０に光を照射し、中間転写ベルト３０の表面（下地）からの乱反射光を受光素子にて受光する。そして、プリンタ制御部３０１は、受光素子からの検知電圧εＶを、中間転写ベルト３０の劣化度として認識する。

これは、図７で示されるように、中間転写ベルト３０の劣化が進むと、表面が粗くなり乱反射光が増加し、劣化検知センサ１９の受光素子が受光する光の強度が増すからである。

次に、プリンタ制御部３０１は、劣化検知センサ１９の検知結果より、検知電圧εＶを、閾値としての所定電圧ＲＶと比較する（Ｓ６０２）。ここで、検知電圧εＶが所定電圧ＲＶより低い値であった場合、中間転写ベルト３０はある一定の劣化度に達していないこととなり、ステップＳ６０３へ移行する。

ここで、プリンタ制御部３０１は、温湿度センサ３０５からの出力に基づき、環境温度・湿度の検知を行う（Ｓ６０３）。画像形成装置の動作モ−ドは、温湿度センサ３０５の検知結果（α℃、β％）により４タイプに分けられる。検知温度α℃は、所定温度Ａ℃より低い温度の場合と、所定温度Ａ℃以上である場合とに分けられる。（Ｓ６０４）。検知湿度β％は、所定湿度Ｐ％より低い場合と、所定湿度Ｐ％以上である場合とに分けられる（Ｓ６０５、Ｓ６０６）。

また、ステップＳ６０２において、検知電圧εＶが所定電圧ＲＶ以上である場合、中間転写ベルト３０はある一定の劣化度に達したこととなり、ステップＳ６１１へ移行する。

ここで、プリンタ制御部３０１は、温湿度センサ３０５からの出力に基づき、環境温度・湿度の検知を行う（Ｓ６１１）。この場合も同様に、画像形成装置の動作モ−ドは、温湿度センサ３０５の検知結果（α℃、β％）により４タイプに分けられる。検知温度α℃は、所定温度Ａ℃より低い温度の場合と、所定温度Ａ℃以上である場合とに分けられる。（Ｓ６１２）。検知湿度β％は、所定湿度Ｐ％より低い場合と、所定湿度Ｐ％以上である場合とに分けられる（Ｓ６１３、Ｓ６１４）。

モードは、全部で８モードとなる。８モードを下記に記す。
モード１：ベルト劣化度低／低温低湿（Ｓ６０７）
モード２：ベルト劣化度低／低温高湿（Ｓ６０８）
モード３：ベルト劣化度低／高温低湿（Ｓ６０９）
モード４：ベルト劣化度低／高温高湿（Ｓ６１０）
モード５：ベルト劣化度高／低温低湿（Ｓ６１５）
モード６：ベルト劣化度高／低温高湿（Ｓ６１６）
モード７：ベルト劣化度高／高温低湿（Ｓ６１７）
モード８：ベルト劣化度高／低温高湿（Ｓ６１８）

ステップＳ６０７〜６１８において、プリンタ制御部３０１は、転写バイアス印加タイミングの設定を行う。すなわち、プリンタ制御部３０１は、各モードに応じた画像書出し遅延時間ｔの設定を行う。

以上で説明した第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏するとともに、ユーザが遅延時間ｔを設定する必要がないという効果を奏する。

１１ スキャナユニット
１４ 現像器
１８ 感光ドラム
１９ 劣化検知センサ
３０ 中間転写ベルト
３９ 一次転写ローラ
３０１ プリンタ制御部
３０５ 温湿度センサ
３０６ 操作部

Claims (4)

1. 表面を帯電された複数の感光体のそれぞれに対し、光を照射して静電潜像を形成する照射手段と、
   前記複数の感光体のそれぞれの表面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
   前記複数の感光体のそれぞれに形成されたトナー像が、順次重ね合わされて転写される中間転写ベルトと、
   転写バイアスを印加されることにより、前記複数の感光体のそれぞれに形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写バイアスが印加されてから前記照射手段により光が照射されるまでの時間を設定する設定手段と、
   前記転写手段に転写バイアスが印加された後、前記設定手段で設定された時間が経過したことに応じて前記照射手段による光の照射を開始する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. ユーザからの操作入力を受け付ける操作手段を更に有し、
   前記設定手段は、ユーザによる前記操作手段からの操作入力に基づき、前記転写手段に転写バイアスが印加されてから前記照射手段により光が照射されるまでの時間を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 環境温度及び環境湿度を検知する環境検知手段を更に有し、
   前記設定手段は、前記環境検知手段により検知された環境温度及び環境湿度に基づき、前記転写手段に転写バイアスが印加されてから前記照射手段により光が照射されるまでの時間を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記中間転写ベルトの劣化度合いを検知する劣化検知手段を更に有し、
   前記設定手段は、前記劣化検知手段により検知された前記中間転写ベルトの劣化度合いに基づき、前記転写手段に転写バイアスが印加されてから前記照射手段により光が照射されるまでの時間を設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

Images