JP2012203365A

JP2012203365A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2012203365A
Application number: JP2011070890A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kaeriyama; 忠士歸山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-10-22
Also published as: US20120251192A1

Abstract

【課題】装置本体を大型化することなく、色ずれを抑制することができる画像形成装置を得る。
【解決手段】位置合せロール３２によってシート部材Ｐが送り出された搬送タイミング、又は上流側の像保持体１６にシート部材Ｐが到達した到達タイミングを基準に、露光装置３６による露光タイミングの補正値を算出することで、各色の像保持体１６間に配置したセンサ等の検知信号を基準とする場合と比して、装置本体１０Ａを大型化することなく、シート部材Ｐの搬送方向に対する各色の色ずれを抑制することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、転写部と次の転写部との間に設けられた搬送ガイド上を通過する紙のタイミングを検知して、次の転写部における露光タイミングを調整する画像形成装置が記載されている。

特開２００３−８４５４０号公報

本発明の課題は、装置本体を大型化することなく、色ずれを抑制することである。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、列状に並べられ、表面に夫々異なる色のトナー画像が保持される複数個の像保持体と、帯電した前記像保持体の表面を各色の画像データに基づいて露光し、前記像保持体の表面に各色の静電潜像を形成する露光装置と、夫々の前記像保持体の表面に形成された静電潜像を各色のトナー画像として現像する現像装置と、夫々の前記像保持体に対向して設けられ、転写電圧が印加されることで夫々の前記像保持体に形成されたトナー画像を、前記像保持体との間で直接挟んで搬送される記録媒体に転写する複数個の転写部材と、記録媒体の搬送方向において最も上流側に配置された前記像保持体に対して、記録媒体の搬送方向の上流側に配置され、前記像保持体に向けて記録媒体を送り出す送出部材と、一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記送出部材から記録媒体が送り出されてから又は一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記像保持体に記録媒体が到達してから、一の前記像保持体に記録媒体が到達するまでの実際の経過時間である実測値と、一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記送出部材から記録媒体が送り出されてから又は一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記像保持体に記録媒体が到達してから、一の前記像保持体に記録媒体が到達するまでの理論時間である理論値とから、一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の下流側に配置された前記像保持体の表面に前記露光装置が露光する露光タイミングの補正値を算出する算出部と、前記算出部によって算出された補正値に基づいて前記露光装置による露光タイミングを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載において、前記実測値は、一の前記像保持体に記録媒体が到達する到達タイミングと、一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記搬送部材から記録媒体が搬送される搬送タイミング、又は一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記像保持体に記録媒体が到達した到達タイミングと、に基づいて算出されることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は２に記載において、黒色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体は、他の色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体に対して、記録媒体の搬送方向の上流側に配置されることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載において、マゼンタ色及びシアン色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体は、黒色及び黄色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体に対して、記録媒体の搬送方向の下流側に配置されることを特徴とする。

本発明の請求項１の画像形成装置によれば、露光タイミングについての補正値の算出を、送出部材が記録媒体を像保持体に向けて送り出すタイミング、又は上流側に配置された像保持体に記録媒体が到達したタイミングを基準としない場合と比して、装置本体を大型化することなく、色ずれを抑制することができる。

本発明の請求項２の画像形成装置によれば、実測値の取得について、像保持体に記録媒体が到達した到達タイミングと、上流側に設けられた像保持体に記録媒体が到達した到達タイミングとを用いない場合と比して、簡易な方法でトナー画像が転写される実測値を取得することができる。

本発明の請求項３の画像形成装置によれば、黒色のトナー画像が最後に記録媒体に転写される場合と比して、色ずれを目立たなくすることができる。

本発明の請求項４の画像形成装置によれば、マゼンタ色及びシアン色のトナー画像が黒色及び黄色のトナー画像より先に記録媒体に転写される場合と比して、色ずれを目立たなくすることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の露光装置に用いられる制御フロー図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられた転写ロールの転写電圧の変動をグラフで示した図面である。本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられた転写ロールの転写電圧の変動をグラフで示した図面である。本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジを示した図面である。本発明の実施形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジ等を示した図面である。本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を図１〜図６に従って説明する。なお、図中の矢印ＵＰは、鉛直方向上方を示す。

（全体構成）
図６に示されるように、画像形成装置１０には、４つの色（本実施形態では、ブラック（黒色）、イエロー（黄色）、マゼンタ、シアン）のプロセスカートリッジ１４が水平方向に並んで設けられている。

なお、以下の説明では、各色を区別する場合には符号に各色に対応する文字（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）を付加し、特に区別しない場合には各色に対応する文字を省略する。

図４に示されるように、プロセスカートリッジ１４は、像保持体１６を有する感光体カートリッジ６２と、現像装置の一例としての現像器６４とを含んで構成されている。

感光体カートリッジ６２は、静電潜像が形成される像保持体１６と、像保持体１６の周囲に配設されたクリーニング装置２２、帯電ロール１８、イレーズランプ２４、及びクリーニング装置２２と、クリーニング装置２２の横方向に配設されたサブトナー補給ユニット６６とを含んで構成されている。

また、サブトナー補給ユニット６６には、像保持体１６の軸方向に直交する方向に延びる一対の支持突起７８が設けられている。この支持突起７８を画像形成装置１０のカートリッジ受部（図示省略）に挿通させることで、画像形成装置１０にプロセスカートリッジ１４が位置決めされるようになっている。

現像器６４は、像保持体１６に形成された静電潜像に回転しながら現像剤に含まれるトナーを供給してトナー画像として可視化する現像ロール８６と、現像ロール８６にトナーを搬送する複数個の搬送オーガ８８と、補給用トナーが収容されるトナー収容室８０とを備えている。

さらに、図６に示されるように、画像形成装置１０の下部には、シート部材Ｐが積載された給紙部２６が設けられている。また、給紙部２６に積載された最上位のシート部材Ｐと接するように、シート部材Ｐを決められたタイミングで送り出す送出ロール２８が設けられている。そして、この送出ロール２８によって給紙部２６から送り出されたシート部材Ｐは、搬送ロール３０及び送出部材の一例としての位置合せロール３２を介してシート部材Ｐの搬送経路４２へ送り出されるようになっている。また、この位置合せロール３２は、シート部材Ｐを一旦停止させて、像保持体１６と後述する転写ロール３４との対向部で構成される転写部６８（図５参照）へシート部材Ｐを搬送する搬送タイミングを合わせるようになっている。

一方、水平方向に並べられたプロセスカートリッジ１４（図４参照）は、搬送経路４２に対してシート部材Ｐの搬送方向の上流側（以下単に上流側と言う）からブラック色、イエロー色、マゼンタ色、シアン色（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）の順に配設されている。そして、プロセスカートリッジ１４の上方には、プロセスカートリッジ１４に設けられた像保持体１６に走査光を照射して像保持体１６の表面を露光する露光装置３６が配設されている。

この露光装置３６は、筐体３８内に半導体レーザ（図示省略）、ポリゴンミラー４０、結像レンズ４４、及びミラー４６を備えており、半導体レーザからの光はポリゴンミラー４０で偏向走査され、結像レンズ４４とミラー４６を介して像保持体１６に照射される。これにより、像保持体１６に、画像情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。また、露光装置３６が像保持体１６を露光する露光タイミングを制御する制御部７０が設けられている。なお、制御部７０については、詳細を後述する。

また、像保持体１６に対して搬送経路４２を挟んで対向する位置には、各色の像保持体１６に形成されたトナー画像を搬送されるシート部材Ｐに転写する転写部材の一例としての転写ロール３４が設けられている。この転写ロール３４には、転写電圧が印加されるようになっており、前述した像保持体１６との間に転写電流を流すことで像保持体１６に形成されたトナー画像が、ベルトを用いることなく転写ロール３４と像保持体１６との間に直接挟まれて搬送されるシート部材Ｐに転写されるようになっている。

さらに、各転写ロール３４間等の搬送経路４２沿いには、搬送されるシート部材Ｐを搬送経路４２に沿って導く板状のガイド部材５２が設けられている。

また、プロセスカートリッジ１４に対して、シート部材Ｐの搬送方向の下流側（以下単に下流側と言う）には、シート部材Ｐに形成されたトナー画像をシート部材Ｐに熱と圧力で定着させる定着装置５６が設けられている。

さらに、定着装置５６の下流側には、定着装置５６によってトナー画像が定着されたシート部材Ｐを、搬送する複数個の搬送ロール４８と、装置本体１０Ａの上部に設けられた排出部６０にトナー画像が定着されたシート部材Ｐを排出する排出ロール５８とが設けられている。

上記構成による画像形成装置１０では、次のようにしてシート部材Ｐに画像が形成される。

図４に示されるように、先ず、電圧が印加された帯電ロール１８は、像保持体１６の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電する。

帯電された像保持体１６上の画像部分が予定の露光部電位になるように、露光装置３６（図３６参照）が露光を行ない像保持体１６上に静電潜像が形成される。

すなわち、制御部７０が露光タイミングを制御して、図示しない供給装置から供給される画像データに基づき、半導体レーザ（図示省略）をオン・オフして変調することによって各色の画像に対応した潜像が像保持体１６上に形成される。

さらに、現像器６４に設けられた現像ロール８６により、現像剤に含まれるトナーが像保持体１６に形成された静電潜像に搬送され、静電潜像はトナー画像として可視化される。

そこで、図６に示されるように、給紙部２６に積載せられたシート部材Ｐが送出ロール２８によって、搬送経路４２に送りだされる。さらに、搬送ロール３０及び位置合せロール３２によって決められたタイミングで転写部６８（図５参照）にシート部材Ｐが搬送される。そして、像保持体１６上に形成されたトナー画像が、転写ロール３４によってシート部材Ｐに転写される。このシート部材Ｐに転写されたトナー画像は定着装置５６でシート部材Ｐに定着され、トナー画像が定着されたシート部材Ｐは、排出ロール５８によって排出部６０へ排出される。

（要部構成）
次に、制御部７０等について説明する。

図５、図６に示されるように、転写電圧が印加される各色の転写ロール３４は、定電流制御とされている。さらに、各色の転写ロール３４には、各色の転写電圧を検知するセンサ７２が設けられている。なお、定電流制御とは、出力電流値を目標の電流値と一致させようとする制御を言う。

また、搬送タイミングを合わせる位置合せロール３２には、位置合せロール３２を駆動させるモータ７４が設けられている。

さらに、位置合せロール３２によってシート部材Ｐが送り出されてから転写ロール３４Ｋと像保持体１６Ｋの挟持部に到達するまでの実際の経過時間である実測値と、転写ロール３４Ｋと像保持体１６Ｋとの挟持部にシート部材Ｐが到達するまでの理論時間である理論値とを比較する算出部７６が設けられている。そして、この算出部７６は、実測値と理論値とから、像保持体１６Ｋの下流側に配置された像保持体１６Ｙの表面に露光装置３６が露光する露光タイミングに対する補正値を算出するようになっている。

また、算出部７６は、像保持体１６Ｙ、１６Ｍに対して上流側に配置された像保持体１６Ｋ、１６Ｙにシート部材Ｐが到達してから像保持体１６Ｙ、１６Ｍにシート部材Ｐが到達するまでの実際の経過時間である実測値と、像保持体１６Ｙ、１６Ｍにシート部材Ｐが到達するまでの理論時間である理論値とを比較する。そして、算出部７６は、像保持体１６Ｙ、１６Ｍの下流側に配置された像保持体１６Ｍ、１６Ｃの表面に露光装置３６が露光する露光タイミングに対する補正値を算出するようになっている。

そして、前述した制御部７０は、算出部７６によって算出された補正値に基づいて露光装置３６による露光タイミングを制御するようになっている。

なお、具体的な制御部７０の制御については、後述する作用と伴に説明する。

（作用）
次に、制御部７０の作用等について、図１に示すフロー図に基づいて説明する。

図１に示されるように、ステップ１００で、画像形成装置１０が画像形成についての指示を受けてスタートし、ステップ２００へ移行する。

図１、図５、図６に示されるように、ステップ２００では、シート部材Ｐを転写部６８Ｋへ搬送する搬送タイミングを合わせるようにモータ７４が、位置合せロール３２を駆動させ、位置合せロール３２が回転駆動（スタート）する。位置合せロール３２が駆動（スタート）したか否かを判断し、駆動した場合にはステップ３００に移行する。

ステップ３００では、位置合せロール３２から送り出されたシート部材Ｐが転写部６８Ｋに到達するまでの理論時間である区間理論値に基づいて、露光装置３６が黒色の像保持体１６Ｋの表面を露光し、ステップ４００に移行する。

ステップ４００では、センサ７２Ｋが、転写ロール３４Ｋの転写電圧（転写バイアス）の変動を検知することで、算出部７６がシート部材Ｐの先端が転写部６８Ｋに突入した突入タイミングを判断し、ステップ５００に移行する。

詳細には、図２に記載のグラフの縦軸には、センサ７２Ｋが検知した転写電圧〔Ｖ〕が記載され、図２の横軸には、位置合せロール３２によってシート部材Ｐが送り出された時（位置合せロール３２が駆動した時）を０とした時間〔ｓ〕が記載されている。

また、シート部材Ｐが、転写部６８Ｋで像保持体１６Ｋと転写ロール３４Ｋ（図５参照）との間に挟まれることで転写電圧が急激に高くなる時間（シート部材Ｐが像保持体１６Ｋに到達した到達タイミング）に、算出部７６がシート部材Ｐの先端が像保持体１６に到達した到達タイミングを認識する。

すなわち、位置合せロール３２によってシート部材Ｐが送り出された時（搬送タイミング）から、シート部材Ｐの先端が像保持体１６Ｋに到達した到達タイミングまでに経過した時間Ｇが、区間実測値である。例えば、プロセス速度が１００ｍｍ／ｓｅｃの場合、１ｍｓｅｃの間隔でモニターすれば、０．１ｍｍ（１００μｍ）のシート部材Ｐの速度ずれを検知することができる。

このように、黒色の転写ロール３４Ｋの転写バイアスの変動から、算出部７６が、シート部材Ｐが像保持体１６Ｋに到達する区間実測値を認識して、ステップ５００へ移行する。

ステップ５００では、先ず、算出部７６が、区間実測値である時間Ｇと、像保持体１６Ｋにシート部材Ｐが到達するまでの到達理論時間である区間理論値の時間Ｈとから、像保持体１６Ｋの下流側に配置された像保持体１６Ｙの表面に露光装置３６が露光する露光タイミングに対する補正値を算出する。例えば、区間実測値が、区間理論値より、Ｘ〔ｓ〕遅い場合には、露光タイミングをＸ〔ｓ〕遅らせるように補正値が算出される。そして、ステップ６００に移行する。

なお、区間理論値とは、シート部材Ｐが位置合せロール３２から送り出されてから（搬送タイミング）又は上流側に配置された像保持体１６にシート部材Ｐが到達してから（到達タイミング）、像保持体１６にシート部材Ｐが到達するまでに費やされる理論的な時間Ｈ〔ｓ〕である。

ステップ６００では、ステップ５００で算出部７６により算出された補正値に基づいて露光装置３６が像保持体１６Ｙの表面を露光し、ステップ７００に移行する。

ステップ７００では、センサ７２Ｙが転写ロール３４Ｙの転写電圧（転写バイアス）の変動を検知することで、算出部７６がシート部材Ｐの先端が像保持体１６Ｙに到達した到達タイミングを判断する。

詳細には、図３に記載のグラフの縦軸には、センサ７２Ｙが検知した転写電圧〔Ｖ〕が記載され、図３の横軸には、像保持体１６Ｙに対して上流側に配置された像保持体１６Ｋ到達（突入）タイミング（前述したＧ）を０とした時間〔ｓ〕が記載されている。

また、シート部材Ｐが、転写部６８Ｙで像保持体１６Ｙと転写ロール３４Ｙ（図５参照）との間に挟まれることで転写電圧が急激に高くなる時間Ｋ〔ｓ〕に、算出部７６がシート部材Ｐの先端が転写部６８Ｙに到達した到達タイミングを認識する。

すなわち、像保持体１６Ｙの上流側に配置された像保持体１６Ｋにシート部材Ｐが到達してから、黄色のトナー画像が表面に形成される像保持体１６Ｙにシート部材Ｐが到達するまでに経過した時間である実測値は、時間Ｋ〔ｓ〕である。

このように、黄色の転写ロール３４Ｙの転写バイアスの変動から、算出部７６が、シート部材Ｐが像保持体１６Ｙに到達する区間実測値を認識して、ステップ８００へ移行する。

ステップ８００では、算出部７６が、実測値である時間Ｋと、到達までの理論時間である理論値の時間Ｈとから像保持体１６Ｍの表面に露光装置３６が露光する露光タイミングに対する補正値を算出する。そして、ステップ９００に移行する。

ステップ９００では、ステップ８００で算出部７６により算出された補正値に基づいて露光装置３６が像保持体１６Ｍの表面を露光し、ステップ１０００に移行する。

ステップ１０００では、センサ７２Ｍが転写ロール３４Ｍの転写電圧（転写バイアス）の変動を検知することで、算出部７６が到達タイミングを判断する。

詳細には、ステップ７００と同様に、算出部７６が、像保持体１６Ｍに対して上流側に配置された像保持体１６Ｙにシート部材Ｐが到達してから、像保持体１６Ｍにシート部材Ｐが到達するまでに経過した時間Ｌである実測値を認識して、ステップ１１００へ移行する。

ステップ１１００では、算出部７６が、実測値である時間Ｌと、到達までの理論時間である理論値の時間Ｈとから像保持体１６Ｃの表面に露光装置３６が露光する露光タイミングに対する補正値を算出する。そして、ステップ１２００に移行する。

ステップ１２００では、ステップ１１００で算出部７６により算出された補正値に基づいて露光装置３６がシアン色の像保持体１６Ｃの表面を露光する。補正値に基づいて露光装置３６が像保持体１６Ｃの表面を露光した場合には、ステップ１３００に移行して終了する。

以上説明したように、位置合せロール３２によってシート部材Ｐが送り出されたタイミング（搬送タイミング）、又は上流側の像保持体１６にシート部材Ｐが到達したタイミング（到達タイミング）を基準に、露光装置３６による露光タイミングの補正値を算出することで、各色の像保持体間にセンサを配置してこのセンサの検知信号を基準に補正値を算出する場合と比して、装置本体１０Ａを大型化することなく、シート部材Ｐの搬送方向に対する各色の色ずれが抑制される。

また、色重ね不要な黒色のトナー画像が最初にシート部材Ｐに転写されている。つまり、算出部７６により算出された補正値に基づいて露光装置３６が像保持体１６の表面を露光するのではない最初の露光を色重ね不要な黒色のトナー画像を形成するために用いることで、色ずれを目立たなくすることができる。

また、色重ね不要な黒色及び色ずれが目立たない黄色のトナー画像が転写された後に、色ずれが目立つマゼンタ色及びシアン色のトナー画像がシート部材Ｐに転写されている。つまり、色ずれが目立つマゼンタ色及びシアン色のトナー画像を形成するために用いる静電潜像が、算出部７６により算出された補正値に基づいて形成されるため、色ずれを目立たなくすることができる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、定電流制御される転写ロール３４の転写電圧の変動を検知することで、シート部材Ｐにトナー画像を転写し始める（シート部材Ｐの先端が転写部６８に突入する）タイミングを認識したが、特に定電流制御に限定されず、例えば、定電圧制御される転写ロールの転写電流の変動を検知することでシート部材Ｐにトナー画像を転写し始めるタイミングを認識してもよい。

また、上記実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の像保持体１６にシート部材Ｐが到達した実測値については、上流側に配置される像保持体１６にシート部材Ｐが到達したタイミングを基準に算出したが、例えば、全ての実測値の算出について、位置合せロール等の送出手段から送り出される搬送タイミングを基準に算出してもよい。

また、上記実施形態では特に言及しなかったが、下流側のタイミングは、上流側の複数の実測値を平均化するなどの補正を加えても良い。この場合には、測定誤差が吸収される。

１０画像形成装置
１６像保持体
３２位置合せロール（送出部材の一例）
３４転写ロール（転写部材の一例）
３６露光装置
６４現像器（現像装置の一例）
７０制御部
７６算出部

Claims

列状に並べられ、表面に夫々異なる色のトナー画像が保持される複数個の像保持体と、
帯電した前記像保持体の表面を各色の画像データに基づいて露光し、前記像保持体の表面に各色の静電潜像を形成する露光装置と、
夫々の前記像保持体の表面に形成された静電潜像を各色のトナー画像として現像する現像装置と、
夫々の前記像保持体に対向して設けられ、転写電圧が印加されることで夫々の前記像保持体に形成されたトナー画像を、前記像保持体との間で直接挟んで搬送される記録媒体に転写する複数個の転写部材と、
記録媒体の搬送方向において最も上流側に配置された前記像保持体に対して、記録媒体の搬送方向の上流側に配置され、前記像保持体に向けて記録媒体を送り出す送出部材と、
一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記送出部材から記録媒体が送り出されてから又は一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記像保持体に記録媒体が到達してから、一の前記像保持体に記録媒体が到達するまでの実際の経過時間である実測値と、一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記送出部材から記録媒体が送り出されてから又は一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記像保持体に記録媒体が到達してから、一の前記像保持体に記録媒体が到達するまでの理論時間である理論値とから、一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の下流側に配置された前記像保持体の表面に前記露光装置が露光する露光タイミングの補正値を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された補正値に基づいて前記露光装置による露光タイミングを制御する制御部と、
を備える画像形成装置。
前記実測値は、
一の前記像保持体に記録媒体が到達する到達タイミングと、
一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記搬送部材から記録媒体が搬送される搬送タイミング、又は一の前記像保持体に対して記録媒体の搬送方向の上流側に配置された前記像保持体に記録媒体が到達した到達タイミングと、に基づいて算出される請求項１に記載の画像形成装置。
黒色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体は、他の色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体に対して、記録媒体の搬送方向の上流側に配置される請求項１又は２に記載の画像形成装置。
マゼンタ色及びシアン色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体は、黒色及び黄色のトナー画像が表面に形成される前記像保持体に対して、記録媒体の搬送方向の下流側に配置される請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。