JP3588985B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、特に、無端ベルト状の中間転写体を用いて画像の形成を行う画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像してトナー像とし、当該トナー像を転写用紙上に転写・定着することによって、画像を形成するように構成されている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、同一の画像を複数枚複写ないしプリントする場合に、感光体ドラム上の画像形成位置が異なると、感光体ドラムの画像形成位置によって当該感光体ドラム自身が有する感度ムラや感光体ドラムの偏心による帯電ムラ、あるいは現像濃度ムラ等に起因して、再現される画像の濃度が画像を形成するたびに変化してしまうことになる。そのため、上記画像形成装置では、常に、感光体ドラム上の同一の位置を基準として画像を形成するように、感光体ドラムの回転及び画像形成位置を制御するように構成されている。
【０００４】
ところで、近年、上記電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置においては、オフィス等で使用されるドキュメント用紙の多様化等に鑑みて、種々の厚さの用紙や、ＯＨＰシート・ハガキ・トレーシングペーパー等の紙質の異なる転写材に、カラー像を含む画像を良好に形成可能とすることが要求されてきている。そのため、複数色のトナー像を形成可能な感光体ドラムと、当該感光体ドラム上に形成された複数色のトナー像が順次１次転写されるとともに、感光体ドラム上から多重転写された複数色のトナー像を転写材に２次転写する無端ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装置が、すでに種々提案されている。このような画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、一旦無端ベルト状の中間転写体に転写するため、トナー像の一次転写の条件は、転写材の厚さや材質によらず常に一定であり、転写材の厚さや材質を問わず、高画質の画像形成が可能となるという特徴を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上述した感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装置では、無端ベルト状に形成された中間転写体の厚さや長さ等の製造誤差に起因して、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間で、相対的な位置ずれが発生することがある。かかる感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との相対的な位置ずれは、単色の画像形成時には、感光体ドラム上に形成されたトナー像が、無端ベルト状の中間転写体を介して転写用紙等の転写材上に転写されるだけあるため、特に問題とはならない。
【０００６】
ところが、上記の如き感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装置において、多色画像を形成する場合には、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間で相対的な位置ずれが生じると、感光体ドラム上のトナー像の位置がずれてしまい、複数色のトナー像を互いに重ね合わせることによって得られるカラー画像の色相が変化してしまい、人間の目に検知され、画質的に劣ったものとなるという問題点がある。
【０００７】
そこで、感光体ドラムと中間転写体との相対的な位置ずれに起因するカラー画像の色相等の変化を解決し得る技術としては、例えば、特開平１−２９１２６０号公報に開示されているように、ドラム状の転写材担持体を使用した装置において、感光体ドラムとドラム状の転写材担持体とをそれぞれ独自の駆動系によって独立に駆動し、感光体ドラムとドラム状の転写材担持体との相対的な位置関係を修正する方法が、既に提案されている。
【０００８】
しかし、この提案に係る技術の場合には、基本的に、転写体として剛性を有するドラム状のものを使用しており、しかも当該ドラム状の転写体は、その表面に転写用紙を巻き付けた状態で、感光体ドラム上からトナー像を直接転写用紙上に多重転写するものであるため、転写材担持体そのものは、感光体ドラムに対して非接触状態で回転駆動される。そのため、ドラム状の転写材担持体を感光体ドラムと別個に独立駆動しても特に問題は生じないが、無端ベルト状の中間転写体は、それ自身製造上の誤差を必然的に含んでおり、しかも感光体ドラムの表面に接触した状態で回転駆動されるため、無端ベルト状の中間転写体を感光体ドラムと独立に駆動して両者の相対的な位置を合わせようとしても、無端ベルト状の中間転写体と感光体ドラムとの間に、位置ずれや磨耗が生じてしまうという問題点を避けることができない。
【０００９】
さらに説明すると、上記の如く構成される画像形成装置では、感光体ドラムは相対的に直径が大きく設定され、かつ、画質上の要求からフライホイールを備えているため、感光体ドラムの慣性モーメントは大きい。しかも、上記感光体ドラムは、クリーニング手段として、常に摺接するクリーニングブレード等を有しており、このクリーニングブレードは、ウレタンなどの比較的摩擦係数の大きい材料からなるため、感光体ドラムを駆動する際の負荷としてかなり大きなものとなっている。これらの二点から、感光体ドラムの立ち上がり及び立下がりは、図１１に示すように、相対的に直径の小さな駆動ロールを用いて駆動される無端ベルト状の中間転写体より、長い時間を必要とすることとなる。その結果、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間に速度差がある領域では、両者は互いに圧接した状態で摺擦される状態となり、例えば、感光体ドラムや無端ベルト状の中間転写体の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となり、部品信頼性の低下やランニングコスト高を招くという問題点があった。
【００１０】
また、上記の如く構成される画像形成装置では、感光体ドラム及びベルト状の中間転写体の駆動速度を、転写材の材質等に応じて変化させる場合にも、上記と同様に、感光体ドラムとベルト状の中間転写体との慣性等の相違によって、図１２に示すように、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間に速度差が生じ、両者は互いに圧接した状態で摺擦される状態となり、例えば、感光体ドラムや無端ベルト状の中間転写体の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となり、部品信頼性の低下やランニングコスト高を招くという問題点があった。
【００１１】
そこで、上記の問題点を解決するためには、感光体ドラムを駆動するモーターとして、出力トルクの大きな駆動モーターを用いて、立ち上がりの時間を短くする手段も考えられるが、これは、コスト及び消費電力の観点から得策ではない。また、仮に、感光体ドラムの立ち上げ及び立ち下げ時間を短縮することができたとしても、一定速度に至るまでの時間、即ちある程度の静定時間を必要とすることとなり、制御上不利であるという新たな問題点が生じる。
【００１２】
また、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置では、無端ベルト状の中間転写体を回転自在に支持しているロールの位置関係が変化すると、無端ベルト状の中間転写体の安定位置が変わり、無端ベルト状の中間転写体が支持ロールの軸方向に移動してしまうという問題点をも有している。この無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動は、支持ロールの回転周期と比較してかなり長い時間を要する移動形態であるため、当該無端ベルト状の中間転写体上にトナー像を１次転写して画像形成を行うと、画像の歪みとなり、又、カラー画像では所謂色ずれとなって画質を著しく損なうという問題点があった。
【００１３】
さらに、上述したように、無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動量が大きいと、無端ベルト状の中間転写体の幅方向における端縁部が、支持ロールを回転自在に取り付けたフレームや近傍の部材と接触して損傷を受け、無端ベルト状の中間転写体の寿命が極端に短くなるという問題点もあった。
【００１４】
そこで、この発明では、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に傷や摩耗が生じるのを防止可能であり、無端ベルト状の中間転写体の長寿命化が可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
また、この発明の他の目的とするところは、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動に起因する画像の歪みや色ずれを防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
さらに、この発明の他の目的とするところは、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の色相変化を防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
すなわち、請求項１に記載された発明は、像担持体と、前記像担持体に一部が圧接するように配設された無端ベルト状の中間転写体とを備え、前記像担持体上に形成されたトナー像を無端ベルト状中間転写体上に一次転写するとともに、当該無端ベルト状中間転写体上に一次転写されたトナー像を転写材上に２次転写することにより画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上に形成されたトナー像を無端ベルト状中間転写体上に一次転写する一次転写ロールを、回転自在に軸支し且つ支点を中心にして傾動するアームを備えるとともに、当該アームの自由端を押し下げることにより無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するリトラクト手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体をそれぞれ独自に駆動する駆動手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置をそれぞれ検知する回転位置検知手段と、前記回転位置検知手段からの検知信号に基づいて、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するタイミングと、前記駆動手段による像担持体と無端ベルト状中間転写体の駆動タイミングとを制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記リトラクト手段によって無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除した状態で、前記駆動手段によって前記像担持体を先に立ち上げ、当該像担持体が一定速度に収束するタイミングと、前記無端ベルト状中間転写体が一定速度に収束するタイミングが一致するように、前記駆動手段によって前記無端ベルト状中間転写体を立ち上げるとともに、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体とを圧接させるタイミングを制御するように構成したものである。
【００１９】
さらに、請求項２に記載された発明は、前記制御手段は、前記像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体との機械的接触を解除し、空隙を設けるべく離間させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２０】
また更に、請求項３に記載された発明は、前記制御手段は、前記像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体との押圧力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２１】
更に、請求項４に記載された発明は、前記制御手段は、像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度立ち上がり開始タイミング、若しくは速度立ち下がりタイミングの少なくともどちらか一方を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２２】
また、請求項５に記載された発明は、前記回転位置検知手段は、前記像担持体の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号と前記中間転写体の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２３】
さらに、請求項６に記載された発明は、前記制御手段は、前記回転位置検知手段の検知結果から前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置の時間差、位置差、回転角度差のうち、少なくとも一つを算出して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である。
【００２４】
又さらに、請求項７に記載された発明は、前記制御手段は、予め決められた基準値と前記回転位置検知手段の検知結果とを比較して制御を行い、当該予め決められた基準値は、多色画像を形成する際の一次転写において、一色目転写時の回転位置検知手段の検知結果、又は一枚目の多色一次転写の回転位置検知手段の検知結果のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。ここで、一色目転写時の回転位置検知手段の検知結果を基準とすると、枚数毎に基準が変わる虞れがあるが、一枚目の一色目転写時の回転位置検知手段の検知結果を基準とすれば、途中で加減速があっても基準は一つであり、全枚数で同一とすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２６】
実施の形態１
図１はこの発明に係る画像形成装置の一実施の形態であるデジタルカラー複写装置を示す構成図である。
【００２７】
図１において、１はデジタルカラー複写装置の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写装置本体１内の上端部には、原稿２の画像を読み取るＩｍａｇｅ Ｉｎｐｕｔ Ｔｅｒｍｉｎａｌ（以下、「ＩＩＴ」という。）３が配置されている。このＩＩＴ３は、プラテンガラス４上に載置された原稿２をプラテンカバー５によって押圧した状態で、このプラテンガラス４上に載置された原稿２の画像を光源６によって照明するとともに、原稿２からの反射光像を第１、第２の走査ミラー７、８及び結像レンズ９を介してＣＣＤセンサー１０に走査露光して、このＣＣＤセンサー１０によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るように構成されている。
【００２８】
上記ＩＩＴ３によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとしてＩｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（以下、「ＩＰＳ」という。）１２に送られ、このＩＰＳ１２では、原稿２の反射率データに対し、必要に応じてシェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。
【００２９】
そして、上記の如くＩＰＳ１２で所定の画像処理が施された画像データは、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿色材階調データに変換されて、次のように構成されるＩｍａｇｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｔｅｒｍｉｎａｌ（以下、「ＩＯＴ」という。）１３によってカラー画像として出力される。上記ＩＰＳ１２で所定の画像処理が施された画像データは、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿色材階調データに変換されて、ＩＯＴ１３のＲａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ（以下、「ＲＯＳ」という。）１５に送られ、このＲＯＳ１５では、原稿色材階調データに応じてレーザー光ＬＢによる画像露光が行われる。
【００３０】
上記ＲＯＳ１５は、図１に示すように、図示しない半導体レーザーを原稿色材階調データに応じて変調して、この半導体レーザーからレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザーから出射されたレーザー光ＬＢは、回転多面鏡１６によって偏向走査され、ｆ−θレンズ１７及び反射ミラー１８を介して感光体ドラム２０上に走査露光される。
【００３１】
上記ＲＯＳ１５によってレーザー光ＬＢが走査露光される感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム２０の表面は、予め一次帯電用のスコロトロン２１によって所定の電位に帯電された後、原稿色材階調データに応じて変調されたレーザー光ＬＢが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム２０上に形成された静電潜像は、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色の現像器２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃを備えたロータリー方式の現像装置２２によって順次現像され、所定の色のトナー像となる。なお、上記感光体ドラム２０上に形成されたトナー像は、転写効率を向上させるため、転写前露光器４０によって露光を受け、感光体ドラム２０との静電的な付着力が弱められるようになっている。
【００３２】
上記感光体ドラム２０上に順次形成される所定の色のトナー像は、当該感光体ドラム２０の下方に配置された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写体ベルト２３上に、１次転写ロール２４の接触帯電によって順次多重に１次転写される。そして、上記中間転写体ベルト２３上に多重転写された複数色のトナー像は、２次転写位置において、２次転写ロール２５の接触帯電によって転写用紙等からなる転写材２６上に一括して２次転写される。上記転写材２６は、図１に示すように、複写装置本体１内の下部に収納された複数の給紙カセット２８、２９、３０の何れかから給紙ロール３１によって給紙されるか、又は複写装置本体１外の側面に配置された手差しトレイ３８からも給紙可能となっており、給紙された転写材２６は、搬送ローラ３２及びレジストローラ３３によって、中間転写体ベルト２３の２次転写位置に所定のタイミングでそれぞれ搬送される。そして、上記転写材２６には、２次転写ロール２５の接触帯電によって中間転写体ベルト２３上から所定の色数のトナー像が一括して転写される。なお、上記手差しトレイ３８からは、ハガキ等の定形外の転写用紙以外にオーバーヘッドプロジェクター用の透明なＯＨＰシート等も給紙可能であり、ＯＨＰシート等にも画像を形成することができるようになっている。これらの特殊な転写材２６も、給紙カセットから供給するように構成しても勿論よい。また、上記手差しトレイ３８からは、片面に画像が形成された転写材２６を裏返して給紙することにより、両面コピーも可能となっている。
【００３３】
また、上記中間転写体ベルト２３上から所定の色数のトナー像が転写された転写材２６は、搬送ベルト３４によって吸着された状態で定着装置３５へと搬送され、この定着装置３５によって熱及び圧力によってトナー像が転写材２６上に定着され、排出トレイ３６上に排出されてカラー画像の形成工程が終了する。
【００３４】
なお、図１中、３７は中間転写体ベルト２３の清掃を行うための中間転写体ベルト用クリーナーを、３９は２次転写ロール２５の清掃を行うための２次転写ロール用クリーナーを、４１は感光体ドラム２０の表面電位を検知する表面電位センサーを、それぞれ示している。
【００３５】
さらに、トナー像の転写工程が終了した感光体ドラム２０の表面は、プリクリーニングコロトロン４２によって除電された後、ブラシやブレードを備えたクリーナー４３によって残留トナーや紙粉等が除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００３６】
図２は上記多重転写方式のデジタルカラー複写装置の画像形成部を示す構成図である。
【００３７】
図２において、２０は上記感光体ドラムであり、この感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって矢印の方向に所定の回転速度で駆動されるが、当該感光体ドラム２０の回転変動を防止して画質を向上させるため、その回転軸には図示しないフライホイールが取り付けられている。また、上記感光体ドラム２０の表面には、無端ベルト状の中間転写体としての中間転写体ベルト２３が、１次転写ロール２４によって圧接されるように配置されている。
【００３８】
この中間転写体ベルト２３は、図２に示すように、感光体ドラム２０よりも上流側に配設されるドライブロール４５と、感光体ドラム２０と当該中間転写体ベルト２３を介して対向する１次転写ロール２４と、感光体ドラム２０の下流側に配設されるテンションロール４６と、２次転写ロール２５と当該中間転写体ベルト２３を介して圧接されるバックアップロール４７と、２次転写位置の近傍において当該中間転写体ベルト２３を略平坦に保持するためのアイドラーロール４８とによって、感光体ドラム２０の周速と同一の移動速度で循環移動可能に支持されている。この中間転写体ベルト２３は、ポリイミド等の合成樹脂に必要に応じて導電化剤を添加して抵抗値に調整したフィルム状の部材によって、無端ベルト状に形成されており、所定の張力でドライブロール４５やテンションロール４６等に掛け回されている。なお、上記中間転写体ベルト２３の周長は、例えば、感光体ドラム２０の周長の整数倍に設定されている。
【００３９】
上記中間転写体ベルト２３には、上述したように、２次転写位置において複数の給紙カセット２８、２９、３０の何れかから転写材２６が供給され、この転写材２６は、中間転写体ベルト２３の表面側から２次転写用の転写ロール２５によって接触帯電を受け、所定の色数のトナー像が一括して転写される。
【００４０】
そして、上記中間転写体ベルト２３から所定の色数のトナー像が転写された転写材２６は、搬送ベルト３４によって定着装置３５へと搬送されて、この定着装置３５の定着ローラ３５ａ及び圧力ローラ３５ｂによってトナー像が熱及び圧力により転写材２６上に定着され、フューザ出口ロール４９によって装置外部の排出トレイ３６上に排出される。
【００４１】
ところで、上記の如く構成される画像形成装置では、前記無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するリトラクト手段と、前記リトラクト手段によって無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するタイミングを制御する制御手段と、を具備するように構成されている。
【００４２】
すなわち、この実施の形態１では、図３に示すように、１次転写ロール２４が支点５０を中心にして傾動するアーム５１に回転自在に軸支されており、この１次転写ロール２４を軸支したアーム５１は、通常は圧縮バネ５２の反発力によって１次転写ロール２４を、中間転写体ベルト２３を介して感光体ドラム２０に圧接するように付勢している。
【００４３】
また、上記１次転写ロール２４を軸支したアーム５１の自由端には、当該アーム５１を下方に押し下げることにより、感光体ドラム２０に対する１次転写ロール２４の圧接状態を解除するためのソレノイド５３が連結されている。そして、このソレノイド５３は、通電状態にあっては１次転写ロール２４を軸支したアーム５１を下方に押し下げ、感光体ドラム２０に対する１次転写ロール２４の圧接を解除するように構成されている。一方、上記ソレノイド５３がＯＦＦの状態にあっては、１次転写ロール２４は、当該１次転写ロール２４を軸支したアーム５１が圧縮バネ５２の反発力によって、中間転写体ベルト２３を介して感光体ドラム２０に圧接されるようになっている。上記ソレノイド５３は、制御手段５４によって、中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との圧接状態を解除するタイミングを制御するように構成されている。
【００４４】
上記制御手段５４によって制御されるソレノイド５３は、例えば、感光体ドラム２０あるいは中間転写体ベルト２３のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との機械的接触を解除し、空隙を設けるべく離間させるように、アーム５１の移動量が設定される。
【００４５】
しかし、これに限らず、上記制御手段５４によって制御されるソレノイド５３は、例えば、感光体ドラム２０あるいは中間転写体ベルト２３のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との押圧力を低減させるように、アーム５１の移動量を設定してもよい。
【００４６】
以上の構成において、この実施の形態１に係るデジタルカラー複写装置においては、次のようにして、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、無端ベルト状の中間転写体及び感光体ドラムに磨耗や傷が生じるのを防止可能となっている。
【００４７】
すなわち、上記実施の形態１に係るデジタルカラー複写装置では、図４に示すように、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の駆動開始時及び停止時において、両者の慣性モーメント等の差によって、中間転写体ベルト２３の立ち上がり並びに立ち下がりに比べて、感光体ドラム２０の立ち上がり並びに立ち下がりが、相対的に遅くなる。その結果、そのままの状態では、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に速度差がある領域において、両者は互いに圧接した状態で摺擦される状態となる。
【００４８】
そこで、この実施の形態１では、少なくとも感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に速度差がある領域において、図４に示すように、ソレノイド５３をＯＮ状態とし、図３に示すように、感光体ドラム２０の表面から中間転写体ドラム２３の圧接状態を解除するようになっている。
【００４９】
このように、上記実施の形態１においては、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に速度差がある領域において、図３に示すように、感光体ドラム２０の表面から中間転写体ドラム２３の圧接状態を解除するように構成されている。そのため、感光体ドラム２０と中間転写体ドラム２３との間に速度差がある領域では、両者が互いに圧接した状態で摺擦されることがないので、感光体ドラム２０や中間転写体ドラム２３の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となるのを防止することができ、部品信頼性の低下、ランニングコスト高を招くのを防止することができる。
【００５０】
図５はこの発明の実施の形態１の構成を追加的に示すものであり、この実施の形態１では、上記の構成に加えて中間転写体ドラム２３の駆動を立ち上げるタイミングが異なるように構成されている。
【００５１】
すなわち、上記の如く構成される画像形成装置において、単に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との速度差による当該中間転写体ベルト２３表面の磨耗や傷を防止するためには、前記実施の形態１のように、中間転写体ベルト２３の感光体ドラム２０への圧接状態を解除可能に構成すればよい。しかし、中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との圧接状態を解除すると、中間転写体ドラム２３の張架状態が変化するため、中間転写体ベルト２３の駆動系においてベルト２３が軸方向に沿って移動する虞れがある。これは、中間転写体ベルト２３を支持する一次転写ロール２５の位置変化時間が長いほど、当該中間転写体ベルト２３の移動量が大きくなるという性質を持っている。
【００５２】
そこで、この実施の形態１では、図５に示すように、感光体ドラム２０を先に立ち上げ、感光体ドラム２０が一定速度に収束するタイミングと、中間転写体ベルト２３が一定速度に収束するタイミングが一致するように、ベルト駆動系を立ち上げるように構成されている。これに対して上記実施例１では、同時立ち上げであるので、中間転写体ベルト２３は、基本的に感光体ドラム２０の回転速度が収束するまでの時間だけ、一次転写ロール２３を変位させておかねばならず、長い時間を要する。
【００５３】
一方、この実施の形態１では、感光体ドラム２０の立ち上がりに合わせて、中間転写体ベルト２３を立ち上げればよく、中間転写体ベルト２３を立ち上げてから、ベルト搬送系が安定する時間分だけ一次転写ロール２５を変位させておけばよく、一次転写ロール２５を変位させておく時間がその分だけ短くなり、中間転写体ベルト２３の移動量を減少させることができる。
【００５４】
このように、上記の実施の形態１では、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該中間転写体ベルト２３の軸方向における移動に起因する画像の歪みや色ずれを防止することが可能となる。
【００５６】
実施の形態２
図６はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記中間転写体ドラム２３の駆動を立ち下げるタイミングが、前記実施の形態１と異なるように構成されている。
【００５７】
すなわち、この実施の形態２では、図６に示すように、中間転写体ベルト２３の停止タイミングを遅らせることにより、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に相対的な回転位置を制御するように構成されている。
【００５８】
このように、中間転写体ベルト２３の停止タイミングを遅らせることにより、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に相対的な回転位置を制御することができ、両者の間に位置ズレが生じるのを防止可能となっている。その結果、中間転写体ベルト２３を使用した画像形成装置において、当該中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の歪みや色ずれを防止することが可能となる。
【００５９】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同一の部分については、その説明を省略する。
【００６０】
実施の形態３
図７はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、感光体ドラム２０及び中間転写体ベルト２３の回転速度を、転写材２６の厚さや材質等に応じて変化させる場合に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との圧接状態を解除するように構成されている。
【００６１】
すなわち、この実施の形態３では、図７に示すように、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との駆動速度を、転写材２６の厚さや材質等に応じて変化させた場合でも、両者の速度が変化している間は、両者の接触状態を互いに解除するように構成されている。そのため、感光体ドラム２０や中間転写体ドラム２３の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となるのを防止することができ、部品信頼性の低下、ランニングコスト高を招くのを防止することができる。
【００６２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同一の部分については、その説明を省略する。
【００６３】
実施の形態４
図８乃至１０はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態３と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、前記無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するリトラクト手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体をそれぞれ独自に駆動する駆動手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置をそれぞれ検知する回転位置検知手段と、前記回転位置検知手段からの検知信号に基づいて、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するタイミングと、前記駆動手段による像担持体と無端ベルト状中間転写体の駆動タイミングとを制御する制御手段と、を具備するように構成されている。
【００６４】
すなわち、この実施の形態４に係る画像形成装置では、感光体ドラム２０上の画像形成位置と中間転写体ベルト２３との画像転写位置との変化による再現画像の色相の変化を解決するように構成されている。例えば、立ち上がりと立ち下がりの速度プロファイルが異なる感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の回転駆動系同士を、数回立ち上がりと立ち下がりを繰り返させると、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の各々の位置が次第にずれていってしまい、色ずれ等の原因となる。これは、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３が停止状態から立ち上がるまでの状態で、両者の速度プロファイルが異なるため、両者の間に位置ずれが生じ、このずれが次第に蓄積していくためである。また、中間転写体ベルト２３の長さや厚さ等の製造誤差によっても、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に位置ずれが生じる。
【００６５】
ここで、一見すると、立ち上がり時に遅れて立ち上がった感光体ドラム２０に比べ、ベルト搬送系は停止時の位置関係より進んだ位置にあり、立ち下がり状態では感光体ドラム２０が遅れて停止するため、遅れ量を取り戻すような印象を受けるが、実際には立ち上がり速度プロファイルは毎回微妙に異なり、位置関係のずれは毎回異なっている。更に、立ち下がり速度プロファイルは摩擦負荷成分が速度低下要因として効くため、立ち下がりと立ち上がり速度プロファイルは対称形ではなく、遅れの取戻しは完全ではない。この問題はジョブ間の色差となってあらわれ、同一原稿でも異なった色相のプリントとなってしまう。
【００６６】
そこで、本発明者は、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との速度プロファイルの差によって、両者の間に実際にどの程度の位置ずれが生じるかを実際に計算し、この位置ずれをどのように補正すべきかを検討した。
【００６７】
いま、感光体ドラム２０は、図９に示すように、立ち下がり信号によって、０．２秒で速度２００ｍｍ／ｓｅｃから立ち下がり、速度０ｍｍ／ｓｅｃで停止状態となり、同様に、中間転写体ベルト２３は、０．１５秒で停止するとした場合を考える。このとき、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３が減速する際の加速度は、一定とすると、感光体ドラム２０の立ち下がり信号からの走行距離Ｌｐ／ｒは、
となり、２０ｍｍである。
【００６８】
一方、感光体ドラム２０と停止タイミングを揃えるとして、中間転写体ベルトの走行距離Ｌｂｅｌｔは、
となり、感光体ドラム２０との間に５ｍｍの位置関係のずれが生じることがわかる。ここで、（２）式の第１項は、中間転写体ベルト２３の停止タイミングを感光体ドラム２０と揃えるため、中間転写体ベルト２３を感光体ドラム２０より０．０５（ｓｅｃ）だけ遅く停止させ、その間に中間転写ベルト２３が進む距離を示している。
【００６９】
同様に、立ち上がりを考慮すれば、立ち上がり信号によって、０．２５秒で速度０ｍｍ／ｓｅｃから感光体ドラム２０が立ち上がり速度２００ｍｍ／ｓｅｃで定常状態になり、同様に、中間転写体ベルトは０．１６秒で定常状態になるとした場合を考える。このとき加速度は一定とすると、感光体ドラム２０の立ち上がり信号からの走行距離Ｌｐ／ｒは、
となる。
【００７０】
一方、定常状態に至るタイミングを揃えるとして、中間転写体ベルト２３の走行距離Ｌｂｅｌｔは、
となり、両者の間に９ｍｍの位置関係のずれが生じることがわかる。その結果、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間には、立ち下がり時に５ｍｍの位置関係のずれが生じ、立ち上がり時に９ｍｍの位置関係のずれが生じるため、立ち上がり、立ち下がりのプロファイル差によって、駆動時から停止時に４ｍｍの位置関係の差がでることとなる。 前記計算例のごとく、通常の立ち上げ、立ち下げの差分４ｍｍを補正するためには、中間転写体べルト２３を４ｍｍ分だけ早く立ち上げれば良いことになる。その補正量である時間Ｔは、
だけ、中間転写体ベルト２３を早く立ち上げれば良いことがわかる。即ち、立ち上がり信号発生から直ぐに、感光体ドラム２０を立ち上げ、（０．２５−０．１６−０．０２）＝０．０７秒後にベルト搬送系を立ち上げ、同様に０．２５秒後に感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３を接触させれば良い。
但し、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の立ち上げ、立ち下げには、必ずばらつきが存在することは前述の通りである。このばらつき成分も解消する必要がある。
【００７１】
いま、最初の立ち上がり時の感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の相対位置関係をＴとする。この位置関係Ｔは、図８に示すように、感光体ドラム２０の一回転に少なくとも一回発生する感光体の位置に同期したｚ信号と、同様に中間転写体ベルト２３の一回転に少なくとも一回発生するベルトの位置に同期したＴＲ０信号の時間間隔として得られる。これは毎回転毎に測定され、常に監視されていても良く、立ち上がり時、定常時、立ち下がり時のいずれかを代表値として把握していてもよい。感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の通常速度は、ほぼＴが一定であるべく設定されているので、その回転中は問題がない。しかし、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３は、前述したように、立ち下がり時等に位置関係がずれながら停止する。この時、立ち下がり信号発生から実際に停止するまでの間に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３が各々持っている回転角速度制御用センサーであるエンコーダの出力が停止するまでの時間、もしくは、パルス数をカウントすることで得られる。これによって、立ち下がりでの位置関係変化量が定量化できる。この定量化した分を次回の立ち上げの際タイミング補正データとして、立ち上げタイムミングを制御すればよい。
【００７２】
例えば、立ち下げで５ｍｍの位置関係ずれが発生するはずが、５．１ｍｍだとすると、次回立ち上げではばらつき補正値Ｔａとして、
となり、実際の立ち上げ時間は、立ち上がり信号発生から直ぐに、感光体ドラム２０を立ち上げ、（０．２５−０．１６−０．０２＋０．００５）＝０．０７０５秒後にベルト搬送系を立ち上げることになる。
【００７３】
こうすることによって、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との立ち下がり時におけるばらつきを補正することが可能となる。
【００７４】
次に、立ち上がり時のばらつき補正は、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との相対的な位置関係Ｔを測定することによって前回測定値、もしくは、設定値、数回分の平均値等何らかの設定値と比較することによって得られる。これを立ち上がり時のタイミング補正値Ｔｃとして、
となり、実際の立ち上がり時間は立ち上がり信号発生から直ぐに、感光体ドラム２０を立ち上げ、（０．２−０．１５−０．００５）＝０．０４９５秒後にベルト搬送系を立ち下げることと。こうすることによって、立ち上がり時のばらつき補正が可能となる。
【００７５】
図１０は感光体ドラム及び中間転写体ベルトの駆動制御部を示すブロック図である。
【００７６】
図１０において、６０は感光体ドラム２０及び中間転写体ベルト２３の駆動を制御する駆動制御部、２０は感光体ドラム、６１はこの感光体ドラム２０を駆動する感光体駆動モーター、６２は感光体駆動モーター６１の回転状態を検出することにより、感光体ドラム２０の回転位置を検知する回転位置検知手段としてのロータリーエンコーダ、６３は感光体駆動モーター６１を駆動する感光体駆動モーター駆動部、２３は中間転写体ベルト、６４はこの中間転写体ベルトを駆動する中間転写体駆動モーター、６５は中間転写体駆動モーター６４の回転状態を検出することにより、中間転写体ベルト２３の回転位置を検知する回転位置検知手段としてのロータリーエンコーダ、６６は中間転写体駆動モーター６４を駆動する中間転写体駆動モーター駆動部、６７は前記ロータリーエンコーダ６２から出力される信号に基づいて感光体ドラム２０の回転速度を検出する感光体速度検出部、６８は前記ロータリーエンコーダ６５から出力される信号に基づいて中間転写体ベルト２３の回転速度を検出する中間転写体速度検出部、６９は前記感光体速度検出部６７と中間転写体速度検出部６８から出力される信号に基づいて、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との相対的な位置の差を算出する相対位置差算出演算部、７０は前記感光体速度検出部６７と中間転写体速度検出部６８から出力される信号に基づいて、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との相対的な速度の差を算出する相対速度差算出演算部を、それぞれ示すものである。
【００７７】
また、上記ロータリーエンコーダ６２、６５は、感光体ドラム２０の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号と、中間転写体ベルト２３の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号を検知するように構成されている。
【００７８】
さらに、上記駆動制御部６０は、ロータリーエンコーダ６２、６５の検知信号から前記感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の回転位置の時間差、位置差、回転角度差のうち、少なくとも一つを算出して制御するように構成されている。
【００７９】
又、上記駆動制御部６０は、予め決められた基準値と前記ロータリーエンコーダ６２、６５の検知結果とを比較して制御を行い、当該予め決められた基準値は、多色画像を形成する際の一次転写において、一色目転写時のロータリーエンコーダ６２、６５の検知結果、又は一枚目の多色一次転写のロータリーエンコーダ６２、６５の検知結果のいずれかであるように設定される。
【００８０】
そして、この実施の形態４では、図８に示すように、相対位置差算出演算部６９によって、ロータリーエンコーダ６２、６５からの出力信号に基づいて、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との回転位置を検出し、ロータリーエンコーダ６２から出力される基準パルス信号と、ロータリーエンコーダ６５から出力される基準パルス信号との時間差又は回転角度を、水晶発振器から出力される基準パルスの数をカウントするか、あるいはロータリーエンコーダ６２から出力されるパルスの数をカウントすることによって測定する。上記のごとく測定された検出結果のうち、例えばロータリーエンコーダ６２から出力される基準パルス信号と、ロータリーエンコーダ６５から出力される基準パルス信号との回転角度に基づいて、当該測定回転角度に設定平均速度を掛けることにより、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との回転位置の差が求められる。
【００８１】
したがって、このようにして求められた感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との回転位置の差の情報に基づいて、駆動制御部６０は、上述したように、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との立ち上がりのタイミング等を制御することにより、両者の間に位置ずれ等が発生するのを確実に防止するようになっている。
【００８２】
このように、上記実施の形態４では、中間転写体ベルト２３を使用した画像形成装置において、中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の歪みや色ずれを防止することが可能となっている。
【００８３】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に傷や摩耗が生じるのを防止可能であり、無端ベルト状の中間転写体の長寿命化が可能な画像形成装置を提供することができる。
【００８５】
また、この発明によれば、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動に起因する画像の歪みや色ずれを防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００８６】
さらに、この発明によれば、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の色相変化を防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明に係る画像形成装置の一実施の形態であるデジタルカラー複写装置を示す構成図である。
【図２】図２は図１の画像形成部を示す構成図である。
【図３】図３はリトラクト手段を示す構成図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）はリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置の制御動作を示すタイミングチャートである。
【図９】図９（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置の駆動制御部を示すブロック図である。
【図１１】図１１（ａ）（ｂ）は従来の画像形成装置の動作をそれぞれ示すタイミングチャート及びグラフである。
【図１２】図１２（ａ）（ｂ）は従来の画像形成装置の動作をそれぞれ示すタイミングチャート及びグラフである。
【符号の説明】
２０感光体ドラム、２３中間転写体ベルト、２４１次転写ロール、５３ソレノイド、５４制御手段、６０駆動制御部、６１感光体駆動モーター、６２ロータリーエンコーダ、６４中間転写体駆動モーター、６５ロータリーエンコーダ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置に関し、特に、無端ベルト状の中間転写体を用いて画像の形成を行う画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像してトナー像とし、当該トナー像を転写用紙上に転写・定着することによって、画像を形成するように構成されている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、同一の画像を複数枚複写ないしプリントする場合に、感光体ドラム上の画像形成位置が異なると、感光体ドラムの画像形成位置によって当該感光体ドラム自身が有する感度ムラや感光体ドラムの偏心による帯電ムラ、あるいは現像濃度ムラ等に起因して、再現される画像の濃度が画像を形成するたびに変化してしまうことになる。そのため、上記画像形成装置では、常に、感光体ドラム上の同一の位置を基準として画像を形成するように、感光体ドラムの回転及び画像形成位置を制御するように構成されている。
【０００４】
ところで、近年、上記電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置においては、オフィス等で使用されるドキュメント用紙の多様化等に鑑みて、種々の厚さの用紙や、ＯＨＰシート・ハガキ・トレーシングペーパー等の紙質の異なる転写材に、カラー像を含む画像を良好に形成可能とすることが要求されてきている。そのため、複数色のトナー像を形成可能な感光体ドラムと、当該感光体ドラム上に形成された複数色のトナー像が順次１次転写されるとともに、感光体ドラム上から多重転写された複数色のトナー像を転写材に２次転写する無端ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装置が、すでに種々提案されている。このような画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、一旦無端ベルト状の中間転写体に転写するため、トナー像の一次転写の条件は、転写材の厚さや材質によらず常に一定であり、転写材の厚さや材質を問わず、高画質の画像形成が可能となるという特徴を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上述した感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装置では、無端ベルト状に形成された中間転写体の厚さや長さ等の製造誤差に起因して、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間で、相対的な位置ずれが発生することがある。かかる感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との相対的な位置ずれは、単色の画像形成時には、感光体ドラム上に形成されたトナー像が、無端ベルト状の中間転写体を介して転写用紙等の転写材上に転写されるだけあるため、特に問題とはならない。
【０００６】
ところが、上記の如き感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装置において、多色画像を形成する場合には、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間で相対的な位置ずれが生じると、感光体ドラム上のトナー像の位置がずれてしまい、複数色のトナー像を互いに重ね合わせることによって得られるカラー画像の色相が変化してしまい、人間の目に検知され、画質的に劣ったものとなるという問題点がある。
【０００７】
そこで、感光体ドラムと中間転写体との相対的な位置ずれに起因するカラー画像の色相等の変化を解決し得る技術としては、例えば、特開平１−２９１２６０号公報に開示されているように、ドラム状の転写材担持体を使用した装置において、感光体ドラムとドラム状の転写材担持体とをそれぞれ独自の駆動系によって独立に駆動し、感光体ドラムとドラム状の転写材担持体との相対的な位置関係を修正する方法が、既に提案されている。
【０００８】
しかし、この提案に係る技術の場合には、基本的に、転写体として剛性を有するドラム状のものを使用しており、しかも当該ドラム状の転写体は、その表面に転写用紙を巻き付けた状態で、感光体ドラム上からトナー像を直接転写用紙上に多重転写するものであるため、転写材担持体そのものは、感光体ドラムに対して非接触状態で回転駆動される。そのため、ドラム状の転写材担持体を感光体ドラムと別個に独立駆動しても特に問題は生じないが、無端ベルト状の中間転写体は、それ自身製造上の誤差を必然的に含んでおり、しかも感光体ドラムの表面に接触した状態で回転駆動されるため、無端ベルト状の中間転写体を感光体ドラムと独立に駆動して両者の相対的な位置を合わせようとしても、無端ベルト状の中間転写体と感光体ドラムとの間に、位置ずれや磨耗が生じてしまうという問題点を避けることができない。
【０００９】
さらに説明すると、上記の如く構成される画像形成装置では、感光体ドラムは相対的に直径が大きく設定され、かつ、画質上の要求からフライホイールを備えているため、感光体ドラムの慣性モーメントは大きい。しかも、上記感光体ドラムは、クリーニング手段として、常に摺接するクリーニングブレード等を有しており、このクリーニングブレードは、ウレタンなどの比較的摩擦係数の大きい材料からなるため、感光体ドラムを駆動する際の負荷としてかなり大きなものとなっている。これらの二点から、感光体ドラムの立ち上がり及び立下がりは、図１１に示すように、相対的に直径の小さな駆動ロールを用いて駆動される無端ベルト状の中間転写体より、長い時間を必要とすることとなる。その結果、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間に速度差がある領域では、両者は互いに圧接した状態で摺擦される状態となり、例えば、感光体ドラムや無端ベルト状の中間転写体の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となり、部品信頼性の低下やランニングコスト高を招くという問題点があった。
【００１０】
また、上記の如く構成される画像形成装置では、感光体ドラム及びベルト状の中間転写体の駆動速度を、転写材の材質等に応じて変化させる場合にも、上記と同様に、感光体ドラムとベルト状の中間転写体との慣性等の相違によって、図１２に示すように、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との間に速度差が生じ、両者は互いに圧接した状態で摺擦される状態となり、例えば、感光体ドラムや無端ベルト状の中間転写体の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となり、部品信頼性の低下やランニングコスト高を招くという問題点があった。
【００１１】
そこで、上記の問題点を解決するためには、感光体ドラムを駆動するモーターとして、出力トルクの大きな駆動モーターを用いて、立ち上がりの時間を短くする手段も考えられるが、これは、コスト及び消費電力の観点から得策ではない。また、仮に、感光体ドラムの立ち上げ及び立ち下げ時間を短縮することができたとしても、一定速度に至るまでの時間、即ちある程度の静定時間を必要とすることとなり、制御上不利であるという新たな問題点が生じる。
【００１２】
また、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置では、無端ベルト状の中間転写体を回転自在に支持しているロールの位置関係が変化すると、無端ベルト状の中間転写体の安定位置が変わり、無端ベルト状の中間転写体が支持ロールの軸方向に移動してしまうという問題点をも有している。この無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動は、支持ロールの回転周期と比較してかなり長い時間を要する移動形態であるため、当該無端ベルト状の中間転写体上にトナー像を１次転写して画像形成を行うと、画像の歪みとなり、又、カラー画像では所謂色ずれとなって画質を著しく損なうという問題点があった。
【００１３】
さらに、上述したように、無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動量が大きいと、無端ベルト状の中間転写体の幅方向における端縁部が、支持ロールを回転自在に取り付けたフレームや近傍の部材と接触して損傷を受け、無端ベルト状の中間転写体の寿命が極端に短くなるという問題点もあった。
【００１４】
そこで、この発明では、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に傷や摩耗が生じるのを防止可能であり、無端ベルト状の中間転写体の長寿命化が可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
また、この発明の他の目的とするところは、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動に起因する画像の歪みや色ずれを防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
さらに、この発明の他の目的とするところは、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の色相変化を防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
すなわち、請求項１に記載された発明は、像担持体と、前記像担持体に一部が圧接するように配設された無端ベルト状の中間転写体とを備え、前記像担持体上に形成されたトナー像を無端ベルト状中間転写体上に一次転写するとともに、当該無端ベルト状中間転写体上に一次転写されたトナー像を転写材上に２次転写することにより画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上に形成されたトナー像を無端ベルト状中間転写体上に一次転写する一次転写ロールを、回転自在に軸支し且つ支点を中心にして傾動するアームを備えるとともに、当該アームの自由端を押し下げることにより無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するリトラクト手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体をそれぞれ独自に駆動する駆動手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置をそれぞれ検知する回転位置検知手段と、前記回転位置検知手段からの検知信号に基づいて、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するタイミングと、前記駆動手段による像担持体と無端ベルト状中間転写体の駆動タイミングとを制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記リトラクト手段によって無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除した状態で、前記駆動手段によって前記像担持体を先に立ち上げ、当該像担持体が一定速度に収束するタイミングと、前記無端ベルト状中間転写体が一定速度に収束するタイミングが一致するように、前記駆動手段によって前記無端ベルト状中間転写体を立ち上げるとともに、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体とを圧接させるタイミングを制御するように構成したものである。
【００１９】
さらに、請求項２に記載された発明は、前記制御手段は、前記像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体との機械的接触を解除し、空隙を設けるべく離間させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２０】
また更に、請求項３に記載された発明は、前記制御手段は、前記像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体との押圧力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２１】
更に、請求項４に記載された発明は、前記制御手段は、像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度立ち上がり開始タイミング、若しくは速度立ち下がりタイミングの少なくともどちらか一方を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２２】
また、請求項５に記載された発明は、前記回転位置検知手段は、前記像担持体の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号と前記中間転写体の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２３】
さらに、請求項６に記載された発明は、前記制御手段は、前記回転位置検知手段の検知結果から前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置の時間差、位置差、回転角度差のうち、少なくとも一つを算出して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である。
【００２４】
又さらに、請求項７に記載された発明は、前記制御手段は、予め決められた基準値と前記回転位置検知手段の検知結果とを比較して制御を行い、当該予め決められた基準値は、多色画像を形成する際の一次転写において、一色目転写時の回転位置検知手段の検知結果、又は一枚目の多色一次転写の回転位置検知手段の検知結果のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。ここで、一色目転写時の回転位置検知手段の検知結果を基準とすると、枚数毎に基準が変わる虞れがあるが、一枚目の一色目転写時の回転位置検知手段の検知結果を基準とすれば、途中で加減速があっても基準は一つであり、全枚数で同一とすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２６】
実施の形態１
図１はこの発明に係る画像形成装置の一実施の形態であるデジタルカラー複写装置を示す構成図である。
【００２７】
図１において、１はデジタルカラー複写装置の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写装置本体１内の上端部には、原稿２の画像を読み取るＩｍａｇｅ Ｉｎｐｕｔ Ｔｅｒｍｉｎａｌ（以下、「ＩＩＴ」という。）３が配置されている。このＩＩＴ３は、プラテンガラス４上に載置された原稿２をプラテンカバー５によって押圧した状態で、このプラテンガラス４上に載置された原稿２の画像を光源６によって照明するとともに、原稿２からの反射光像を第１、第２の走査ミラー７、８及び結像レンズ９を介してＣＣＤセンサー１０に走査露光して、このＣＣＤセンサー１０によって原稿２の色材反射光像を所定のドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るように構成されている。
【００２８】
上記ＩＩＴ３によって読み取られた原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとしてＩｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（以下、「ＩＰＳ」という。）１２に送られ、このＩＰＳ１２では、原稿２の反射率データに対し、必要に応じてシェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。
【００２９】
そして、上記の如くＩＰＳ１２で所定の画像処理が施された画像データは、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿色材階調データに変換されて、次のように構成されるＩｍａｇｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｔｅｒｍｉｎａｌ（以下、「ＩＯＴ」という。）１３によってカラー画像として出力される。上記ＩＰＳ１２で所定の画像処理が施された画像データは、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿色材階調データに変換されて、ＩＯＴ１３のＲａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ（以下、「ＲＯＳ」という。）１５に送られ、このＲＯＳ１５では、原稿色材階調データに応じてレーザー光ＬＢによる画像露光が行われる。
【００３０】
上記ＲＯＳ１５は、図１に示すように、図示しない半導体レーザーを原稿色材階調データに応じて変調して、この半導体レーザーからレーザー光ＬＢを階調データに応じて出射する。この半導体レーザーから出射されたレーザー光ＬＢは、回転多面鏡１６によって偏向走査され、ｆ−θレンズ１７及び反射ミラー１８を介して感光体ドラム２０上に走査露光される。
【００３１】
上記ＲＯＳ１５によってレーザー光ＬＢが走査露光される感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動されるようになっている。この感光体ドラム２０の表面は、予め一次帯電用のスコロトロン２１によって所定の電位に帯電された後、原稿色材階調データに応じて変調されたレーザー光ＬＢが走査露光されることによって静電潜像が形成される。上記感光体ドラム２０上に形成された静電潜像は、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色の現像器２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃを備えたロータリー方式の現像装置２２によって順次現像され、所定の色のトナー像となる。なお、上記感光体ドラム２０上に形成されたトナー像は、転写効率を向上させるため、転写前露光器４０によって露光を受け、感光体ドラム２０との静電的な付着力が弱められるようになっている。
【００３２】
上記感光体ドラム２０上に順次形成される所定の色のトナー像は、当該感光体ドラム２０の下方に配置された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写体ベルト２３上に、１次転写ロール２４の接触帯電によって順次多重に１次転写される。そして、上記中間転写体ベルト２３上に多重転写された複数色のトナー像は、２次転写位置において、２次転写ロール２５の接触帯電によって転写用紙等からなる転写材２６上に一括して２次転写される。上記転写材２６は、図１に示すように、複写装置本体１内の下部に収納された複数の給紙カセット２８、２９、３０の何れかから給紙ロール３１によって給紙されるか、又は複写装置本体１外の側面に配置された手差しトレイ３８からも給紙可能となっており、給紙された転写材２６は、搬送ローラ３２及びレジストローラ３３によって、中間転写体ベルト２３の２次転写位置に所定のタイミングでそれぞれ搬送される。そして、上記転写材２６には、２次転写ロール２５の接触帯電によって中間転写体ベルト２３上から所定の色数のトナー像が一括して転写される。なお、上記手差しトレイ３８からは、ハガキ等の定形外の転写用紙以外にオーバーヘッドプロジェクター用の透明なＯＨＰシート等も給紙可能であり、ＯＨＰシート等にも画像を形成することができるようになっている。これらの特殊な転写材２６も、給紙カセットから供給するように構成しても勿論よい。また、上記手差しトレイ３８からは、片面に画像が形成された転写材２６を裏返して給紙することにより、両面コピーも可能となっている。
【００３３】
また、上記中間転写体ベルト２３上から所定の色数のトナー像が転写された転写材２６は、搬送ベルト３４によって吸着された状態で定着装置３５へと搬送され、この定着装置３５によって熱及び圧力によってトナー像が転写材２６上に定着され、排出トレイ３６上に排出されてカラー画像の形成工程が終了する。
【００３４】
なお、図１中、３７は中間転写体ベルト２３の清掃を行うための中間転写体ベルト用クリーナーを、３９は２次転写ロール２５の清掃を行うための２次転写ロール用クリーナーを、４１は感光体ドラム２０の表面電位を検知する表面電位センサーを、それぞれ示している。
【００３５】
さらに、トナー像の転写工程が終了した感光体ドラム２０の表面は、プリクリーニングコロトロン４２によって除電された後、ブラシやブレードを備えたクリーナー４３によって残留トナーや紙粉等が除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００３６】
図２は上記多重転写方式のデジタルカラー複写装置の画像形成部を示す構成図である。
【００３７】
図２において、２０は上記感光体ドラムであり、この感光体ドラム２０は、図示しない駆動手段によって矢印の方向に所定の回転速度で駆動されるが、当該感光体ドラム２０の回転変動を防止して画質を向上させるため、その回転軸には図示しないフライホイールが取り付けられている。また、上記感光体ドラム２０の表面には、無端ベルト状の中間転写体としての中間転写体ベルト２３が、１次転写ロール２４によって圧接されるように配置されている。
【００３８】
この中間転写体ベルト２３は、図２に示すように、感光体ドラム２０よりも上流側に配設されるドライブロール４５と、感光体ドラム２０と当該中間転写体ベルト２３を介して対向する１次転写ロール２４と、感光体ドラム２０の下流側に配設されるテンションロール４６と、２次転写ロール２５と当該中間転写体ベルト２３を介して圧接されるバックアップロール４７と、２次転写位置の近傍において当該中間転写体ベルト２３を略平坦に保持するためのアイドラーロール４８とによって、感光体ドラム２０の周速と同一の移動速度で循環移動可能に支持されている。この中間転写体ベルト２３は、ポリイミド等の合成樹脂に必要に応じて導電化剤を添加して抵抗値に調整したフィルム状の部材によって、無端ベルト状に形成されており、所定の張力でドライブロール４５やテンションロール４６等に掛け回されている。なお、上記中間転写体ベルト２３の周長は、例えば、感光体ドラム２０の周長の整数倍に設定されている。
【００３９】
上記中間転写体ベルト２３には、上述したように、２次転写位置において複数の給紙カセット２８、２９、３０の何れかから転写材２６が供給され、この転写材２６は、中間転写体ベルト２３の表面側から２次転写用の転写ロール２５によって接触帯電を受け、所定の色数のトナー像が一括して転写される。
【００４０】
そして、上記中間転写体ベルト２３から所定の色数のトナー像が転写された転写材２６は、搬送ベルト３４によって定着装置３５へと搬送されて、この定着装置３５の定着ローラ３５ａ及び圧力ローラ３５ｂによってトナー像が熱及び圧力により転写材２６上に定着され、フューザ出口ロール４９によって装置外部の排出トレイ３６上に排出される。
【００４１】
ところで、上記の如く構成される画像形成装置では、前記無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するリトラクト手段と、前記リトラクト手段によって無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するタイミングを制御する制御手段と、を具備するように構成されている。
【００４２】
すなわち、この実施の形態１では、図３に示すように、１次転写ロール２４が支点５０を中心にして傾動するアーム５１に回転自在に軸支されており、この１次転写ロール２４を軸支したアーム５１は、通常は圧縮バネ５２の反発力によって１次転写ロール２４を、中間転写体ベルト２３を介して感光体ドラム２０に圧接するように付勢している。
【００４３】
また、上記１次転写ロール２４を軸支したアーム５１の自由端には、当該アーム５１を下方に押し下げることにより、感光体ドラム２０に対する１次転写ロール２４の圧接状態を解除するためのソレノイド５３が連結されている。そして、このソレノイド５３は、通電状態にあっては１次転写ロール２４を軸支したアーム５１を下方に押し下げ、感光体ドラム２０に対する１次転写ロール２４の圧接を解除するように構成されている。一方、上記ソレノイド５３がＯＦＦの状態にあっては、１次転写ロール２４は、当該１次転写ロール２４を軸支したアーム５１が圧縮バネ５２の反発力によって、中間転写体ベルト２３を介して感光体ドラム２０に圧接されるようになっている。上記ソレノイド５３は、制御手段５４によって、中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との圧接状態を解除するタイミングを制御するように構成されている。
【００４４】
上記制御手段５４によって制御されるソレノイド５３は、例えば、感光体ドラム２０あるいは中間転写体ベルト２３のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との機械的接触を解除し、空隙を設けるべく離間させるように、アーム５１の移動量が設定される。
【００４５】
しかし、これに限らず、上記制御手段５４によって制御されるソレノイド５３は、例えば、感光体ドラム２０あるいは中間転写体ベルト２３のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との押圧力を低減させるように、アーム５１の移動量を設定してもよい。
【００４６】
以上の構成において、この実施の形態１に係るデジタルカラー複写装置においては、次のようにして、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、無端ベルト状の中間転写体及び感光体ドラムに磨耗や傷が生じるのを防止可能となっている。
【００４７】
すなわち、上記実施の形態１に係るデジタルカラー複写装置では、図４に示すように、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の駆動開始時及び停止時において、両者の慣性モーメント等の差によって、中間転写体ベルト２３の立ち上がり並びに立ち下がりに比べて、感光体ドラム２０の立ち上がり並びに立ち下がりが、相対的に遅くなる。その結果、そのままの状態では、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に速度差がある領域において、両者は互いに圧接した状態で摺擦される状態となる。
【００４８】
そこで、この実施の形態１では、少なくとも感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に速度差がある領域において、図４に示すように、ソレノイド５３をＯＮ状態とし、図３に示すように、感光体ドラム２０の表面から中間転写体ドラム２３の圧接状態を解除するようになっている。
【００４９】
このように、上記実施の形態１においては、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に速度差がある領域において、図３に示すように、感光体ドラム２０の表面から中間転写体ドラム２３の圧接状態を解除するように構成されている。そのため、感光体ドラム２０と中間転写体ドラム２３との間に速度差がある領域では、両者が互いに圧接した状態で摺擦されることがないので、感光体ドラム２０や中間転写体ドラム２３の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となるのを防止することができ、部品信頼性の低下、ランニングコスト高を招くのを防止することができる。
【００５０】
図５はこの発明の実施の形態１の構成を追加的に示すものであり、この実施の形態１では、上記の構成に加えて中間転写体ドラム２３の駆動を立ち上げるタイミングが異なるように構成されている。
【００５１】
すなわち、上記の如く構成される画像形成装置において、単に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との速度差による当該中間転写体ベルト２３表面の磨耗や傷を防止するためには、前記実施の形態１のように、中間転写体ベルト２３の感光体ドラム２０への圧接状態を解除可能に構成すればよい。しかし、中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との圧接状態を解除すると、中間転写体ドラム２３の張架状態が変化するため、中間転写体ベルト２３の駆動系においてベルト２３が軸方向に沿って移動する虞れがある。これは、中間転写体ベルト２３を支持する一次転写ロール２５の位置変化時間が長いほど、当該中間転写体ベルト２３の移動量が大きくなるという性質を持っている。
【００５２】
そこで、この実施の形態１では、図５に示すように、感光体ドラム２０を先に立ち上げ、感光体ドラム２０が一定速度に収束するタイミングと、中間転写体ベルト２３が一定速度に収束するタイミングが一致するように、ベルト駆動系を立ち上げるように構成されている。これに対して上記実施例１では、同時立ち上げであるので、中間転写体ベルト２３は、基本的に感光体ドラム２０の回転速度が収束するまでの時間だけ、一次転写ロール２３を変位させておかねばならず、長い時間を要する。
【００５３】
一方、この実施の形態１では、感光体ドラム２０の立ち上がりに合わせて、中間転写体ベルト２３を立ち上げればよく、中間転写体ベルト２３を立ち上げてから、ベルト搬送系が安定する時間分だけ一次転写ロール２５を変位させておけばよく、一次転写ロール２５を変位させておく時間がその分だけ短くなり、中間転写体ベルト２３の移動量を減少させることができる。
【００５４】
このように、上記の実施の形態１では、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該中間転写体ベルト２３の軸方向における移動に起因する画像の歪みや色ずれを防止することが可能となる。
【００５６】
実施の形態２
図６はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記中間転写体ドラム２３の駆動を立ち下げるタイミングが、前記実施の形態１と異なるように構成されている。
【００５７】
すなわち、この実施の形態２では、図６に示すように、中間転写体ベルト２３の停止タイミングを遅らせることにより、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に相対的な回転位置を制御するように構成されている。
【００５８】
このように、中間転写体ベルト２３の停止タイミングを遅らせることにより、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に相対的な回転位置を制御することができ、両者の間に位置ズレが生じるのを防止可能となっている。その結果、中間転写体ベルト２３を使用した画像形成装置において、当該中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の歪みや色ずれを防止することが可能となる。
【００５９】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同一の部分については、その説明を省略する。
【００６０】
実施の形態３
図７はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、感光体ドラム２０及び中間転写体ベルト２３の回転速度を、転写材２６の厚さや材質等に応じて変化させる場合に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との圧接状態を解除するように構成されている。
【００６１】
すなわち、この実施の形態３では、図７に示すように、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との駆動速度を、転写材２６の厚さや材質等に応じて変化させた場合でも、両者の速度が変化している間は、両者の接触状態を互いに解除するように構成されている。そのため、感光体ドラム２０や中間転写体ドラム２３の表面に摩耗や傷が発生して画像欠陥となるのを防止することができ、部品信頼性の低下、ランニングコスト高を招くのを防止することができる。
【００６２】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同一の部分については、その説明を省略する。
【００６３】
実施の形態４
図８乃至１０はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態３と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、前記無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するリトラクト手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体をそれぞれ独自に駆動する駆動手段と、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置をそれぞれ検知する回転位置検知手段と、前記回転位置検知手段からの検知信号に基づいて、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するタイミングと、前記駆動手段による像担持体と無端ベルト状中間転写体の駆動タイミングとを制御する制御手段と、を具備するように構成されている。
【００６４】
すなわち、この実施の形態４に係る画像形成装置では、感光体ドラム２０上の画像形成位置と中間転写体ベルト２３との画像転写位置との変化による再現画像の色相の変化を解決するように構成されている。例えば、立ち上がりと立ち下がりの速度プロファイルが異なる感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の回転駆動系同士を、数回立ち上がりと立ち下がりを繰り返させると、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の各々の位置が次第にずれていってしまい、色ずれ等の原因となる。これは、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３が停止状態から立ち上がるまでの状態で、両者の速度プロファイルが異なるため、両者の間に位置ずれが生じ、このずれが次第に蓄積していくためである。また、中間転写体ベルト２３の長さや厚さ等の製造誤差によっても、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との間に位置ずれが生じる。
【００６５】
ここで、一見すると、立ち上がり時に遅れて立ち上がった感光体ドラム２０に比べ、ベルト搬送系は停止時の位置関係より進んだ位置にあり、立ち下がり状態では感光体ドラム２０が遅れて停止するため、遅れ量を取り戻すような印象を受けるが、実際には立ち上がり速度プロファイルは毎回微妙に異なり、位置関係のずれは毎回異なっている。更に、立ち下がり速度プロファイルは摩擦負荷成分が速度低下要因として効くため、立ち下がりと立ち上がり速度プロファイルは対称形ではなく、遅れの取戻しは完全ではない。この問題はジョブ間の色差となってあらわれ、同一原稿でも異なった色相のプリントとなってしまう。
【００６６】
そこで、本発明者は、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との速度プロファイルの差によって、両者の間に実際にどの程度の位置ずれが生じるかを実際に計算し、この位置ずれをどのように補正すべきかを検討した。
【００６７】
いま、感光体ドラム２０は、図９に示すように、立ち下がり信号によって、０．２秒で速度２００ｍｍ／ｓｅｃから立ち下がり、速度０ｍｍ／ｓｅｃで停止状態となり、同様に、中間転写体ベルト２３は、０．１５秒で停止するとした場合を考える。このとき、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３が減速する際の加速度は、一定とすると、感光体ドラム２０の立ち下がり信号からの走行距離Ｌｐ／ｒは、
【００６８】
一方、感光体ドラム２０と停止タイミングを揃えるとして、中間転写体ベルトの走行距離Ｌｂｅｌｔは、
【００６９】
同様に、立ち上がりを考慮すれば、立ち上がり信号によって、０．２５秒で速度０ｍｍ／ｓｅｃから感光体ドラム２０が立ち上がり速度２００ｍｍ／ｓｅｃで定常状態になり、同様に、中間転写体ベルトは０．１６秒で定常状態になるとした場合を考える。このとき加速度は一定とすると、感光体ドラム２０の立ち上がり信号からの走行距離Ｌｐ／ｒは、
【００７０】
一方、定常状態に至るタイミングを揃えるとして、中間転写体ベルト２３の走行距離Ｌｂｅｌｔは、
但し、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の立ち上げ、立ち下げには、必ずばらつきが存在することは前述の通りである。このばらつき成分も解消する必要がある。
【００７１】
いま、最初の立ち上がり時の感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の相対位置関係をＴとする。この位置関係Ｔは、図８に示すように、感光体ドラム２０の一回転に少なくとも一回発生する感光体の位置に同期したｚ信号と、同様に中間転写体ベルト２３の一回転に少なくとも一回発生するベルトの位置に同期したＴＲ０信号の時間間隔として得られる。これは毎回転毎に測定され、常に監視されていても良く、立ち上がり時、定常時、立ち下がり時のいずれかを代表値として把握していてもよい。感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の通常速度は、ほぼＴが一定であるべく設定されているので、その回転中は問題がない。しかし、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３は、前述したように、立ち下がり時等に位置関係がずれながら停止する。この時、立ち下がり信号発生から実際に停止するまでの間に、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３が各々持っている回転角速度制御用センサーであるエンコーダの出力が停止するまでの時間、もしくは、パルス数をカウントすることで得られる。これによって、立ち下がりでの位置関係変化量が定量化できる。この定量化した分を次回の立ち上げの際タイミング補正データとして、立ち上げタイムミングを制御すればよい。
【００７２】
例えば、立ち下げで５ｍｍの位置関係ずれが発生するはずが、５．１ｍｍだとすると、次回立ち上げではばらつき補正値Ｔａとして、
【００７３】
こうすることによって、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との立ち下がり時におけるばらつきを補正することが可能となる。
【００７４】
次に、立ち上がり時のばらつき補正は、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との相対的な位置関係Ｔを測定することによって前回測定値、もしくは、設定値、数回分の平均値等何らかの設定値と比較することによって得られる。これを立ち上がり時のタイミング補正値Ｔｃとして、
【００７５】
図１０は感光体ドラム及び中間転写体ベルトの駆動制御部を示すブロック図である。
【００７６】
図１０において、６０は感光体ドラム２０及び中間転写体ベルト２３の駆動を制御する駆動制御部、２０は感光体ドラム、６１はこの感光体ドラム２０を駆動する感光体駆動モーター、６２は感光体駆動モーター６１の回転状態を検出することにより、感光体ドラム２０の回転位置を検知する回転位置検知手段としてのロータリーエンコーダ、６３は感光体駆動モーター６１を駆動する感光体駆動モーター駆動部、２３は中間転写体ベルト、６４はこの中間転写体ベルトを駆動する中間転写体駆動モーター、６５は中間転写体駆動モーター６４の回転状態を検出することにより、中間転写体ベルト２３の回転位置を検知する回転位置検知手段としてのロータリーエンコーダ、６６は中間転写体駆動モーター６４を駆動する中間転写体駆動モーター駆動部、６７は前記ロータリーエンコーダ６２から出力される信号に基づいて感光体ドラム２０の回転速度を検出する感光体速度検出部、６８は前記ロータリーエンコーダ６５から出力される信号に基づいて中間転写体ベルト２３の回転速度を検出する中間転写体速度検出部、６９は前記感光体速度検出部６７と中間転写体速度検出部６８から出力される信号に基づいて、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との相対的な位置の差を算出する相対位置差算出演算部、７０は前記感光体速度検出部６７と中間転写体速度検出部６８から出力される信号に基づいて、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との相対的な速度の差を算出する相対速度差算出演算部を、それぞれ示すものである。
【００７７】
また、上記ロータリーエンコーダ６２、６５は、感光体ドラム２０の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号と、中間転写体ベルト２３の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号を検知するように構成されている。
【００７８】
さらに、上記駆動制御部６０は、ロータリーエンコーダ６２、６５の検知信号から前記感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３の回転位置の時間差、位置差、回転角度差のうち、少なくとも一つを算出して制御するように構成されている。
【００７９】
又、上記駆動制御部６０は、予め決められた基準値と前記ロータリーエンコーダ６２、６５の検知結果とを比較して制御を行い、当該予め決められた基準値は、多色画像を形成する際の一次転写において、一色目転写時のロータリーエンコーダ６２、６５の検知結果、又は一枚目の多色一次転写のロータリーエンコーダ６２、６５の検知結果のいずれかであるように設定される。
【００８０】
そして、この実施の形態４では、図８に示すように、相対位置差算出演算部６９によって、ロータリーエンコーダ６２、６５からの出力信号に基づいて、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との回転位置を検出し、ロータリーエンコーダ６２から出力される基準パルス信号と、ロータリーエンコーダ６５から出力される基準パルス信号との時間差又は回転角度を、水晶発振器から出力される基準パルスの数をカウントするか、あるいはロータリーエンコーダ６２から出力されるパルスの数をカウントすることによって測定する。上記のごとく測定された検出結果のうち、例えばロータリーエンコーダ６２から出力される基準パルス信号と、ロータリーエンコーダ６５から出力される基準パルス信号との回転角度に基づいて、当該測定回転角度に設定平均速度を掛けることにより、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との回転位置の差が求められる。
【００８１】
したがって、このようにして求められた感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との回転位置の差の情報に基づいて、駆動制御部６０は、上述したように、感光体ドラム２０と中間転写体ベルト２３との立ち上がりのタイミング等を制御することにより、両者の間に位置ずれ等が発生するのを確実に防止するようになっている。
【００８２】
このように、上記実施の形態４では、中間転写体ベルト２３を使用した画像形成装置において、中間転写体ベルト２３と感光体ドラム２０との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の歪みや色ずれを防止することが可能となっている。
【００８３】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に傷や摩耗が生じるのを防止可能であり、無端ベルト状の中間転写体の長寿命化が可能な画像形成装置を提供することができる。
【００８５】
また、この発明によれば、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体の軸方向における移動に起因する画像の歪みや色ずれを防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００８６】
さらに、この発明によれば、無端ベルト状の中間転写体を使用した画像形成装置において、当該無端ベルト状の中間転写体と像担持体との間に位置ずれが生じるのを防止可能であり、画像の色相変化を防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明に係る画像形成装置の一実施の形態であるデジタルカラー複写装置を示す構成図である。
【図２】図２は図１の画像形成部を示す構成図である。
【図３】図３はリトラクト手段を示す構成図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）はリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図６】図６（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態３に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置の制御動作を示すタイミングチャートである。
【図９】図９（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置のリトラクト手段の制御動作をそれぞれ示すタイミングチャート及び説明図である。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態４に係る画像形成装置の駆動制御部を示すブロック図である。
【図１１】図１１（ａ）（ｂ）は従来の画像形成装置の動作をそれぞれ示すタイミングチャート及びグラフである。
【図１２】図１２（ａ）（ｂ）は従来の画像形成装置の動作をそれぞれ示すタイミングチャート及びグラフである。
【符号の説明】
２０感光体ドラム、２３中間転写体ベルト、２４１次転写ロール、５３ソレノイド、５４制御手段、６０駆動制御部、６１感光体駆動モーター、６２ロータリーエンコーダ、６４中間転写体駆動モーター、６５ロータリーエンコーダ。
Claims (7)
- 像担持体と、前記像担持体に一部が圧接するように配設された無端ベルト状の中間転写体とを備え、前記像担持体上に形成されたトナー像を無端ベルト状中間転写体上に一次転写するとともに、当該無端ベルト状中間転写体上に一次転写されたトナー像を転写材上に２次転写することにより画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上に形成されたトナー像を無端ベルト状中間転写体上に一次転写する一次転写ロールを、回転自在に軸支し且つ支点を中心にして傾動するアームを備えるとともに、当該アームの自由端を押し下げることにより無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するリトラクト手段と、
前記像担持体と無端ベルト状中間転写体をそれぞれ独自に駆動する駆動手段と、
前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置をそれぞれ検知する回転位置検知手段と、
前記回転位置検知手段からの検知信号に基づいて、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除するタイミングと、前記駆動手段による像担持体と無端ベルト状中間転写体の駆動タイミングとを制御する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、前記リトラクト手段によって無端ベルト状中間転写体と像担持体との圧接状態を解除した状態で、前記駆動手段によって前記像担持体を先に立ち上げ、当該像担持体が一定速度に収束するタイミングと、前記無端ベルト状中間転写体が一定速度に収束するタイミングが一致するように、前記駆動手段によって前記無端ベルト状中間転写体を立ち上げるとともに、前記リトラクト手段による無端ベルト状中間転写体と像担持体とを圧接させるタイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体との機械的接触を解除し、空隙を設けるべく離間させる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，前記像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度が切り換えられる時に、前記像担持体と無端ベルト状中間転写体との押圧力を低減させる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、像担持体あるいは無端ベルト状中間転写体のどちらか少なくとも一方の速度立ち上がり開始タイミング、若しくは速度立ち下がりタイミングの少なくともどちらか一方を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記回転位置検知手段は、前記像担持体の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号と前記中間転写体の一回転に少なくとも一回出力する回転位置出力信号を検知する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、前記回転位置検知手段の検知結果から前記像担持体と無端ベルト状中間転写体の回転位置の時間差、位置差、回転角度差のうち、少なくとも一つを算出して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。
- 前記制御手段は、予め決められた基準値と前記回転位置検知手段の検知結果とを比較して制御を行い、当該予め決められた基準値は、多色画像を形成する際の一次転写において、一色目転写時の回転位置検知手段の検知結果、又は一枚目の多色一次転写の回転位置検知手段の検知結果のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
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