JP5292841B2

JP5292841B2 - 画像形成装置及び画像形成方法

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Publication number: JP5292841B2
Application number: JP2008028940A
Authority: JP
Inventors: 光示桐生
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: JP2009186900A

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に、２次転写部への通紙中の中間転写ベルトの速度が変動していないときに、次の画像の１次転写を行うことを可能とした画像形成装置及び画像形成方法に関する。

一般に、従来技術による中間転写方式の画像形成装置は、２次転写ユニットに紙が突入するときに、紙の先端部が中間転写ベルトに接触することにより中間転写ベルトに外力が加わるため、中間転写ベルトの速度が一時的に変動するという現象を生起させてしまう。このため、中間転写ベルトと感光体との間で表面速度に差が生じることになる。同様に、２次転写ユニットから紙が搬出される瞬間にも、中間転写ベルトに加わっていた外力が減少するため、中間転写ベルトの一時的な速度の変動が生じる。これらの中間転写ベルトの速度が変動したときに、画像形成装置が感光体から中間転写ベルトへ画像を転写する１次転写動作を行っていると、画像に伸び縮みを与えて画像ムラ（ショックジター）が起こってしまうという問題を発生させることになる。

前述したような問題を解決するための従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。この従来技術による画像形成装置は、中間転写ベルトから紙へ画像を転写する２次転写動作中に１次転写を行わず、１次転写と２次転写とを交互に行うというものである。

図７は従来技術による画像形成装置での１次転写及び２次転写の動作順序の制御を制御するフローチャートであり、図７により従来技術での１次転写及び２次転写の動作を説明する。

（１）感光体への画像の形成後、画像形成装置は、感光体から中間転写ベルトへ画像を転写する１次転写の動作を開始し、１次転写を終了させる（ステップ７０１、７０２）。

（２）１次転写の終了後、画像形成装置は、中間転写ベルトから紙へ画像を転写する２次転写の動作を開始し、２次転写を終了させる（ステップ７０３、７０４）。

（３）その後、画像形成装置は、次の画像を感光体に形成したジョブがあるか否か、すなわち、ジョブエンドか否かを判定し、ジョブエンドであれば、ここでの処理を終了し、次のジョブがあれば、ステップ７０１から処理に戻って、次の画像の１次転写の動作を開始する（ステップ７０５）。

前述で説明した動作から判るように、従来技術による画像形成装置は、１次転写と２次転写とを順に行うために、画像が紙の上に転写される迄に中間転写ベルトを２回転させていることになる。
特開２００２−２７８２１２号公報

しかし、前述した従来技術による画像形成装置は、２次転写動作中には１次転写を行わないため、１次転写と２次転写とを行うために中間転写ベルトを２回転させていることになるので、転写速度を低下させてしまうという問題点を有している。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、ショックジターを防止しつつ、転写速度を低下させることのない画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、感光体上に書き込まれた潜像をトナー像として現像し、該トナー像を中間転写体に転写し、該中間転写体と２次転写装置との間で前記トナー像を記録用紙に転写する画像形成装置であって、前記感光体上で現像された第１の画像が転写される記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置の間に通紙されている時間のうち、前記記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置との間に搬入される際に生起する前記中間転写体の速度変動時間を除いた第１の時間を演算する第１の時間演算手段と、前記第１の画像よりも後に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも短い場合に、前記第１の時間に前記第２の画像の中間転写体への転写を行うように、前記感光体への書き込みを制御する書き込み制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の第２の手段は、第１の手段において、前記第１の時間演算手段は、用紙の形状及び前記中間転写体の速度とより前記第１の時間を１次転写可能時間として算出することを特徴とする。

また、本発明の第３の手段は、第１の手段において、記録用紙の種類に応じて前記中間転写体の速度を設定することが可能であり、用紙の種類を検知する用紙種検知手段を有し、前記第１の時間演算手段は、前記用紙種検知手段による検知結果より前記第１の時間を１次転写可能時間として算出することを特徴とする。

また、本発明の第４の手段は、第１の手段において、前記書き込み制御手段は、次に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも短い場合に、前記第１の時間に前記第２の画像の中間転写体への転写を行う１次転写の指示を行うことを特徴とする。

また、本発明の第５の手段は、第１の手段において、前記書き込み制御手段は、次に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも長い場合、２次転写動作の終了後に次の画像の１次転写が行われるように前記感光体への書き込みタイミングを指示することを特徴とする。

また、本発明の第６の手段は、第１ないし第５の手段のうちいずれか１の手段において、前記記録用紙による前記中間転写体の速度変動時間を測定記憶する速度変動記憶手段を有し、使用可能な記録用紙のうち、最も速度変動時間が長い記録用紙の速度変動時間を記憶させることを特徴とする。

また、本発明の第７の手段は、第１ないし第５の手段のうちいずれか１の手段において、前記記録用紙による前記中間転写体の速度変動時間を測定記憶する速度変動記憶手段を有し、最初の記録用紙に２次転写が行われた際の前記中間転写体の速度変動時間を記憶させることを特徴とする。

また、本発明の第８の手段は、第７の手段において、前記速度変動時間は、装置への電源投入後あるいは給紙部挿入後の最初の記録用紙に２次転写された際に再測定されることを特徴とする。

また、本発明の第９の手段は、感光体上に書き込まれた潜像をトナー像として現像し、該トナー像を中間転写体に転写し、該中間転写体と２次転写装置との間で前記トナー像を記録用紙に転写する画像形成方法であって、前記感光体上で現像された第１の画像が転写される記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置の間に通紙されている時間のうち、前記記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置との間に搬入される際に生起する前記中間転写体の速度変動時間を除いた第１の時間を演算し、前記第１の画像よりも後に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも短い場合に、前記第１の時間に前記第２の画像の中間転写体への転写を行うように、前記感光体への書き込みを制御することを特徴とする。

本発明によれば、２次転写により中間転写ベルトが速度変動している期間に、次の画像の１次転写動作を行わないようにして、中間転写ベルトが速度変動していない２次転写動作中に次の画像の１次転写動作を行うことができるので、ショックジターを防止して、高速な転写動作を行わせることができる。

以下、本発明による画像形成装置及び画像形成装置の実施形態を図面により詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態による画像形成装置における感光体、中間転写ベルト及び２次転写装置の構成を示す斜視図である。

図１に示す画像形成装置は、カラー画像を形成する画像形成装置であり、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各単色トナー画像が形成される感光体１〜４と、各感光体上に形成された各単色トナー画像が重ね合わされてフルカラーの合成カラー画像として転写される中間転写ベルト１３と、中間転写ベルト１３上に転写されたフルカラーの合成カラー画像を記録用紙の上に転写する２次転写装置１６とにより構成される。また、感光体１〜４は、エンコーダ５〜８を有するモータ９〜１２に連結されて回転制御され、中間転写ベルト１３は、中間転写ベルト駆動用ローラ１７に連結されるエンコーダ１４を持つ図示しないモータにより回転制御される。

前述において、画像形成装置のスタートキーが押されると、画像形成装置は、中間転写ベルト１３の回動を開始させ、また、それと同時に各感光体１〜４が回転を開始させて、各感光体上に潜像を書き込み、その潜像をトナー像として現像し、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの各単色トナー画像を形成する動作を開始する。そして、それらの各感光体上に形成された各色のトナー画像は、時計回り方向に回動する中間転写ベルト１３上に重ね合わせて順次転写されて１次転写が行われ、中間転写ベルト１３上にフルカラーの合成カラー画像が形成される。

一方、前述したスタートキーの押下により、図示しない選択された給紙トレイあるいは手差しトレイから用紙が繰り出され、繰り出された用紙は、搬送路を通り、図１に示しているレジストローラ１５に突き当たって一旦停止する。その後、レジストローラ１５は、中間転写ベルト１３上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転制御されて回転を開始し、一旦停止状態にあった用紙を中間転写ベルト１３と２次転写装置１６との間に送り込まれ、２次転写装置１６により２次転写が行われ、記録用紙上にカラー画像が転写される。

前述した転写動作中、中間転写ベルト１３は、その速度がエンコーダ１４によって常に検出され、また、感光体１〜４も、それらの速度がエンコーダ５〜８によって検出され、両者の表面速度は常に一定で等しくなるように制御されている。

従来技術の欄で説明したように、用紙先端が中間転写ベルト１３と２次転写装置１６との間に搬入された瞬間、中間転写ベルト１３に外力が加わるため、一時的に中間転写ベルト１３の速度に変動が発生し、中間転写ベルト１３と感光体１〜４の表面速度との間に差が生じる。同様に、用紙後端が中間転写ベルト１３と２次転写装置１６との間から搬出される瞬間、中間転写ベルトに加わっていた外力が失われるため、一時的に中間転写ベルト１３の速度に変動が発生する。このときに、画像形成装置が、前述した１次転写動作を行っていると、中間転写ベルト１３上に形成される画像にジターと呼ばれるズレが生じ、最終的に２次転写された用紙上に色ずれが発生することになる。

図２は用紙位置と中間転写ベルトの速度変動との関係を説明する図である。

図２に示すように、用紙の先端が中間転写ベルト１３と２次転写装置１６の間に時刻ｔ０で搬入されると、用紙突入の影響により中間転写ベルト１３の速度が低下する。しかし、前述で説明したように、中間転写ベルト１３の速度は一定に保たれるように制御されているため、中間転写ベルト１３の速度の変動は、振動しながら徐々に小さくなり、一定時間Ｔ１後の時刻ｔ１には用紙搬入前の速度で安定する。逆に、用紙が中間転写ベルト１３と２次転写装置１６の間から時刻ｔ２で搬出されると、その影響で速度が上昇する。しかし、この場合にも、前述と同様の理由により、一定時間Ｔ３後の時刻ｔ３には用紙搬出前の速度で安定する。そして、時刻ｔ１とｔ２との間の時間Ｔ２では、中間転写ベルト１３は、安定した速度で回動させられている。

前述した図２の説明から判るように、２次転写部への通紙中であっても、中間転写ベルト１３が安定した速度で回動させられている時間Ｔ２の間で１次転写を行うようにすれば、用紙突入によるジターを回避することができる。すなわち、従来技術のように、１次転写と２次転写とを交互に行う必要をなくし、中間転写ベルトの速度が変動している一定期間Ｔ１とＴ３とだけを１次転写を行わないようなシーケンスとすることにより、用紙突入によるジターを回避することができる。

前述したような処理のために本発明の実施形態は、図示していないが、図１に示す機構を制御するための通常の画像形成装置にも備えられているコントローラを有し、このコントローラ内に、２次転写部への通紙中に速度変動を発生していない前述した時間Ｔ２を求める１次転写可能時間演算部と、次の画像の一次転写時間を演算する１次転写時間演算部と、これらの演算結果により、２次転写部への通紙中の速度変動を発生していない時間に次の画像の一次転写が開始されるように感光体への書き込みを開始させる開始信号生成部とが備えられる。

本発明の実施形態では、２次転写部への通紙中に速度変動を発生していない前述した時間Ｔ２を１次転写可能時間演算部により演算し、また、同時に、次の画像について１次転写時間演算部によって、次に１次転写及び２次転写を行う画像（第２画像とする）の１次転写動作パターンとしての１次転写時間Ｔ４を演算し、その後に、書き込み開始信号生成部によって、Ｔ１〜Ｔ４の演算結果を基に感光体への書き込みの開始信号を生成して、書き込みや１次転写動作を実行するようにしている。

図３は１次転写可能時間演算部での演算動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。

（１）装置への電源投入時、１次転写可能時間演算部は、各給紙トレイに入っている記録用紙のサイズを検出する。図３に示す例では、給紙トレイが３つあるものとしているが、給紙トレイの数は幾つあってもよい（ステップ３０１〜３０３）。

（２）次に、記録用紙に２次転写を行う時間（図２により説明した時間Ｔ１＋Ｔ２）を求める。通常、２次転写を行う際の中間転写ベルトの速度（プロセス線速）が機種固有のものであるため、検出した用紙サイズの長さをプロセス線速で除算することにより、記録用紙に２次転写を行う時間（図２により説明した時間Ｔ１＋Ｔ２）を求めることができる（ステップ３０４〜３０６）。

（３）そして、求められた時間Ｔ１＋Ｔ２から、図２により説明した用紙の先端が中間転写ベルト１３と２次転写装置１６の間に搬入された後の速度が元の速度に安定するまでの一定時間Ｔ１を減算することにより、２次転写中に速度変動を発生していない時間Ｔ２を求める。このときの時間Ｔ１は、画像形成装置に使用可能な用紙のうち、最も中間転写ベルトの速度変動が大きい用紙の速度変動値を予め記憶させておいた値とする（ステップ３０７〜３０９）。

（４）その後、求められた時間Ｔ２を各給紙トレイ毎にメモリに格納して、１次転写可能時間演算部での処理を終了する（ステップ３１０〜３１２）。

前述した処理において、画像形成装置が用紙の厚さによってプロセス線速を変更して設定するモード（厚紙モード）を有しているような場合、画像形成装置に各給紙トレイの用紙のサイズと厚さを検知する手段を設け、検出した用紙サイズの長さを用紙の厚さに対応して設定されるプロセス線速で除算することにより、時間Ｔ１＋Ｔ２を求めるようにすることができる。また、前述した演算の処理は、装置への電源の投入時、あるいは、給紙トレイが挿入された際に行うようにされる。

図４は１次転写時間演算部での次画像（第２画像）についての１次転写時間の演算を行う演算動作を説明するフローチャート、図５は第２画像の例を示す図であり、次に、これらについて説明する。

（１）いま、第２画像が、図５に示す例のように、用紙全体の副走査方向の一部にだけ画像があるものとすると、１次転写を行わなければならない領域は、副走査方向のＬの領域だけになる。そこで、１次転写時間演算部は、領域Ｌの長さ、すなわち、副走査方向の長さを検出し、検出した第２画像の副走査方向の長さをプロセス線速で除算することにより、第２画像の１次転写動作パターンＴ４（第２画像の１次転写動作に要する時間）を求める。モノクロ画像の場合、この除算結果がＴ４となる。また、カラー画像の場合、４つの感光体で１次転写が行われるため、（第２画像の副走査方向の長さ＋感光体間距離）をプロセス線速で除算したものをＴ４として求める（ステップ４０１）。

（２）前述の処理で求めた第２画像の１次転写動作パターンＴ４である第２画像の１次転写動作に要する時間Ｔ４をメモリに格納して、１次転写時間演算部での処理を終了する（ステップ４０２）。

図６は書き込み開始信号生成部での書き込み開始信号を生成する処理動作を説明するフローチャートであり、次に、これについて説明する。

（１）画像形成装置は、画像形成動作を開始すると、まず、最初の画像の感光体への書き込みを行って、感光体から中間転写ベルトへの転写（１次転写）を行う（ステップ６０１）。

（２）次に、ジョブエンドか否か、すなわち、次に転写すべき画像があるか否かを判定し、次の画像がなく、ジョブエンドである場合、１時転写の処理により中間転写ベルト上に転写されている画像を、用紙に転写する２次転写を開始して、その２次転写の動作を終了する（ステップ６０３、６０４）。

（３）ステップ６０３の判定で、ジョブエンドでなく、次に転写すべき第２画像がある場合、図４の処理を行ってその２次画像の１次転写動作に要する時間Ｔ４を算出する。図３の処理で算出した２次転写中に速度変動を発生していない時間Ｔ２と第２画像の１次転写動作に要する時間Ｔ４とを比較し、時間Ｔ２が時間Ｔ４より大きいか否かを判定する（ステップ６０６）。

（４）ステップ６０６の判定で、時間Ｔ２が時間Ｔ４より大きかった場合、書き込み開始信号生成部は、２次転写動作中に第２画像の１次転写が可能と判断し、時間Ｔ２のときに第２画像を１次転写するタイミングで第２画像の感光体への書き込みを開始させる（ステップ６０７、６０８）。

（５）そして、ステップ６０７での２次転写の開始で、２次転写部への通紙の開始後、用紙の先端が中間転写ベルト１３と２次転写装置１６の間に搬入された後の速度が元の速度に安定するまでの一定時間Ｔ１経過後に、第２画像の１次転写が開始される（ステップ６０９）。

（６）その後、書き込み開始信号生成部は、２次転写の終了を待って２次転写の終了後、ステップ６０３からの処理に戻って処理を繰り返す（ステップ６１０）。

（７）ステップ６０６の判定で、時間Ｔ２が時間Ｔ４より大きくなかった場合、書き込み開始信号生成部は、２次転写部への通紙中に第２画像の１次転写が不可能と判断し、ステップ６０１、６０２の処理の終了後、そのまま２次転写を行った後に動作を終了させ、ステップ６０１からの処理に戻って、処理を繰り返す（ステップ６１１、６１２）。

前述した本発明の実施形態での１次転写可能時間演算部と、１次転写時間演算部と、書き込み開始信号生成部とによる処理は、プログラムにより構成し、コントローラが備えるＣＰＵに実行させることができ、また、それらのプログラムは、ＦＤ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に格納して提供することができ、また、ネットワークを介してディジタル情報により提供することができる。

なお、前述した本発明の実施形態では、第２の画像を次ぎに１次転写を行う画像であるとして説明したが、用紙サイズが小さい場合には、次ぎの次ぎの画像になることもある。その場合には、図６により説明したステップ６０６の処理で、Ｔ４を算出した後、Ｔ４の１次転写の間に２次転写部に来る用紙があるかどうかについて判定する。そして、なかった場合（２枚目であった場合）には、そのまま書き込み開始信号を出力し、感光体へ書き込む１次転写を行う。また、あった場合には、その用紙のサイズに対応した時間Ｔ２をメモリから読み出し、時間Ｔ２が時間Ｔ４より大きいか否かを判定する。その後は、その判定の結果により、ステップ６０７以降、あるいは、ステップ６１１以降と同様な処理を行う。

本発明の一実施形態による画像形成装置における感光体、中間転写ベルト及び２次転写装置の構成を示す斜視図である。用紙位置と中間転写ベルトの速度変動との関係を説明する図である。１次転写可能時間演算部での演算動作を説明するフローチャートである。１次転写時間演算部での次画像（第２画像）についての１次転写時間の演算を行う演算動作を説明するフローチャートである。第２画像の例を示す図である。書き込み開始信号生成部での書き込み開始信号を生成する処理動作を説明するフローチャートである。従来技術による画像形成装置での１次転写及び２次転写の動作順序の制御を制御するフローチャートである。

符号の説明

１〜４感光体
５〜８、１４エンコーダ
９〜１２モータ
１３中間転写ベルト
１５レジストローラ
１６２次転写装置
１７中間転写ベルト駆動用ローラ

Claims

感光体上に書き込まれた潜像をトナー像として現像し、該トナー像を中間転写体に転写し、該中間転写体と２次転写装置との間で前記トナー像を記録用紙に転写する画像形成装置であって、
前記感光体上で現像された第１の画像が転写される記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置の間に通紙されている時間のうち、前記記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置との間に搬入される際に生起する前記中間転写体の速度変動時間を除いた第１の時間を演算する第１の時間演算手段と、
前記第１の画像よりも後に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも短い場合に、前記第１の時間に前記第２の画像の中間転写体への転写を行うように、前記感光体への書き込みを制御する書き込み制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記第１の時間演算手段は、用紙の形状及び前記中間転写体の速度とより前記第１の時間を１次転写可能時間として算出することを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
記録用紙の種類に応じて前記中間転写体の速度を設定することが可能であり、用紙の種類を検知する用紙種検知手段を有し、
前記第１の時間演算手段は、前記用紙種検知手段による検知結果より前記第１の時間を１次転写可能時間として算出することを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記書き込み制御手段は、次に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも短い場合に、前記第１の時間内に前記第２の画像の中間転写体への転写を行う１次転写の指示を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記書き込み制御手段は、次に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも長い場合、２次転写動作の終了後に次の画像の１次転写が行われるように前記感光体への書き込みタイミングを指示することを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし５のうちいずれか１記載の画像形成装置において、
前記記録用紙による前記中間転写体の速度変動時間を測定記憶する速度変動記憶手段を有し、
使用可能な記録用紙のうち、最も速度変動時間が長い記録用紙の速度変動時間を記憶させることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし５のうちいずれか１記載の画像形成装置において、
前記記録用紙による前記中間転写体の速度変動時間を測定記憶する速度変動記憶手段を有し、
最初の記録用紙に２次転写が行われた際の前記中間転写体の速度変動時間を記憶させることを特徴とする画像形成装置。
請求項７記載の画像形成装置において、
前記速度変動時間は、装置への電源投入後あるいは給紙部挿入後の最初の記録用紙に２次転写された際に再測定されることを特徴とする画像形成装置。
感光体上に書き込まれた潜像をトナー像として現像し、該トナー像を中間転写体に転写し、該中間転写体と２次転写装置との間で前記トナー像を記録用紙に転写する画像形成方法であって、
前記感光体上で現像された第１の画像が転写される記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置の間に通紙されている時間のうち、前記記録用紙が前記中間転写体と２次転写装置との間に搬入される際に生起する前記中間転写体の速度変動時間を除いた第１の時間を演算し、
前記第１の画像よりも後に前記感光体上に現像される第２の画像の前記感光体から前記中間転写体へのトナー像の転写が行われる領域の中間転写体への転写にかかる第２の時間が、前記第１の時間よりも短い場合に、前記第１の時間に前記第２の画像の中間転写体への転写を行うように、前記感光体への書き込みを制御することを特徴とする画像形成方法。