JP2011242469A

JP2011242469A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2011242469A
Application number: JP2010112403A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Murakami; 裕亮村上; Yasuhisa Ebara; 康久荏原; Tetsuji Nishikawa; 哲治西川; Yasuhiro Maehata; 康広前畠; Jun Yasuda; 純安田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-12-01

Abstract

【課題】二次転写を行なう際の色ずれを無くすことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルトを駆動モータで駆動させ、感光体ドラムに形成した可視像を中間転写ベルト上に転写し、二次転写ローラと対向した加圧ローラとの間に用紙を搬送して当接により可視像を用紙に転写する中間転写機構と、を備え二次転写ローラに加圧ローラを当接した状態での中間転写ベルトの線速の変動量と、二次転写ローラから加圧ローラを離隔した状態での中間転写ベルトの線速の変動量とをそれぞれ検知し、変動量を無くすように次の印刷時における駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置での印刷工程において、可視像を用紙に転写する方式の一つとして、感光体上に形成された可視像を中間転写ベルトに転写した後に、中間転写ベルト上の可視像を用紙に転写する（二次転写）という中間転写方式がある。
中間転写ベルトは転写側の入口ローラ、駆動ローラ（二次転写ローラ）、及び反対側のテンションローラによって張架されており、さらに二次転写ローラに対向して、当接と離隔とが可能な加圧ローラを備え、用紙への転写の際は、この加圧ローラが二次転写ローラに当接し、用紙が両者の間に搬入されると、この当接で生じる圧力（二次転写圧）が用紙に加わることで可視像を転写する構成となっている。

また、印刷の前に色ずれを生じさせないように、加圧ローラが当接していない（二次転写圧が無い）状態で中間転写ベルトを駆動して各色の特定のパターンを中間転写ベルト上に転写して色ずれ補正を行なっている。

色ずれ補正を行なっている時は上記の様に二次転写圧が無い状態で行なっているが、転写工程で二次転写ローラに加圧ローラを当接して二次転写圧を加えると、中間転写ベルトの速度が変動してしまい、用紙への二次転写時に色ずれが生じてしまう。
通常、入口ローラと同軸上に取り付けられているエンコーダによって速度変動を検知してフィードバック制御によって速度補正を行なうが、印刷モード（速度）によっては、モータの速度を一定にしないと印刷画像に生じるバンディングやショックジターが顕著になる事から、エンコーダ制御を行なわずにモータの周波数を制御するＦＧ(Frequent Generator)制御を行なう事もあり、その時はベルトの速度補正が行なえない。

これに対して、特許文献１には、印刷前にプレ駆動をさせ、ベルト負荷時に位置変動の小さい最適フィードフォワード開始時間とその時の負荷電流値をフィードフォワード量として設定し、本駆動、つまり印刷時に前記フィードフォワード量を駆動モータへ反映するという事が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、定常負荷時を基準として位置変動が小さくなるような制御方式を取っており、二次転写圧の無い状態など、異なる負荷時を基準としてその時のベルト速度に合わせ込むことはしておらず、色ずれが生じるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、二次転写を行なう際の色ずれを無くすことができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、中間転写ベルトをFG制御で駆動される駆動モータで駆動させ、感光体ドラムに形成した可視像を前記中間転写ベルト上に転写し、二次転写ローラと対向した加圧ローラとの間に用紙を搬送して当接により前記可視像を前記用紙に転写する中間転写機構を備え、色ずれ補正時には前記加圧ローラを前記二次転写ローラから離隔して補正を行なう画像形成装置において、前記二次転写ローラに前記加圧ローラを当接した状態での前記中間転写ベルトの線速の変動量と、前記二次転写ローラから前記加圧ローラを離隔した状態での前記中間転写ベルトの線速の変動量とをそれぞれ検知するエンコーダセンサと、前記変動量を無くすように次の印刷時における前記駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記エンコーダセンサは、前記中間転写ベルトに従動するローラと同軸上に設けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記制御手段は、紙種の違いによる変動量を前記エンコーダセンサで検知し、その変動量を無くすように次の印刷時における前記駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか一項記載の発明において、前記制御手段は、用紙の厚さの違いによる変動量を前記エンコーダセンサで検知し、その変動量を無くすように次の印刷時における前記駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか一項記載の発明において、前記制御手段は、用紙１枚への転写ごとに前記中間転写ベルトの線速を前記エンコーダセンサで検知し、前記二次転写ローラと前記加圧ローラとの離隔時における前記中間転写ベルトの線速と比較し、変度量が基準値を超えた場合に新たな基準クロック周波数を設定して次の印刷を行なうことを特徴とする。

本発明によれば、二次転写を行なう際の色ずれを無くすことができる画像形成装置の提供を実現することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。図１に示した画像系世相値の中間転写ユニットについての説明図である。図１に示した画像形成装置のブロック図の一例である。図１に示した画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートの一例である。図１に示した画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートの他の一例である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図であり、図２は、図１に示した画像系世相値の中間転写ユニットについての説明図である。

イエロー（Y）、マゼンダ（M）、シアン（C）、黒（K）の各色の画像を形成する為の画像形成手段として、4個の潜像担持体である感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kが等間隔で並列に配置されており、印刷時に不明示の駆動源により一定方向に回転駆動される。

感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kは、例えば30〜120ｍｍ程度のアルミニウム円筒の表面に光導電性物質である有機半導体層を設けた層構造から成る。

また、各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周囲には帯電ローラ、現像ローラ、現像ブレード、スクリューなどを有する現像装置、クリーニングブラシ、クリーニングブレード、回収スクリューなどを有するクリーニング装置などの作像部材6Y、6M、6C、6Kが順に配置されている。

各感光体の下方には、各色の画像データ対応のレーザー光を、帯電手段で帯電された感光体ドラム表面に走査して静電潜像を形成する為の露光装置7が設けられている。

露光装置7は、レーザー光源やポリゴンミラーなどを有するレーザースキャン方式の露光装置であり、不明示の4個の半導体レーザー光源から、形成すべき画像データに応じて変調されたビーム光を発し、絞りレンズ、ポリゴンミラー、走査レンズ、及びミラーを介して感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。

現像装置には、トナー及びキャリアの攪拌器と、搬送用のスクリューとが2本ずつ備えられており、トナーカートリッジ32Y、32M、32C、32Kに連結されているトナー補給手段よりトナーが補給されると、搬送スクリューでトナー及びキャリアが攪拌された後搬送され、ブレードにより載せるべきトナー層の厚さを規制して現像ローラ表面に層を形成する。

レーザービームにより各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの表面に形成された潜像は、所定の色のトナーを扱う現像装置により現像され、可視像（顕像）となる。
4個の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの上部には、各ドラムと対向して配置されているローラ9Y、9M、9C、9Kなどの複数のローラによって無端状の中間転写ベルト8を張架、配置し、不明示の駆動源より二次転写ローラ12を駆動する事で移動させている中間転写ユニット15が配置されている。

各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kが担持するトナー像を、中間転写ベルト8の表面に静電的に転写する（一次転写）。

図の左側を上流とすると、上流より順次感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kよりトナー像が中間転写ベルト8の表面に転写された後、下流側にて二次転写ローラ12、それに対向する加圧ローラ19から成る二次転写ローラ対に突入した用紙に転写される（二次転写）。

中間転写ベルト8の移動速度（ベルト線速）は、印刷される用紙の厚さなどによって決定されており、転写の工程において可視像の各色のパターンが基準位置よりずれる、いわゆる色ずれを起こさないよう、印刷の前に、中間転写ベルト8を目標速度で駆動し、中間転写ベルト8上に特定の各色のパターンを転写してそれぞれのパターンをセンサ（例えばラインセンサもしくはエリアセンサ）31で読み取って各パターンの位置情報から狙いの位置となるように補正を行い、前述の色ずれ補正を行なっている。

また、画像形成装置は、センサ31とは別にエンコーダセンサ30を有する。エンコーダセンサ30は、中間転写ベルト8に従動するローラと同軸上に設けられている。エンコーダセンサ30は、二次転写ローラに加圧ローラを当接した状態での中間転写ベルト8の線速の変動量と、二次転写ローラから加圧ローラを離隔した状態での中間転写ベルト8の線速の変動量とをそれぞれ検知するセンサである。

ここで、19ａは加圧ローラ19を中間転写ベルト8に当接させたり、離隔させたりするための離接部であり、例えば、ソレノイドが用いられる。20は定着装置であり、ヒータ及びローラで構成されている。

図３は、図１に示した画像形成装置のブロック図の一例である。
図３に示す画像形成装置は、操作部100、角移動量検知手段101、画像形成部102、103、給紙部104、CPU(Central Processing Unit)105、ROM(Read Only Memory)106、RAM(Random Access Memory)107、及び離接部19a、I/O(Input Output)109を有する。
CPU105は、制御手段であり、ソフトウェアで構成される演算手段105a、及び基準値判断手段105bを有する。
CPU105は、変動量を無くすように次の印刷時における駆動モータ（中間転写ベルト8を回転駆動させるモータ）の基準クロック周波数を変更して駆動する機能を有する。
また、CPU105は、紙種の違いによる変動量をエンコーダセンサで検知し、その変動量を無くすように次の印刷時における駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動する機能を有してもよい。
CP105は、用紙の厚さの違いによる変動量をエンコーダセンサで検知し、その変動量を無くすように次の印刷時における駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動する機能を有しても良い。
CP105は、用紙１枚への転写ごとに中間転写ベルト8の線速をエンコーダセンサで検知し、二次転写ローラと加圧ローラとの離隔時における中間転写ベルト8の線速と比較し、変度量が基準値を超えた場合に新たな基準クロック周波数を設定して次の印刷を行なう機能を有しても良い。

操作部100は、電源スイッチ、モニター、警告ランプ等を有する。
角移動量検知手段101は、センサ31に該当するものであり、二次転写ローラに加圧ローラを当接した状態での中間転写ベルト8の線速の変動量と、二次転写ローラから加圧ローラを離隔した状態での中間転写ベルト8の線速の変動量とをそれぞれ検知する機能を有する。
画像形成部102は、各感光体ドラム1Y,1M,1C,1K、作像部材6Y,6M,6C,6K、露光装置７、トナーカートリッジ32Y,32M,32C,32Kを有する。
排紙部104は、可視画像が転写された用紙を排出する装置であり、定着装置20が兼用している。
CPU105は、画像形成装置を統括制御する回路であり、例えば、マイクロプロセッサが用いられる。
ROM106は、制御プログラムが格納されており、例えば、マスクROMが用いられる。
RAM107は、画像データを一時的に格納するものであり、例えば、フラッシュメモリが用いられるが、HDD(Hard Disk Drive)を用いても良い。
I/O109は、外部からの画像データを取り込むポートであり、例えば、USB(Universal Serial Bus)ポートが用いられる。

図４は、図１に示した画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートの一例である。
すなわち、加圧ローラの二次転写ローラへの接離によるベルト速度の変動分をエンコーダセンサで検知し、モータの基準クロック周波数を変更してベルト線速を離隔時（色ずれ補正時）に合わせ込む方法について説明するための説明図でもある。

色ずれ補正においては、印刷時における線速で中間転写ベルトを駆動させながら中間転写ベルト上に各色のパターンを転写し、中間転写ベルト上に転写されたそれぞれのパターンの位置をセンサで読み取る事で印刷時における可視像の書込み位置を決定しているが、この時に加圧ローラが当接していると中間転写ベルト上のパターンが加圧ローラ上に載ってしまう。

そこで、色ずれ補正時は加圧ローラを二次転写ローラから離隔し、中間転写ベルトを駆動する（ステップＳ１）。
印刷においては、二次転写ローラに加圧ローラが当接し、その間を用紙が突入して、圧力を加えながら中間転写ベルト上の可視像を用紙に転写している。
加圧ローラが二次転写ローラに当接すると、二次転写ローラと中間転写ベルトの接触面積が増え、中間転写ベルトの搬送速度が上がり、色ずれ補正時の中間転写ベルト線速と異なってしまい、結果として色ずれが発生する。
ベルト線速（中間転写ベルトの移動速度）は、中間転写ベルトによって従動駆動される入口ローラ14と同軸上に設けられたエンコーダセンサ30で読み取り（ステップＳ２）、結果を演算部へ格納する（ステップＳ３）。

加圧ローラを二次転写ローラへ当接し、中間転写ベルトを駆動する（ステップＳ４）。
中間転写ベルトの移動速度を角移動量検知手段で検知する（ステップＳ５）。
前後における各線速を比較して、加圧ローラの当接による速度の変動分を駆動モータへフィードバックしてベルト線速を一定に保つ事で解消もできるが、その分、駆動モータの回転数が変動し、バンディングやショックジターを生じかねない。

そこで本発明では、モータの回転数を一定に保つFG制御において二次転写ローラの加圧ローラの当接で発生するベルト線速の変動を無くして色ずれの発生を無くすものである。
色ずれ補正時におけるベルト線速を入口ローラと同軸上に設けられたエンコーダセンサで検知し、その結果を演算部へ格納する（ステップＳ６）。
また、この色ずれ補正の前後いずれかのタイミングで加圧ローラを二次転写ローラへ当接して中間転写ベルトを駆動させ、その時のベルト線速を同様にエンコーダセンサで検知し、結果を演算部へ格納する。
両者の結果から、実際に印刷する時にモータへ投入すべき基準クロック周波数を設定し（ステップＳ７）、二次転写ローラを加圧ローラへ当接して中間転写ベルトを駆動させる時に上記で算出した基準クロック周波数を投入し、両ローラ間へ突入した用紙へ二次転写を行なう（ステップＳ８）。

ここで、同様にエンコーダセンサにてベルト線速を検知し（ステップＳ９）、演算部へ格納し（ステップＳ１０）、色ずれ補正時の速度と比較する。

すなわち、加圧ローラの接離で速度変動量が基準値を超えているか否かを判断し（ステップＳ１１）、速度変動量が基準値を超えていない場合には（ステップＳ１１／ＮＯ）、加圧ローラを二次転写ローラへ当接し、用紙へ可視像を転写して終了する（ステップＳ１２）。
速度変動量が基準値を超えている場合には（ステップＳ１１／ＹＥＳ）、ステップＳ７に戻る。

もし変動分が無ければそのまま印刷を続行し、変動分があれば、再度投入すべき基準クロック周波数を算出し、その周波数で次の印刷時において中間転写ベルトを駆動させ、ベルト線速変動による色ずれ発生を抑制する。

図５は、図１に示した画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートの他の一例である。
図５に示すように、一枚ずつ用紙への転写が行なわれるごとにエンコーダセンサでベルト線速を検知し、二次転写ローラと加圧ローラの離隔時における線速と比較して、次の印刷における駆動モータの基準クロック周波数を設定する事も考えられる。

すなわち、加圧ローラを二次転写ローラから離隔し、中間転写ベルトを駆動し（ステップＳ２１）、中間転写ベルトの移動速度を角移動量検知手段で検知し（ステップＳ２２）、結果を演算部へ格納する（ステップＳ２３）。
加圧ローラを二次転写ローラへ当接し、中間転写ベルトを駆動し（ステップＳ２４）、中間転写ベルトの移動速度を角移動量検知手段で検知し（ステップＳ２５）、結果を演算部へ格納する（ステップＳ２６）。
演算部にて両者の角移動量の差分からモータへ投入する基準クロック周波数を設定し（ステップＳ２７）、加圧ローラを二次転写ローラへ当接し、用紙へ可視像を転写して終了する（ステップＳ２８）。

ベルト線速の変動量は、二次転写ローラと加圧ローラの離隔時における線速を基準として、例えば0.1％を超えていれば変動量から新たな基準クロック周波数を設定し、その基準クロック周波数でモータおよび中間転写ベルトを駆動して次の印刷を行なう。

以上において、本実施形態によれば、印刷時において二次転写ローラに加圧ローラを当接した状態での中間転写ベルトの線速と、色ずれ補正において二次転写ローラから加圧ローラを離隔した状態での中間転写ベルトの線速の変動量とをそれぞれエンコーダセンサで検知し、その変動量を無くすように次の印刷時における駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動するので、二次転写を行なう際の色ずれを無くすことができる。

すなわち、本実施形態によれば、印刷画像にバンディングやショックジターが生じないように中間転写ベルトの駆動モータをＦＧ制御にしつつ、色ずれを無くす事ができる。

＜プログラム＞
以上で説明した本発明にかかる画像形成装置は、コンピュータで処理を実行させるプログラムによって実現されている。コンピュータとしては、例えばマイクロプロセッサなどの汎用的なものが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。よって、一例として、プログラムにより本発明を実現する場合の説明を以下で行う。

例えば、
中間転写ベルトをFG制御で駆動される駆動モータで駆動させ、感光体ドラムに形成した可視像を前記中間転写ベルト上に転写し、二次転写ローラと対向した加圧ローラとの間に用紙を搬送して当接により前記可視像を前記用紙に転写する中間転写機構を備え、色ずれ補正時には前記加圧ローラを前記二次転写ローラから離隔して補正を行なう画像形成装置のコンピュータが、
エンコーダセンサに前記二次転写ローラに前記加圧ローラを当接した状態での前記中間転写ベルトの線速の変動量と、前記二次転写ローラから前記加圧ローラを離隔した状態での前記中間転写ベルトの線速の変動量とをそれぞれ検知する手順、
制御手段に前記変動量を無くすように次の印刷時における前記駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動する手順を実行させるプログラムが挙げられる。

これにより、プログラムが実行可能なコンピュータ環境さえあれば、どこにおいても本発明にかかる画像形成装置を実現することができる。
このようなプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。

＜記憶媒体＞
ここで、記憶媒体としては、例えば、CD−ROM（Compact Disc Read Only Memory）、フレキシブルディスク（FD）、CD−R（CD Recordable）などのコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、フラッシュメモリ、他のRAM、他のROM、FeRAM（強誘電体メモリ）等の半導体メモリやHDDが挙げられる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ感光体ドラム
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ作像部材
７露光装置
８中間転写ベルト
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋローラ
１２二次転写ローラ
１５中間転写ユニット
１９加圧ローラ
１９ａ離接部
２０定着装置
３１センサ
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋトナーカートリッジ

特開２００６−２２７０３４号公報

Claims

中間転写ベルトをFG制御で駆動される駆動モータで駆動させ、感光体ドラムに形成した可視像を前記中間転写ベルト上に転写し、二次転写ローラと対向した加圧ローラとの間に用紙を搬送して当接により前記可視像を前記用紙に転写する中間転写機構を備え、色ずれ補正時には前記加圧ローラを前記二次転写ローラから離隔して補正を行なう画像形成装置において、
前記二次転写ローラに前記加圧ローラを当接した状態での前記中間転写ベルトの線速の変動量と、前記二次転写ローラから前記加圧ローラを離隔した状態での前記中間転写ベルトの線速の変動量とをそれぞれ検知するエンコーダセンサと、
前記変動量を無くすように次の印刷時における前記駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動する制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記エンコーダセンサは、前記中間転写ベルトに従動するローラと同軸上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、紙種の違いによる変動量を前記エンコーダセンサで検知し、その変動量を無くすように次の印刷時における前記駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記制御手段は、用紙の厚さの違いによる変動量を前記エンコーダセンサで検知し、その変動量を無くすように次の印刷時における前記駆動モータの基準クロック周波数を変更して駆動することを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載の画像形成装置。
前記制御手段は、用紙１枚への転写ごとに前記中間転写ベルトの線速を前記エンコーダセンサで検知し、前記二次転写ローラと前記加圧ローラとの離隔時における前記中間転写ベルトの線速と比較し、変度量が基準値を超えた場合に新たな基準クロック周波数を設定して次の印刷を行なうことを特徴とする請求項１から４の何れか一項記載の画像形成装置。