JP2020170194A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(A)は電子写真方式の画像形成装置100を示している。画像形成装置100はマルチカラーモード(第1モード)とモノカラーモード(第2モード)とを有している。モノカラーモードは、ブラック(K)のトナーを用いて単色画像を形成する画像形成モードである。マルチカラーモードは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラックの各トナーを適宜に用いて多色画像を形成する画像形成モードである。モノカラーモードは、第1色であるブラック(K)のトナーを用いて単色画像を形成する画像形成モードである。YMCは第2色である。図1では参照符号の末尾に、色を示すYMCKの文字が付与されているが、四色に共通する事項が説明されるときにはYMCKの文字が省略される。画像形成装置100は四つの画像形成部を有している。ブラック画像形成部20Kはブラックのトナー画像(第1画像)を形成する。イエロー画像形成部20Yはイエローのトナー画像(第2画像)を形成する。マゼンタ画像形成部20Mはマゼンタのトナー画像(第2画像)を形成する。シアン画像形成部20Cはシアンのトナー画像(第2画像)を形成する。トナーは、顕画材や現像剤と呼ばれてもよい。各画像形成部は、感光ドラム1、露光器2、現像器3、帯電器4、一次転写ローラ8を有している。
図2(A)、図2(B)は補助ローラ9a、9bの当接離間機構を示している。補助ローラ9aの当接離間機構と補助ローラ9bの当接離間機構の構造は異なってもよいが、同一であってもよい。ここでは両者が同一であるものとし、補助ローラ9aについて説明される。フォロワ90の一方の端部付近は補助ローラ9aの回転軸91を回転可能に支持している。フォロワ90の他方の端部はカム92と接触しており、カム92のプロファイルに沿ってフォロワ90が上下する。つまり、補助ローラ9aが上下する。カム92はモータの回転軸93に結合しており、モータにより駆動されて回転する。回転軸93はモータの回転軸にギアを介して連結された回転軸であってもよい。図2(A)は補助ローラ9a、9bが最も高い位置まで持ち上げられた状態を示している。図2(B)は補助ローラ9a、9bが最も低い位置まで下降された状態を示している。
図3は画像形成装置100を制御する制御システムを示している。CPU30は記憶装置34に記憶されている制御プログラムを実行することで各種の機能を実現するプロセッサやコントローラである。これらの機能の一部またはすべてはASICやFPGAなどのハードウエアによって実現されてもよい。ASICは特定用途集積回路の略称である。FPGAはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。
ここではシートPの一例として、坪量が所定値以下の「普通紙」と、坪量が所定値を超える「厚紙」とが採用される。なお、普通紙に画像が形成される画像形成モードは「普通紙モード」と呼ばれ、厚紙に画像を形成するモードは「厚紙モード」と呼ばれてもよい。つまり、画像形成装置は、普通紙に画像を形成するモノカラーモードと、厚紙に画像を形成するモノカラーモードを有している。所定値は、たとえば、129g/m^2である。m^2は平方メートルを示している。
図1(B)が示すように、普通紙モードでは、CPU30が一次転写ローラ8Y、8M、8Cと補助ローラ9aを下降させる。これにより、中間転写ベルト11は感光ドラム1Y、1M、1Cから離間する。感光ドラム1Y、1M、1Cや一次転写ローラ8Y、8M、8Cの消耗が抑制され、パーツの長寿命化が達成される。
図1(A)が示すように、厚紙モードでは、CPU30が、一次転写ローラ8Y、8M、8Cと補助ローラ9aを上昇させる。これにより、中間転写ベルト11は感光ドラム1Y、1M、1Cに当接する。CPU30は、一次転写ローラ8Y、8M、8Cには転写電圧を印加しない。これにより、感光ドラム1Y、1M、1Cや一次転写ローラ8Y、8M、8Cの消耗が抑制される。ただし、一次転写ローラ8Y、8M、8Cに転写電圧が印加されてもよい。
中間転写ベルト11の拘束力を増加するため、画像形成装置100は、厚紙モードにおいて、感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度の目標値を低下させる。以下では、中間転写ベルト11に関与するローラの配置と感光ドラム1と中間転写ベルト11の周速度差について説明する。なお、中間転写ベルト11の拘束力を増加させるには、中間転写ベルト11を駆動するモータM4のトルクが増加するように感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度が設定されればよい。
図1(A)が示すように駆動ローラ5の下流側に一次転写ローラ8とテンションローラ6が配置されている。ここで、下流とは、中間転写ベルト11の回転方向(外周面の移動方向)を基準とした下流である。CPU30は、感光ドラム1の周速度から中間転写ベルト11の周速度を減算して得られる周速度差Xがプラスの値になるようにモータM4、M5を制御する。すなわち、中間転写ベルト11と比較して、感光ドラム1が速く回転する。一次転写ローラ8が駆動ローラ5の下流側に配置される転写ユニットでは、周速度差Xがマイナスの値になると一次転写部において中間転写ベルト11の弛みが発生し、転写精度が低下するおそれがある。中間転写ベルト11の周速度と感光ドラム1の周速度とが一致している転写ユニットでは、静電的な力に頼った転写が行われる。一方で、周速度差Xがプラスとなる転写ユニットでは、静電的な力に加え、機械的な剥ぎ取り力が加わるため、転写が促進される。転写を促進する周速度差(%)は、たとえば、0.05%〜3%程度に設定される。この値は、周速度差Xを中間転写ベルト11の周速度で除算し、その商に100を乗算することで得られた値である。
ここで、X1は、モノカラーの普通紙モードに適用される周速度差Xである。X2は、マルチカラーモードに適用される周速度差Xである(厚紙と普通紙とで同じ周速度差が適用される)。ただし、(1)式では周速度差X1、X2は百分率で表記されているものとする。この条件が満たされるように、周速度差X1を設定することで、ショック画像が軽減される。具体的には、感光ドラム1が中間転写ベルト11よりも速く回っている系においては、感光ドラム1が中間転写ベルト11をアシストしながら回転している。そのため、感光ドラム1の速度が速い程、中間転写ベルト11の回転トルクは小さくなる。逆に感光ドラム1の速度が遅いほど(周速度差が0%に近づく程)、中間転写ベルト11の回転トルクは大きくなる。つまり、シートPが二次転写部に突入した際の中間転写ベルト11の速度変動が小さくなる。CPU30は、ブラックのトナー画像を形成する感光ドラム1Kの周速度差Xを0%より大きな値に設定し、転写促進を図る。一方で、CPU30は、トナー画像を形成しない感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度差Xを0%に近づける。これにより、モノカラーの厚紙モードでショック画像が発生しにくくなる。本実施例では、感光ドラム1Kの周速度差X1とマルチカラーモードにおける感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度差X2はともに0.15%に設定される。また、モノカラーモード(厚紙)における感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度差X2は0%に設定される。マルチカラーモードからモノカラーモード(モノカラーの厚紙モード)に切り替えられると、感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度が低下することになる。なお、モノカラーモードにおいて普通紙が給紙されるときは、感光ドラム1Y、1M、1Cは停止する。このように(1)式によれば、中間転写ベルト11を駆動するモータM4のトルクが増加するように、感光ドラム1を駆動するモータM5の回転速度の目標速度が変更される。つまり、感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度が所定速度へ変更される。
図4は転写ユニットの変形例(以下、別の系と称す)を示している。一次転写ローラ8は駆動ローラ5よりも上流側に配置されている。また、テンションローラ6は一次転写ローラ8よりも上流側に配置されている。
これにより、モノカラーモードにおいて厚紙が給紙されたとしても、ショック画像の発生を抑制することが可能となる。具体的には、感光ドラム1が中間転写ベルト11よりも遅く回っている系では、中間転写ベルト11が感光ドラム1をアシストしながら回転している。そのため、感光ドラム1の速度が速い程(周速度差Xが0%に近づく程)、中間転写ベルト11の回転トルクは小さくなる。逆に感光ドラム1の速度が遅い程(周速度差Xがマイナス側に大きくなる程)、中間転写ベルト11の回転トルクは大きくなる。よって、シートPが二次転写部に突入した際の中間転写ベルト11の速度変動が小さくなる。本実施例では、感光ドラム1Kの周速度差XKとマルチカラーモードにおける感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度差X2はともに−0.15%に設定される。また、モノカラーモードにおける感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度差X2は−0.3%に設定される。つまり、マルチカラーモードからモノカラーモード(モノカラーの厚紙モード)に切り替えられると、感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度が低下することになる。このように(2)式によれば、中間転写ベルト11を駆動するモータM4のトルクが増加するように、感光ドラム1を駆動するモータM5の回転速度の目標速度が変更される。つまり、感光ドラム1Y、1M、1Cの周速度が所定速度へ変更される。
図5はCPU30が実行する処理を示すフローチャートである。S1でCPU30(モード設定部301)は、操作部33やホストコンピュータから入力されるカラーモードの設定(指定)を受け付ける。S2でCPU30(モード判定部302)は、設定されたカラーモードがマルチカラーモードであるか、モノカラーモードであるかどうかを判定する。マルチカラーモードが設定されると、CPU30はS3に進む。
図1(A)などを用いて説明したように、ブラック画像形成部20Kは第一像担持体を有し、モノカラーモードにおいて単色画像を形成する第一形成手段の一例である。イエロー画像形成部20Y、マゼンタ画像形成部20M、シアン画像形成部20Cはそれぞれ第二像担持体を有し、マルチカラーモードにおいてブラック画像形成部20Kと協働して多色画像を形成する第二形成手段の一例である。なお、感光ドラム1Kは第一像担持体の一例である。感光ドラム1Y、1M、1Cは第二像担持体の一例である。中間転写ベルト11はモノカラーモードにおいて第一形成手段と当接して単色画像を担持し、マルチカラーモードにおいて第一形成手段と第二形成手段との両方に当接し、多色画像を担持する中間転写手段の一例である。外ローラ10は中間転写ベルト11に担持されているトナー画像をシートPに転写する転写手段の一例である。定着器12はシートPにトナー画像を定着させる定着手段の一例である。モータM6は第二像担持体を駆動する駆動手段の一例である。モータM3やカム96などは中間転写手段と第二像担持体を当接させたり、離間させたりする当接離間手段の一例である。CPU30はモータM3、M6などを制御する制御手段の一例である。図5などが示すように、CPU30マルチカラーモードが設定されると、モータM3などを制御して、中間転写ベルト11に対して感光ドラム1Y、1M、1Cを当接させる。なお、感光ドラム1Kは常に中間転写ベルト11に当接するように構成されていてもよい。CPU30はモノカラーモードが設定され、かつ、所定値を超える坪量の第一シート(例:厚紙)が供給されると、モータM3を制御して、中間転写ベルト11と感光ドラム1Y、1M、1Cを当接させる。これにより、より簡易な構成でショック画像が低減される。CPU30はモノカラーモードが設定され、かつ、所定値以下の坪量の第二シート(例:普通紙)が供給されると、モータM3を制御して、中間転写ベルト11と感光ドラム1Y、1M、1Cを離間させる。これにより、感光ドラム1Y、1M、1Cの消耗が抑制される。
Claims (9)
- 多色画像を形成する第1モードと単色画像を形成する第2モードとに制御される画像形成装置であって、
第1感光体を有し、前記第1感光体に第1色の第1画像を形成する第1画像形成手段と、
前記第1感光体を回転する第1モータと、
第2感光体を有し、前記第2感光体に前記第1色と異なる第2色の第2画像を形成する第2画像形成手段と、
前記第2感光体を回転する第2モータと、
前記第1感光体との第1ニップ部において前記第1感光体上の前記第1画像が転写され、前記第2感光体との第2ニップ部において前記第2感光体上の前記第2画像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体を回転する第3モータと、
前記中間転写体との第3ニップ部において前記中間転写体上の前記第1画像と前記第2画像とをシートに転写する転写手段と、
前記第2モータにより回転される前記第2感光体の周速度が目標速度となるように前記第2モータをフィードバック制御する駆動制御手段と、
前記第2感光体の目標速度を変更する変更手段と、
前記中間転写体と前記第2感光体とを当接させたり、前記中間転写体と前記第2感光体とを離間させる当接離間機構を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第2モードにおいて所定のシートに前記第1色の単色画像が形成される場合、前記中間転写体と前記第2感光体とを当接させるために、前記当接離間機構を制御し、
前記変更手段は、前記第2モードにおいて前記所定のシートに前記第1色の単色画像が形成される場合、前記第3モータのトルクが増加するように、前記第2感光体の目標速度を所定速度へ変更することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第3モータにより回転される前記中間転写体の周速度が他の目標速度となるように前記第3モータをフィードバック制御する他の駆動制御手段をさらに有し、
前記中間転写体の前記他の目標速度は前記第2感光体の前記目標速度より遅く、
前記第2感光体の前記所定速度と前記中間転写体の前記他の目標速度との周速度差は前記第2感光体の前記目標速度と前記中間転写体の前記他の目標速度との周速度差より小さいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第3モータにより回転される前記中間転写体の周速度が他の目標速度となるように前記第3モータをフィードバック制御する他の駆動制御手段をさらに有し、
前記中間転写体の前記他の目標速度は前記第2感光体の前記目標速度より速く、
前記第2感光体の前記所定速度と前記中間転写体の前記他の目標速度との周速度差は前記第2感光体の前記目標速度と前記中間転写体の前記他の目標速度との周速度差より小さいことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記第2モードにおいて前記所定のシートと異なる他のシートに前記第1色の単色画像が形成される場合、前記中間転写体と前記第2感光体とを離間させるために、前記当接離間機構を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記シートの坪量を取得する坪量取得手段をさらに有し、
前記所定のシートは、前記坪量取得手段により取得された坪量が所定値より大きいことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記駆動制御手段は、前記第2モードにおいて前記所定のシートが供給される場合、前記第2モードにおける前記第2感光体の周速度が、前記第1モードにおける前記第2感光体の周速度よりも低下するよう前記第2モータを制御することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第2モードで、かつ、前記所定のシートが供給される場合において、前記第2感光体の周速度から前記中間転写体の周速度を減算して得られる周速度差の百分率であるX1と、
前記中間転写体の周速度に対する、前記第1モードにおける前記周速度差の百分率であるX2との間には、次の関係が成立する
0%≦X1<X2
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記第2モードで、かつ、前記所定のシートが供給される場合において、前記第2感光体の周速度から前記中間転写体の周速度を減算して得られる周速度差の百分率であるX1と、
前記中間転写体の周速度に対する、前記第1モードにおける前記周速度差の百分率であるX2との間には、次の関係が成立する
X1<X2<0%
ことを特徴とする請求項1または3に記載の画像形成装置。 - 前記第1感光体と対向する位置に配置され、前記中間転写体を介して前記第1感光体に転写電圧を印加する第一印加手段と、
前記第2感光体と対向する位置に配置され、前記中間転写体を介して前記第2感光体に転写電圧を印加する第二印加手段と、
をさらに有し、
前記制御手段は、前記第1モードにおいて前記第1感光体および前記第2感光体に対する転写電圧を印加し、前記第2モードにおいて前記第1感光体に対する転写電圧を印加しつつ、前記第2感光体に対する転写電圧を印加させないことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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