JP2012042800A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 中間転写ベルトの停止位置を二つ以上の異なる位置で停止するようにすることで巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減できるものの、中間転写ベルトの長さと転写されるトナー像の長さの差が小さくなると、中間転写ベルト上の巻き癖の上にトナー像を転写せざるを得ない状況となり、巻き癖に転写されたトナー像が画像不良になってしまう可能性がある。
【解決手段】 中間転写ベルト5aの所定の位置に巻き癖を形成するように、且つ、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまうようなサイズの大きなトナー像を形成するような際にも、トナー像の先端及び後端と巻き癖が重なるように転写を制御することで、巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減することが可能となる。
【選択図】 図7

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に画像が転写される中間転写体を有する画像形成装置に関するものである。
従来、画像形成装置において、感光ドラムに形成されたトナー像が転写される中間転写体である中間転写ベルトを備えたものがある。このような画像形成装置においては中間転写ベルトの駆動を制御するために、中間転写ベルトに光反射部材からなる基準マークが設けられている。そして、この基準マークを光学的に検知する検知センサが設けられている。
このような画像形成装置おいて画像形成を行う場合は、検知センサによって基準マークが検知されてから予め設定された所定時間後に画像形成プロセスが開始され、中間転写ベルトの所定位置にトナー像が転写されるように制御される。そして、画像形成が終了すると、基準マークを検知センサが検知してから、予め設定された所定時間後に中間転写ベルトが停止するように制御され、中間転写ベルトは常に同じ位置で停止させられる。中間転写ベルトを常に同じ位置で停止させるのは、ファーストプリントアウトタイム(以下、FPOTとも表現する)を一定にするためである。
中間転写ベルトは複数の保持ローラに張架されているので、前述のように中間転写ベルトが常に同じ位置で停止すると、中間転写ベルトの保持ローラに接触している部分に保持ローラの巻き癖が生じてしまうことがある。この巻き癖が生じると、中間転写体上に転写されたトナー像を精度良く記録材に転写することができずに、白帯が発生したりする画像不良となる可能性がある。このような課題に対して特許文献1では、中間転写ベルトが少なくとも二つ以上の異なる位置で停止するように制御することで中間転写ベルトに生じる巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減する方法が提案されている。
特開2001−201994
特許文献1のように、中間転写ベルトの停止位置を二つ以上の異なる位置で停止するようにすることで巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減できるものの、中間転写ベルトの長さと転写されるトナー像の長さの差が小さくなると、中間転写ベルト上の巻き癖の上にトナー像を転写せざるを得ない状況となり、巻き癖に転写されたトナー像が画像不良になってしまう可能性があるという課題があった。
本発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、中間転写ベルト上に形成された巻き癖の上にトナー像を転写するような状況においても、できる限り巻き癖の影響がトナー像に出ないように制御することで、巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、前記像担持体上に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段と、中間転写体と、前記像担持体上に形成された前記トナー像を前記中間転写体に転写する転写手段と、前記中間転写体を張架する張架部材と、前記張架部材により前記中間転写体上に形成された巻き癖に、前記トナー像の先端及び後端が転写されるように前記転写手段により前記トナー像が転写されるタイミングを制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明の構成によれば、中間転写ベルト上に形成された巻き癖の上にトナー像を転写するような状況においても、できる限り巻き癖の影響がトナー像に出ないように制御することで、巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減することが可能となる。
画像形成装置の概略構成図 中間転写ベルトユニットと感光ドラムユニットの断面図 中間転写ベルトユニットと感光ドラムユニットの横断面図 画像形成装置のシステム構成を説明するためのハードウェアブロック図 中間転写ベルト上の巻き癖を説明するための図及び巻き癖が形成される領域とトナー像が形成される領域を説明するための図 中間転写ベルトの停止位置を示した図 LEGALサイズのトナー像を中間転写ベルトに転写する方法を示した図 中間転写ベルト5a上の巻き癖に画像の先端及び後端が重なるように転写させるタイミングを示したタイミングチャート 中間転写ベルト5a上の巻き癖に画像の先端及び後端が重なるように転写させる方法を示したフローチャート 巻き癖を中間転写ベルト5aの所定の位置に形成する方法を示したフローチャート 中間転写ベルトの停止位置を2箇所にした状態を示した図 中間転写ベルトの2箇所の停止位置を示した図 中間転写体5a上の巻き癖を分散させ且つ巻き癖に画像の先端及び後端が重なるように転写させるタイミングを示したタイミングチャート 巻き癖を中間転写ベルト5aの停止位置1と停止位置2とに形成する方法を示したフローチャート 文章が形成されることを示した図 画像情報に応じて画像と巻き癖の重なる位置を制御することを示した図 画像情報に応じて画像と巻き癖の重なる位置を制御する方法を示したフローチャート
(第1の実施形態)
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
[画像形成装置における画像形成動作]
図1は、画像形成装置の一例としてレーザープリンタの構成を示した概略構成図である。以下、画像形成装置における画像形成動作について説明する。中間転写体としての中間転写ベルト5aは、駆動ローラ40と第1の従動ローラ(テンションローラ)41及び張架部材としての第2の従動ローラ(アイドラローラ)42に張架されている。中間転写ベルト5aは、像担持体としての感光ドラム1の回転と同期して回転される。感光ドラム1は、表面を帯電装置2によって均一に帯電され、露光手段3によってイエロー(以下、Yとも示す)の画像の露光を行い、感光ドラム1上(像担持体上)にYの静電潜像を形成する。静電潜像を形成すると同時にロータリ現像装置4を駆動してYの現像器4Yを現像位置に移動する。現像位置に移動された現像器4Yは、不図示の現像カップリングより駆動を伝達され回転する。現像器4Yは、感光ドラム1上の静電潜像に現像剤としてのYのトナーが付着するように感光ドラム1上の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にYトナーを付着させてトナー像を現像する。中間転写ベルト5a内の1次転写ローラ5jにトナー像と逆極性の電圧を印加して、感光ドラム1上のトナー像を中間転写ベルト5a上(中間転写体上)に1次転写する。
Yのトナー像の1次転写が終了すると、ロータリ現像装置4を駆動して、次の色の現像器を現像位置に移動する。そして、Yの場合と同様にマゼンタ(以下、Mとも示す)、シアン(以下、Cとも示す)、ブラック(以下、Bkとも示す)の各色について、トナー像の形成を順次行い、中間転写ベルト5a上に4色のトナー像を重ね合わせる。なお、ロータリ現像装置4の位置は、ロータリ位置検知センサによって検知され、制御されている。また、各色の1次転写を行っているときに2次転写ローラ12は、中間転写ベルト5aとは非接触の状態に位置する。クリーニングユニットとしての帯電ブラシ22、帯電ローラ23も中間転写ベルト5aとは非接触の状態に位置する。
中間転写ベルト5a上に4色のトナー像が画像として形成されると、2次転写ローラ12が中間転写ベルト5aに当接され、2次転写部を形成する。中間転写ベルト5a上に形成された画像が2次転写部に搬送されるタイミングと同期して、積載手段19からピックアップローラ18により給紙され、再給紙手段である搬送ローラ対7dによって所定の位置で待機していた記録材が2次転写部に搬送される。2次転写ローラ12にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト5a上のトナー像は搬送されてきた記録材の表面に2次転写される。
画像を2次転写された記録材は、定着器8に搬送されて定着器8により画像が定着され、排紙ローラ対9によって排紙トレイ10に排紙され、画像形成が完了となる。
[中間転写ベルトユニット及び感光ドラムユニット]
図2は中間転写ベルトユニット21と感光ドラムユニット20の断面図である。図3は中間転写ベルトユニット21と感光ドラムユニット20を上方より見た断面図である。以下、中間転写ベルトユニット21及び感光ドラムユニット20について説明する。
まず、感光ドラムユニット20について説明する。感光ドラムユニット20には感光ドラム1が両端を回転自在に右側軸受202と左側軸受206により保持され、右側端部のカップリング49を介して画像形成装置から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、感光ドラム1には帯電ローラ2が両端の軸受25を介して、圧縮バネ26により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
次に中間転写ベルトユニット21について説明する。中間転写ベルト5aは、駆動ローラ40と第1の従動ローラ(テンションローラ)41および第2の従動ローラ(アイドラローラ)42により張架されている。なお、本実施形態において中間転写ベルト5aの長さは、画像形成装置で画像形成可能な画像の長手方向における最長の長さと同等より長く、画像の長手方向における最長の長さの2倍より短い長さに設定されている。駆動ローラ40は、両端を回転自在に右側軸受201と左側軸受205により保持され右側軸受部の駆動ギア48を介して画像形成装置から所定の回転駆動が伝達されるようになっている。第1の従動ローラ41の両端の軸受には圧縮バネ44が設けられ、中間転写ベルト5aに所定の張力を与えるようになっている。中間転写ベルト5aを挟んで、感光ドラム1と対向する位置には、1次転写ローラ5jが設けられ、両端の軸受46を介して圧縮バネ47により所定の力で圧接され従動回転するようになっている。軸受の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、1次転写ローラ5jに所定のバイアスを印加することにより、感光ドラム1上のトナーを中間転写ベルト5a上に1次転写する。
中間転写ベルト5aには、中間転写ベルト5aの搬送方向の位置を検知し中間転写ベルト5a上に重ね合わせる各色トナー像の位置合わせを行う為の位置検知手段としての光センサ(フォトセンサ)70と基準マーク71が設けられている。中間転写ベルト5aの幅方向において、画像形成領域外に基準マーク71が配置される。これに対向するように所定の位置に反射型の光センサ70を配置され、基準マーク71からの反射光を検知することにより中間転写ベルト5aの搬送方向の位置や画像の書き出し位置や、露光手段3による感光ドラム1への画像データ書き込みタイミングを制御している。
図4は、画像形成装置のシステム構成を説明するためのハードウェアブロック図である。101は外部装置、102はビデオコントローラ、103はプリンタエンジンである。以下、プリンタエンジン103について詳しく説明する。プリンタエンジン103は、大きく分けてエンジン制御部とエンジン機構部から構成される。エンジン機構部はエンジン制御部からの各種指示により動作する部分であるが、まずこのエンジン機構部の詳細を説明し、その後にエンジン制御部に詳しく説明する。
レーザ/スキャナ系131は、レーザ発光素子、レーザドライバ回路、スキャナモータ、回転多面鏡、スキャナドライバ等を含む。ビデオコントローラ102から送られてくる画像データに従い感光ドラム1をレーザ光にて露光走査することにより感光ドラム1上に潜像を形成する部位である。作像系132は、本機の中枢をなす部分であり、感光ドラム上に形成された潜像に基づくトナー像を記録材上に形成させる部位である。プロセスカートリッジ、中間転写ベルト5a、定着器8等のプロセス要素及び作像を行う上での各種バイアス(高電圧)を生成する高圧電源回路で構成される。プロセスカートリッジには、除電器、帯電ローラ、現像ローラ、感光ドラム等が含まれる。また、プロセスカートリッジには、不揮発性のメモリタグが備えられており、CPU121或いはASIC122は、当該メモリタグに各種情報の読み書きを行う。
給紙・搬送系133は、記録材の給紙や搬送を司る部分であり、各種搬送系モータ、給排紙トレイ、各種搬送ローラ等で構成される。センサ系134は、レーザ/スキャナ系、作像系、給紙・搬送系を、後述するCPU121、ASIC122が制御する上で、必要な情報を収集する為のセンサ群である。このセンサ群には、定着器の温度センサ、トナー残量検知センサ、画像の濃度を検知する濃度センサ、用紙サイズセンサ、紙先端検知センサ、紙搬送検知センサなど、少なくとも既に周知の各種センサが含まれる。これら各種センサで検知された情報はCPU121により取得され、プリントシーケンス制御に反映される。尚、図中のセンサ系について、レーザ/スキャナ系131、作像系132、給紙・搬送系133と分けて記載したが、何れかの機構に含めるように考えても良い。
次にエンジン制御部の説明を行う。121はCPUであり、RAM123を主メモリ、ワークエリアとして利用し、不揮発性記憶部124に格納される各種制御プログラムに従い、上述したエンジン機構部を制御する。より具体的に、CPU121は、ビデオコントローラ102からエンジンインターフェース125を介して入力されたプリント制御コマンド及び画像データに基づき、レーザ/スキャナ系131を駆動する。また、CPU121は、作像系132、給紙・搬送系133を制御することで、各種プリントシーケンスを制御する。また、CPU121はセンサ系を駆動することで、作像系、給紙・搬送系を制御する上で、必要な情報を取得する。一方、ASIC122は、CPU121の指示のもと、上述した各種プリントシーケンスを実行する上での各モータの制御、現像バイアス等の高圧電源制御を行う。なお、CPU121の機能の一部或いは全てをASIC122に行わせても良く、また、逆にASIC122の機能の一部或いは全てをCPU121に代わりに行わせても良い。また、CPU121やASIC122の機能の一部を別途の専用ハードウェアを設け、その専用ハードウェアに行わせるようにしても良い。
図5(a)は、中間転写ベルト5aと保持ローラ42が接触することで、中間転写ベルト5a上に発生する巻き癖を説明するための図である。中間転写ベルト5aは、常に同じ位置で停止すると、保持ローラ42に掛け回されている部分に時間の経過と共に保持ローラの巻き癖501が生じる。なお、中間転写ベルト5aは常にぴったり同じ位置において停止することは難しく、多少の停止位置のばらつきが発生する。そのため、実質的に巻き癖501は複数箇所の巻き癖の集まりとなり、中間転写ベルト駆動モータの停止ばらつきを考慮した領域(図5の巻き癖501の左右の領域)も含めて巻き癖501とする。
図5(b)は、トナー像が転写されない領域である巻き癖が形成される領域とトナー像が形成される領域とを示した図である。なお、ここでいうトナー像が転写されない領域及びトナー像が転写される領域とは、中間転写ベルトにA4サイズのトナー像を転写することを一例として想定している。本実施形態の一例として、中間転写ベルト5aの1周の周長を377mm、最頻使用の用紙サイズ(画像サイズ)をA4(幅210mm、長さ297mm)とし、巻き癖を回避して画像形成を行うように制御する。つまり、トナー像が転写される領域504は297mm、トナー像が転写されない領域503は377−297=80mmとなる。505はトナー像が転写される領域の先端、506はトナー像が転写される領域の後端を示している。なお、ここでは説明の便宜上、一例として中間転写ベルト5aの周長を377mm、画像サイズをA4としたが、中間転写ベルト5aの周長からトナー像が転写されない領域601に巻き癖を形成できれば、周長及び画像サイズはこれに限られるものではない。
図6は、中間転写ベルト5aが停止する位置を制御する方法について説明するための図である。画像形成が終了し中間転写ベルト5aを停止する際は、検知センサ70で基準マーク71を検知した時間から所定時間後に中間転写ベルト5aを停止させる。これにより、中間転写ベルト5aの停止位置を一定の位置にすることができるため、中間転写ベルト5a上に形成される巻き癖の位置をトナー像が転写されない領域とすることができる。
本実施形態では、中間転写ベルト5aの停止時に検知センサ70で基準マーク71を検知してからT秒後に中間転写ベルト5aを停止するように設定している。このT秒は、中間転写ベルト5aの特定の位置に巻き癖を形成するように設定される。なお、T秒の設定は、中間転写ベルト5aの周長や駆動速度、形成される画像の最大サイズ等の条件から適宜設定することができる。
図7は、LEGALサイズのトナー像を中間転写ベルト5aに転写する方法を示した図である。前述したように、中間転写ベルト5aの1周の周長を377mm、最頻使用の用紙サイズ(画像サイズ)をA4(幅210mm、長さ297mm)とし、巻き癖を回避して画像形成を行うことを想定している。つまり、トナー像が転写される領域は297mm、トナー像が転写されない領域は377−297=80mmとなる。このような条件で、用紙サイズ(画像サイズ)をLEGAL(幅215.9mm、長さ355.6mm)とすると、トナー像が転写される領域は355.6mm、トナー像が転写されない領域は377−355.6=21.4mmとなる。つまり、LEGALサイズのトナー像を形成する場合、A4サイズのトナー像が転写される領域の範囲内に収まりきらなくなるため、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖を回避して転写することはできなくなる。
本実施形態におけるLEGALサイズのトナー像を中間転写ベルト5aに転写する方法について説明する。A4サイズのトナー像を中間転写ベルト5aに転写するタイミングを同じタイミングでLEGALサイズのトナー像を中間転写ベルト5aに転写すると、A4サイズではトナー像が転写されない領域までトナー像が転写されてしまうので、LEGALサイズの画像の後端部分の多くが巻き癖と重なるように転写されてしまう。その際に、巻き癖の影響を大きく受けてしまうと、画像の後端に乱れが生じた画像不良となってしまう。このような状態を回避するために、本実施形態においては、A4サイズより大きなサイズのトナー像、例えばLEGALサイズのトナー像を中間転写ベルト5aに転写する際には、A4サイズのトナー像を転写するタイミングよりも少し早いタイミングでトナー像の転写を開始することにより、中間転写ベルト5a上の巻き癖とトナー像が重なる部分をトナー像の先端及び後端に分散させる。具体的には、図7に示したように、画像領域の先端部分707及び後端部分709が巻き癖と重なる部分となり、例え巻き癖の影響を受けてしまったとしても、その影響を画像の先端及び後端に分散することで、画像不良を目立たないようにすることができる。このように、中間転写ベルト5aに形成された巻き癖を回避できないようなサイズのトナー像が転写されるような際にも、巻き癖がトナー像に与える影響をできる限り少なくするように制御することにより、巻き癖の影響を軽減することができる。
なお、ここでは巻き癖を形成する箇所は1箇所で説明したが、巻き癖を付ける箇所を複数箇所にすると、巻き癖の数は増えてしまうが巻き癖の影響が分散されて影響を軽減することができる。複数箇所に巻き癖を形成する場合は、先の図6で説明した中間転写ベルト5aを停止する時間であるT秒を適宜増やしたり減らしたりすることで実現できる。また、巻き癖と重なる先端及び後端部分は、必ずしも均等でなくてもよく、先端と後端の重なりの割合は適宜設定可能である。
図8は、中間転写ベルト5a上の巻き癖に画像の先端及び後端が重なるように転写させるタイミングを示したタイミングチャートである。CPU121は画像形成命令を受けると、画像形成動作を開始するための準備動作として、中間転写ベルト駆動モータの駆動、定着モータの駆動、スキャナモータの駆動など各種アクチュエータの駆動、2次転写バイアスの調整制御、各種高圧の立ち上げ等を開始する(T0)。スキャナモータを立ち上げる際にはレーザの強制発光を行うため感光ドラム1の表面に電位差が発生する。この状態で1次転写制御を行うと1次転写の制御結果に良くない影響を及ぼすため、電位差がなくなった後に1次転写制御を開始する(T1)。さらに、2次転写バイアスの調整制御が終了したところで、クリーニングユニットを当接させ、画像形成を開始するまで中間転写ベルト5aのクリーニングを行う。ただし、クリーニングユニットを当接させて中間転写ベルト5aのクリーニングを行うのは、1ページ目をプリントするための準備動作のときであり、連続プリントの2ページ目以降のときは、クリーニング動作を行わない。なお、この準備動作が終了するまでの時間には多少のばらつきがあるものの、ばらつきを考慮したマージンを含めても準備動作はT0からT3の間の時間で終了する。
準備動作と並行して、検知センサ70で基準マーク71を検知するために、基準マークの監視処理を開始する。なお、以降検知センサ70で基準マーク71の監視処理を行う期間を基準マーク検知ウィンドウと呼び、監視処理を開始することをウィンドウオープン、監視処理を終了することをウィンドウクローズと呼ぶ。基準マークの監視を開始するため基準マーク検知ウィンドウをオープンし、検知センサ70で基準マーク71を検知するまで検知を継続する。基準マーク71を検知すると(T2)、基準マーク71を検知してから所定時間が経過するとCPU121はビデオコントローラ102に画像TOP信号を出力する(T3)。所定時間とは、巻き癖にトナー像の先端及び後端を転写できるような、転写開始タイミング801までの時間である。例えばA4サイズのトナー像を転写するときにちょうど巻き癖の後端からトナー像が転写されるタイミングで画像TOP信号が出力されるとすれば、LEGALサイズのトナー像はA4サイズのトナー像よりも少し早いタイミングで画像TOP信号を出力する。これにより、トナー像の先端が巻き癖に重なるように転写することが可能となる。なお、どの程度画像TOP信号を早めるかについては、トナー像をどの程度巻き癖に重ねるかにより任意に設定することが可能である。
そして、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号(ビデオ信号)を受信し、Yのトナー像の形成を開始する(T4)。感光ドラム1に形成されたYのトナー像は、先端及び後端が巻き癖に重なるように中間転写ベルト5aに転写される。そして、Yのトナー像がクリーニングユニット23に到達する前にクリーニングユニット23を離間状態にする(T6)。
Yのトナー像を形成中に2周目の基準マーク検知ウィンドウをオープンし、検知センサ70により基準マーク71を検知すると(T5)、Yのトナー像の形成時と同様に、基準マーク71を検知してから巻き癖位置にトナー像の先端及び後端を転写できる時間802が経過したタイミングで、CPU121はビデオコントローラ102に画像TOP信号を出力する(T7)。そして、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号を受信し、Mのトナー像の形成を開始する(T8)。以降、Cのトナー像とBkのトナー像も同様の方法で形成し、中間転写ベルト5a上にカラー画像を形成する。
次に、画像形成動作が終了し、中間転写ベルト5aを停止する動作について説明する。中間転写ベルト5aを停止する準備ができると、基準マーク検知ウィンドウをオープンし、検知センサ70で基準マーク71を検知するまで待機する。基準マーク71を検知すると(T9)、巻き癖を所定の位置に形成するために予め設定される時間803が経過したところで中間転写ベルト5aを停止する(T10)。
図9は、中間転写ベルト5a上の巻き癖に画像の先端及び後端が重なるように転写させる方法を示したフローチャートである。S910において、CPU121はビデオコントローラ102から画像形成を開始する命令を受けると、画像形成の準備動作を開始する。CPU121は画像形成の準備動作として、中間転写ベルト駆動モータ等のアクチュエータの立ち上げや、1次転写制御や2次転写制御等の高圧の立ち上げを行う。S911において、CPU121は基準マーク検知ウィンドウをオープンするタイミングか否かを判断する。基準マーク検知ウィンドウをオープンするタイミングであれば、S912において、CPU121は基準マーク検知ウィンドウをオープンする。S913において、CPU121は基準マーク71を検知センサ70で検知するまで検知を継続する検知センサ70によって基準マーク71が検知されると、S914において、Yの画像TOP信号出力用タイマの計測を開始する。S915において、CPU121は画像TOP信号出力用タイマが予め設定された画像TOP信号出力時間(図8のタイミングチャートで説明した基準マーク71を検知してから巻き癖位置にトナー像の先端及び後端を転写できる時間801)になると、S916において、CPU121からビデオコントローラ102に画像TOP信号を出力する。S917において、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号を受信し、VDO信号に基づきトナー像の形成を行う。S918において、CPU121はYのトナー形成と同様に、Mのトナー像、Cのトナー像、Bkのトナー像の形成を夫々行う。
図10は、巻き癖を中間転写ベルト5aの所定の位置に形成する方法を示したフローチャートである。S1010において、CPU121は中間転写ベルト5aを停止する準備ができると、基準マーク検知ウィンドウをオープンする。S1011において、CPU121は検知センサ70で基準マーク71を検知すると、S1012において、CPU121は中間転写ベルト停止用タイマの計測を開始する。S1013において、CPU121は中間転写ベルト停止用タイマが予め設定された中間転写ベルト停止時間になると、S1014において、CPU121は中間転写ベルト5aの駆動を停止させる。
このように、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまうようなサイズの大きなトナー像を形成するような際にも、トナー像の先端及び後端と巻き癖が重なるように転写を制御することで、巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減することが可能となる。
なお、ここではLEGALサイズのトナー像の先端及び後端を巻き癖と重ねる方法について説明してきた。しかし、巻き癖と重ねるのはトナー像に限るものではなく、LEGALサイズの記録材に画像形成を行う際に、記録材の先端及び後端と巻き癖を重ねるように制御することでも同様の効果を奏することができる。つまり、中間転写ベルト5aに転写されたトナー像を2次転写部で記録材に転写する際に、記録材の先端及び後端を巻き癖と重なるように制御することにより、巻き癖にトナー像が重なってしまうようなサイズの大きなトナー像は記録材と同様に先端及び後端が巻き癖と重なる位置で中間転写ベルト5aに転写され、巻き癖にトナー像が重ならないようなサイズのトナー像は巻き癖と重ならない位置で中間転写ベルト5aに転写される。これにより、巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減することが可能となる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、巻き癖に対してトナー像が重なってしまう場合は、トナー像の先端及び後端を重ねる方法について説明した。
本実施形態においては、形成する画像のサイズによらず巻き癖を複数箇所につけることで巻き癖を分散させ、且つ巻き癖にトナー像が重なってしまう大きなサイズの画像を形成する場合は、トナー像と巻き癖を重ねる方法について説明する。なお、画像形成装置や中間転写ベルト5aの構成等、第1の実施形態と同様のものについてはここでの説明は省略する。なお、本実施形態では説明の便宜上、LEGALサイズの画像を形成することを一例に挙げて説明を行うが、中間転写ベルト5a上に形成した巻き癖にトナー像を転写せざるを得ない状況であれば、中間転写ベルト5aの周長及び画像サイズはこれに限られるものではない。
図11は、本実施形態における中間転写ベルト5aの停止位置を2箇所にした状態を示した図である。第1の実施形態の図5で説明したように、中間転写ベルト5aの周長を377mm、最頻使用の用紙サイズ(画像サイズ)をA4(幅210mm、長さ297mm)とし、巻き癖を回避して画像形成を行うことを想定している。よって、トナー像が転写される領域は297mm、トナー像が転写されない領域は377−297=80mmとなる。また、中間転写ベルト5aと保持ローラ42が接触するニップ長は15mmであり、中間転写ベルト駆動モータの停止ばらつきは6mmであり、巻き癖の長さは15mm+6mm=21mmとなる。このような条件で、トナー像が転写されない領域とした領域内において、巻き癖を形成する位置を複数箇所にすることで、中間転写ベルト5aに形成される巻き癖を分散させて、画像に与える影響を少なくするように制御する。
図11においては、トナー像が転写されない領域1103の中で、中間転写ベルト5aを停止させる場所を2箇所にし、巻き癖を1101と1102の2箇所に形成するようにする。そして、形成する画像のサイズによらず中間転写ベルト5aの停止位置を交互に切り替えることで、巻き癖を分散させる。なお、本実施形態では巻き癖を形成する位置は2箇所としたが、巻き癖を形成する箇所を増やすことができる場合は、複数箇所にするとさらに巻き癖を分散させることができる。
上記のような条件において、LEGALサイズ(幅215.9mm、長さ355.6mm)の画像を形成する場合は、トナー像が転写される領域は355.6mm、トナー像が転写されない領域は377−355.6=21.4mmとなり、画像の一部が中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖に重なってしまう状況となってしまう。このとき、巻き癖を形成する位置を複数箇所にすることで、巻き癖の画像への影響を軽減することができるので、巻き癖と画像の先端又は後端を重ねるようにしても良いが、第1の実施形態で説明したように、巻き癖と画像の先端及び後端を重ねるようにすることで、さらに巻き癖の画像への影響を軽減することができる。
図12は、巻き癖を分散させるために中間転写ベルト5aの2箇所の停止位置を示した図である。巻き癖をトナーが転写されない領域の先端側1204に形成するときは、中間転写ベルト5aを停止させる際に検知センサ70で基準マーク71を検知してからTshort秒後に中間転写ベルト5aを停止する。一方、巻き癖をトナーが転写されない領域の後端側1206に形成するときは、中間転写ベルト5aを停止させる際に検知センサ70で基準マーク71を検知してからTlong秒後に中間転写ベルト5aを停止する。以降、Tlong秒後に中間転写ベルト5aを停止した場合の停止位置を停止位置1、Tshort秒後に中間転写ベルト5aを停止した場合の停止位置を停止位置2とする。このように、中間転写ベルト5aの停止位置を2箇所にすることで巻き癖を分散させる。
図13は、中間転写ベルト5a上の巻き癖を分散させ且つ巻き癖に画像の先端及び後端が重なるように転写させるタイミングを示したタイミングチャートである。
CPU121は画像形成命令を受けると、画像形成動作を開始するための準備動作として、中間転写ベルト駆動モータの駆動、定着モータの駆動、スキャナモータの駆動など各種アクチュエータの駆動、2次転写バイアスの調整制御、各種高圧の立ち上げ等を開始する(T0)。スキャナモータを立ち上げる際にはレーザの強制発光を行うため感光ドラム1の表面に電位差が発生する。この状態で1次転写制御を行うと1次転写の制御結果に良くない影響を及ぼすため、電位差がなくなった後に1次転写制御を開始する(T1)。さらに、2次転写バイアスの調整制御が終了したところで、クリーニングユニットを当接させ、画像形成を開始するまで中間転写ベルト5aのクリーニングを行う。ただし、クリーニングユニットを当接させて中間転写ベルト5aのクリーニングを行うのは、1ページ目をプリントするための準備動作のときであり、連続プリントの2ページ目以降のときは、クリーニング動作を行わない。なお、この準備動作が終了するまでの時間には多少のばらつきがあるものの、ばらつきを考慮したマージンを含めても準備動作はT0からT3の間の時間で終了する。
準備動作と並行して、検知センサ70で基準マーク71を検知するために、基準マークの監視処理を開始する。基準マークの監視を開始するため基準マーク検知ウィンドウをオープンし、検知センサ70で基準マーク71を検知するまで検知を継続する。基準マーク71を検知すると(T2)、基準マーク71を検知してから所定時間が経過するとCPU121はビデオコントローラ102に画像TOP信号を出力する(T3)。所定時間とは、巻き癖が形成された領域にトナー像の先端及び後端を転写できるような、転写開始タイミング801までの時間である。例えばA4サイズのトナー像を転写するときにちょうど巻き癖が形成された領域の後端からトナー像が転写されるタイミングで画像TOP信号が出力されるとすれば、LEGALサイズのトナー像はA4サイズのトナー像よりも少し早いタイミングで画像TOP信号を出力する。これにより、トナー像の先端が巻き癖に重なるように転写することが可能となる。なお、どの程度画像TOP信号を早めるかについては、トナー像をどの程度巻き癖に重ねるかにより任意に設定することが可能である。
そして、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号(ビデオ信号)を受信し、Yのトナー像の形成を開始する(T4)。感光ドラム1に形成されたYのトナー像は、先端及び後端が巻き癖に重なるように中間転写ベルト5aに転写される。そして、Yのトナー像がクリーニングユニット23に到達する前にクリーニングユニット23を離間状態にする(T6)。
Yのトナー像を形成中に2周目の基準マーク検知ウィンドウをオープンし、検知センサ70により基準マーク71を検知すると(T5)、Yのトナー像の形成時と同様に、基準マーク71を検知してから巻き癖位置にトナー像の先端及び後端を転写できる時間802が経過したタイミングで、CPU121はビデオコントローラ102に画像TOP信号を出力する(T7)。そして、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号を受信し、Mのトナー像の形成を開始する(T8)。以降、Cのトナー像とBkのトナー像も同様の方法で形成し、中間転写ベルト5a上にカラー画像を形成する。
次に、画像形成動作が終了し、中間転写ベルト5aを停止する動作について説明する。中間転写ベルト5aを停止する準備ができると、基準マーク検知ウィンドウをオープンし、検知センサ70で基準マーク71を検知するまで待機する。基準マーク71を検知すると(T5)、停止位置1から画像形成を開始した場合は、Tshort秒が経過したところで中間転写ベルト5aを停止し、停止位置2から画像形成を開始した場合は、Tlong秒が経過したところで中間転写ベルト5aを停止する。1303はTlong秒とTshort秒の差分を表している。
図14は、巻き癖を中間転写ベルト5aの停止位置1と停止位置2とに形成する方法について示したフローチャートである。S1410において、CPU121は中間転写ベルト5aを停止する準備ができると、基準マーク検知ウィンドウをオープンする。S1411において、CPU121は検知センサ70で基準マーク71を検知すると、S1412において、CPU121は画像形成を開始する際に中間転写ベルト5aが停止位置1から駆動されたかどうかを判断する。中間転写ベルト5aが停止位置1から駆動を開始した場合は、S1413において、CPU121は中間転写ベルト停止用タイマ2の計測を開始する。一方、中間転写ベルト5aが停止位置2から駆動を開始した場合は、S1414において、CPU121は中間転写ベルト停止用タイマ1の計測を開始する。S1415において、CPU121は中間転写ベルト停止用タイマが予め設定された中間転写ベルト停止時間になると、S1416において、CPU121は中間転写ベルト5aの駆動を停止させる。
このように、形成する画像のサイズによらず、中間転写ベルト5a上に形成する巻き癖を複数箇所に作成することで巻き癖の影響を分散することができる。よって、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまうようなサイズの大きなトナー像を形成するような場合でも、巻き癖が画像に与える影響を軽減することができる。さらに、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまうようなサイズの大きなトナー像を形成するような場合は、トナー像の先端及び後端と巻き癖が重なるように転写を制御することで、巻き癖が画像に与える影響を軽減することが可能となる。
(第3の実施形態)
第1及び第2の実施形態においては、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまう場合に、トナー像の先端及び後端が巻き癖と重なるようにトナー像の転写位置を制御する方法について説明した。このようにトナー像の先端及び後端が巻き癖と重なるように制御することで巻き癖の影響を軽減することが可能となるが、形成される画像によっては、例えば先端又は後端のいずれかをより多く巻き癖と重ねた方が画像に対する巻き癖をさらに軽減できることが考えられる。本実施形態においては、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまう場合に、画像情報に応じて巻き癖と重なるトナー像の位置を制御する方法について説明する。
図15は、形成される画像の一例として文章が形成されることを示した図である。一般的に文書の場合、先端側にヘッダー領域1501があり、後端側にフッター領域1503があり、その間に本文領域1502がある。ヘッダー領域1501やフッター領域1503に印字する内容は、本文領域1502に印字する情報に比べるとそれほど多くないことが多い。また、ヘッダー領域1501やフッター領域1503は空白であることもあり、ヘッダー領域1501やフッター領域1503に巻き癖が発生しても、本文領域1502と比較すると画像不良が発生したとしても影響度は低い。このように、画像としてどのような内容が形成されるかは、ビデオコントローラ102から送信される画像情報によりCPU121は解析するができる。よって、例えば、ヘッダー領域1501には文字が形成されるが、フッター領域1503には文字が形成されないような場合は、トナー像の後端が巻き癖と重なるように中間転写ベルト5aへの転写を制御することで、より巻き癖による画像への影響を軽減することができる。なお、ここでは説明の便宜上、画像情報が文章である場合を説明したが、画像情報は文章に限られるものではなく、文章以外の通常の画像を形成するような場合にも、空白の多さや印字率等をトリガにして同様の制御を行うことも可能である。
図16は、画像情報に応じて画像と巻き癖の重なる位置を制御することを示した図である。まず、画像先端がより多く巻き癖と重なるように制御する方法について説明する。画像情報より画像先端と巻き癖をより多く重ねるように制御すると判断された場合は、画像の先端及び後端を均等に巻き癖と重ねるように中間転写ベルト5aへのトナー像を転写する転写タイミングより少し早いタイミングでトナー像の転写を開始することにより、先端部分をより多く巻き癖と重ねることができる。つまり、1602の位置からトナー像の転写を開始し、1603の位置でトナー像の転写が終了することになる。なお、具体的に転写タイミングを早める時間は先端部分と巻き癖をどの程度重ねるかにより任意に設定可能である。
次に、画像後端がより多く巻き癖と重なるように制御する方法について説明する。画像情報より画像後端と巻き癖をより多く重ねるように制御すると判断された場合は、画像の先端及び後端を均等に巻き癖と重ねるように中間転写ベルト5aへのトナー像を転写する転写タイミングより少し遅いタイミングでトナー像の転写を開始することにより、後端部分をより多く巻き癖と重ねることができる。つまり、1612の位置からトナー像の転写を開始し、1613の位置でトナー像の転写が終了することになる。なお、具体的に転写タイミングを遅らせる時間は後端部分と巻き癖をどの程度重ねるかにより任意に設定可能である。
このように、画像情報により画像と巻き癖を重ねる位置を制御することにより、巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減することが可能となる。なお、ここでは、先端及び後端の両方を巻き癖と重ねる状態を説明したが、必ずしも両端が巻き癖と重ならなければならないものではなく、画像情報に応じては、先端のみもしくは後端のみを巻き癖と重なるように制御することも可能である。
図17は、画像情報に応じて画像と巻き癖の重なる位置を制御する方法を示したフローチャートである。S1710において、CPU121はビデオコントローラ102から画像形成を開始する命令を受けると、画像形成の準備動作を開始する。CPU121は画像形成の準備動作として、中間転写ベルト駆動モータ等のアクチュエータの立ち上げや、1次転写制御や2次転写制御等の高圧の立ち上げを行う。S1711において、CPU121は基準マーク検知ウィンドウをオープンするタイミングか否かを判断する。基準マーク検知ウィンドウをオープンするタイミングであれば、S1712において、CPU121は基準マーク検知ウィンドウをオープンする。S1713において、CPU121は基準マーク71を検知センサ70で検知するまで検知を継続する。検知センサ70によって基準マーク71が検知されると、S1714においてCPU121は画像情報を取得する。S1715において、CPU121は取得した画像情報に基づき、画像と巻き癖を重ねる位置を制御するために、画像TOP信号出力用タイマの値を算出する。画像先端と巻き癖を多く重ねるときの値の方が、画像後端と巻き癖を多く重ねるときの値よりも小さな値となるように算出される。S1716において、Yの画像TOP信号出力用タイマの計測を開始する。S1017において、CPU121は画像TOP信号出力用タイマが予め設定された画像TOP信号出力時間になると、S1018において、CPU121からビデオコントローラ102に画像TOP信号を出力する。S1019において、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号を受信し、VDO信号に基づきトナー像の形成を行う。S1020において、CPU121はYのトナー像の形成と同様に、Mのトナー像、Cのトナー像、Bkのトナー像の形成を夫々行う。
このように、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまう場合に、画像情報に応じて巻き癖と重なるトナー像の位置を制御することによって、巻き癖によって画像不良が生じる可能性を軽減することが可能となる。
1 感光ドラム
4 ロータリ現像装置
5a 中間転写ベルト
5j 1次転写ローラ
70 検知センサ
71 基準マーク
102 ビデオコントローラ
103 プリンタエンジン
121 CPU
そして、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号(ビデオ信号)を受信し、Yのトナー像の形成を開始する(T4)。感光ドラム1に形成されたYのトナー像は、先端及び後端が巻き癖に重なるように中間転写ベルト5aに転写される。そして、Yのトナー像がクリーニングユニット到達する前にクリーニングユニット離間状態にする(T6)。
そして、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号(ビデオ信号)を受信し、Yのトナー像の形成を開始する(T4)。感光ドラム1に形成されたYのトナー像は、先端及び後端が巻き癖に重なるように中間転写ベルト5aに転写される。そして、Yのトナー像がクリーニングユニット到達する前にクリーニングユニット離間状態にする(T6)。
(第3の実施形態)
第1及び第2の実施形態においては、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまう場合に、トナー像の先端及び後端が巻き癖と重なるようにトナー像の転写位置を制御する方法について説明した。このようにトナー像の先端及び後端が巻き癖と重なるように制御することで巻き癖の影響を軽減することが可能となるが、形成される画像によっては、例えば先端又は後端のいずれかをより多く巻き癖と重ねた方が画像に対する巻き癖の影響をさらに軽減できることが考えられる。本実施形態においては、中間転写ベルト5a上に形成された巻き癖にトナー像が重なってしまう場合に、画像情報に応じて巻き癖と重なるトナー像の位置を制御する方法について説明する。
図17は、画像情報に応じて画像と巻き癖の重なる位置を制御する方法を示したフローチャートである。S1710において、CPU121はビデオコントローラ102から画像形成を開始する命令を受けると、画像形成の準備動作を開始する。CPU121は画像形成の準備動作として、中間転写ベルト駆動モータ等のアクチュエータの立ち上げや、1次転写制御や2次転写制御等の高圧の立ち上げを行う。S1711において、CPU121は基準マーク検知ウィンドウをオープンするタイミングか否かを判断する。基準マーク検知ウィンドウをオープンするタイミングであれば、S1712において、CPU121は基準マーク検知ウィンドウをオープンする。S1713において、CPU121は基準マーク71を検知センサ70で検知するまで検知を継続する。検知センサ70によって基準マーク71が検知されると、S1714においてCPU121は画像情報を取得する。S1715において、CPU121は取得した画像情報に基づき、画像と巻き癖を重ねる位置を制御するために、画像TOP信号出力用タイマの値を算出する。画像先端と巻き癖を多く重ねるときの値の方が、画像後端と巻き癖を多く重ねるときの値よりも小さな値となるように算出される。S1716において、Yの画像TOP信号出力用タイマの計測を開始する。S117において、CPU121は画像TOP信号出力用タイマが予め設定された画像TOP信号出力時間になると、S118において、CPU121からビデオコントローラ102に画像TOP信号を出力する。S119において、CPU121はビデオコントローラ102からVDO信号を受信し、VDO信号に基づきトナー像の形成を行う。S120において、CPU121はYのトナー像の形成と同様に、Mのトナー像、Cのトナー像、Bkのトナー像の形成を夫々行う。

Claims (9)

  1. 像担持体と、
    前記像担持体上に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段と、
    中間転写体と、
    前記像担持体上に形成された前記トナー像を前記中間転写体に転写する転写手段と、
    前記中間転写体を張架する張架部材と、
    前記張架部材により前記中間転写体上に形成された巻き癖に、前記トナー像の先端及び後端が転写されるように前記転写手段により前記トナー像が転写されるタイミングを制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、前記中間転写体の所定の範囲内に前記巻き癖が形成されるように前記中間転写体の停止位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記制御手段は、前記中間転写体の所定の範囲内に複数の前記巻き癖が形成されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記トナー像を形成するための画像情報を受信する受信手段を有し、
    前記制御手段は、前記画像情報を解析し、形成される前記トナー像のうち巻き癖の影響を受けにくい部分が前記巻き癖と重なるように制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 像担持体と、
    前記像担持体上に形成された潜像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、
    中間転写体と、
    前記像担持体上に形成された前記トナー像を前記中間転写体に転写する転写手段と、
    前記中間転写体を張架する張架部材と、
    前記中間転写体上にあり中間転写体の位置を制御するための基準マークと、
    前記中間転写体上の前記基準マークを検知する検知手段と、
    前記検知手段により前記基準マークが検知されてから所定時間が経過した後に前記転写手段により前記トナー像を前記中間転写体に転写するように制御する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記中間転写体上の前記トナー像が転写されない領域に前記張架部材により巻き癖が形成されるように、前記中間転写体を停止させる位置を制御し、前記トナー像が転写されない領域内において前記中間転写体を停止させる位置を複数箇所にすることを特徴とする画像形成装置。
  6. 前記制御手段は、前記トナー像が転写されない領域までトナー像が転写されるようなサイズの大きなトナー像を転写する際は、前記巻き癖に前記サイズの大きなトナー像の先端又は後端が転写されるように前記転写手段により前記トナー像が転写されるタイミングを制御することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  7. 前記制御手段は、前記トナー像が転写されない領域までトナー像が転写されるようなサイズの大きなトナー像を転写する際は、前記巻き癖に前記サイズの大きなトナー像の先端及び後端が転写されるように前記転写手段により前記トナー像が転写されるタイミングを制御することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  8. 前記トナー像を形成するための画像情報を受信する受信手段を有し、
    前記制御手段は、前記画像情報を解析し、形成される前記トナー像のうち巻き癖の影響を受けにくい部分が前記巻き癖と重なるように制御することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 像担持体と、
    前記像担持体上に形成された潜像をトナー像として現像する現像手段と、
    中間転写体と、
    前記像担持体上に形成された前記トナー像を前記中間転写体に転写する1次転写手段と、
    前記中間転写体上に形成されたトナー像を記録材に転写する2次転写手段と、
    前記中間転写体を張架する張架部材と、
    前記2次転写手段によりトナー像を記録材に転写するときに、前記張架部材により前記中間転写体上に形成された巻き癖と記録材の先端及び後端が重なるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
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