JP5024299B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ機、或いはこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置は種々のタイプのものが知られているが、その中に、中間転写体と、それぞれが担当色トナーでトナー像を形成できる複数の画像形成部を有する画像形成装置が知られている。

さらに言えば、回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に沿って中間転写体表面走行方向において上流側から下流側へ順次配置された複数の画像形成部とを備えており、該各画像形成部は該中間転写体に臨んで回転駆動される感光体を含んでおり、該感光体に担当色に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を担当色トナーを用いて現像してトナー像を形成し、該トナー像を該中間転写体を間にして該感光体に対向する１次転写手段にて該中間転写体上に１次転写することができ、該１次転写トナー像は２次転写手段にて記録媒体へ２次転写できる画像形成装置である。

この種の画像形成装置では、感光体間の中間転写体部分に弛みが生じるなどして感光体間で中間転写体がばたついたり、中間転写体が感光体に対してスリップしたりして、中間転写体上に１次転写される各色トナー像間で色ずれが生じ、画像品質が低下することがある。

色ずれ対策については、例えば特開２００５−１９６００７号公報に、(1) 感光体の回転起動時に複数の感光体間の位相合わせを短時間で行い、それにより、ひきつづく画像形成における感光体間の位相ずれ（速度差）による色ずれの発生を防止したり、(2) 感光体停止にあたり複数の感光体間の位相合わせを行うことで、次の感光体回転起動時における感光体間の位相合わせによる速度変動を少なくして、感光体と中間転写体間の速度差を減らして色ずれを一層防止したり、(3) 感光体の起動時や停止時に、中間転写ベルト駆動モータ及び各感光体駆動モータの順番を変更制御することで、中間転写ベルトと感光体間の速度差や感光体同士の速度差を減らして色ずれを防止することが記載されている。

また、特開２００６−１７１３３４号公報には、中間転写体上のトナー像の色ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて下流側の感光体の回転速度を他の感光体の回転速度より大きくすることが記載されている。

特開２００６−２５９５５１号公報には、上記で説明してきた中間転写体を記録媒体担持体として用い、それに記録媒体を担持させて、該記録媒体に直接各色トナー像を転写できる画像形成装置において、記録媒体担持体の張り具合に影響をおよぼす画像形成装置内の湿度に基づいて、各感光体の駆動手段と該記録媒体担持体の駆動手段との動作を制御して、例えば各隣り合う感光体間において下流側感光体の回転速度を上流側感光体の回転速度より大きくして、記録媒体担持体の弛みを防止することが記載されている。

特開２００５−１９６００７号公報 特開２００６−１７１３３４号公報 特開２００６−２５９５５１号公報

しかしながら、特開２００５−１９６００７号公報、特開２００６−１７１３３４号公報、特開２００６−２５９５５１号公報に記載されているように、感光体の回転速度を制御するだけでは、中間転写体と感光体とがスリップしてしまって、また、そのために中間転写体がばたつくような場合には、中間転写体上のトナー像の色ずれを抑制できない。

そこで本発明は、回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に沿って中間転写体表面走行方向において上流側から下流側へ順次配置された複数の画像形成部とを備えており、該各画像形成部は該中間転写体に臨んで回転駆動される感光体を含んでおり、該感光体に担当色に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を担当色トナーを用いて現像してトナー像を形成し、該トナー像を該中間転写体を間にして該感光体に対向する１次転写手段にて該中間転写体上に１次転写することができ、該１次転写トナー像は２次転写手段にて記録媒体へ２次転写できる画像形成装置であって、感光体間の中間転写体部分に大きい弛みが生じるなどして感光体間で中間転写体がばたついたり、中間転写体と感光体との間に大きいスリップが生じたりして、これらにより中間転写体上に１次転写される各色トナー像間で色ずれが生じ、画像品質が低下してしまうことを抑制できる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は前記課題を解決するため、
回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に沿って中間転写体表面走行方向において上流側から下流側へ順次配置された複数の画像形成部とを備えており、該各画像形成部は該中間転写体に臨んで回転駆動される感光体を含んでおり、該感光体に担当色に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を担当色トナーを用いて現像してトナー像を形成し、該トナー像を該中間転写体を間にして該感光体に対向する１次転写手段にて該中間転写体上に１次転写することができ、該１次転写トナー像は２次転写手段にて記録媒体へ２次転写できる画像形成装置であって、前記複数の画像形成部のうち最下流側の画像形成部より上流側において各隣り合う画像形成部間では下流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数が上流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数以上であり、最下流側画像形成部とその一つ上流側の画像形成部間では、最下流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数は上流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数より大きい画像形成装置を提供する。

本発明に係る画像形成装置では、複数の画像形成部のうち最下流側の画像形成部より上流側における各隣り合う画像形成部間では下流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数が上流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数以上に設定されており、さらに、最下流側画像形成部とその一つ上流側の画像形成部間では、最下流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数が上流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数より大きく設定されている。

従って、各隣り合う感光体間の中間転写体部分は下流側へ引っ張られるようにして弛みの発生、ひいては弛みによるばたつき発生が抑制された状態となり、且つ、各感光体と中間転写体との接触部ニップ部での中間転写体の感光体に対するスリップが抑制され、それだけ中間転写体上の各トナー像間の色ずれが抑制され、画像品質がそれだけ向上する。

本発明に係る画像形成装置においては、さらに、前記複数の画像形成部の各隣り合う画像形成部間において下流側画像形成部の感光体の回転速度は上流側画像形成部の感光体の回転速度以上とする。
このように感光体の回転速度を規制することで、中間転写体の周長についての部品公差、経時変化による中間転写体の伸び、中間転写体を支持している部材の寸法公差（例えばベルト形態の中間転写体を支持するローラの外径公差）、中間転写体と該支持部材間のスリップ等に起因することがある感光体間の中間転写体部分の弛みを一層抑制することができ、全体として一層色ずれ発生を抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置としては、代表例としてタンデム型カラー画像形成装置を挙げることができる。
また、いずれにしても中間転写体は、代表例として中間転写ベルトを挙げることができる。

以上説明したように、本発明によると、回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に沿って中間転写体表面走行方向において上流側から下流側へ順次配置された複数の画像形成部とを備えており、該各画像形成部は該中間転写体に臨んで回転駆動される感光体を含んでおり、該感光体に担当色に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を担当色トナーを用いて現像してトナー像を形成し、該トナー像を該中間転写体を間にして該感光体に対向する１次転写手段にて該中間転写体上に１次転写することができ、該１次転写トナー像は２次転写手段にて記録媒体へ２次転写できる画像形成装置であって、感光体間の中間転写体部分に大きいたるみが生じるなどして感光体間で中間転写体がばたついたり、中間転写体と感光体との間に大きいスリップが生じたりして、これらにより中間転写体上に１次転写される各色トナー像間で色ずれが生じ、画像品質が低下してしまうことを抑制できる画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 実施例１において色ずれが抑制されている状態を示す図である。 実施例２において色ずれが抑制されている状態を示す図である。 実施例３において色ずれが抑制されている状態を示す図である。 実施例４において色ずれが抑制されている状態を示す図である。 比較例１において許容し難い色ずれが発生している状態を示す図である。 比較例２において許容し難い色ずれが発生している状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る画像形成装置の例について説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の１例ＰＲの構成の概略を示している。画像形成装置ＰＲはタンデム型のフルカラープリンタである。

このプリンタＰＲは、駆動ローラ８１とこれに対向するローラ８２、さらにローラ８３、８４に巻き掛けられた無端の中間転写ベルト８を有している。転写ベルト８は、図示省略のベルト駆動部により駆動される駆動ローラ８１により図中反時計方向（図中矢印方向）ＣＣＷに回される。

ローラ８２には転写ベルト８上の２次転写残トナーや記録媒体粉等を清掃するクリーニング装置８５が臨んでいる。駆動ローラ８１にはベルト８を間にして２次転写ローラ９が臨んでいる。クリーニング装置８５に回収されるトナー等は図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

２次転写ローラ９は、図示省略の押圧手段にて駆動ローラ８１に支持された中間転写ベルト８の部分に押圧され、中間転写ベルト８との間にニップ部を形成し、中間転写ベルト８の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録媒体Ｓの移動に従動して、或いは図示省略の駆動部に駆動されて回転することができる。

２次転写ローラ９には、図示省略の電源から２次転写バイアスを印加することができる。本例では、これら２次転写ローラ９、２次転写バイアス電源等から２次転写手段が構成されている。

中間転写ベルト８及び２次転写ローラ９の上方には定着装置ＦＸが配置されており、下方にはタイミングローラ対ＴＲが配置されており、さらにその下方に、記録紙等の記録媒体Ｓを収容した記録媒体収容カセット１０が配置されている。

定着装置ＦＸはハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着加熱部材（それには限定されないが、ここではローラ型部材）とこれに圧接される加圧部材（それには限定されないが、ここではローラ型部材）とを含むものである。

記録媒体収容カセット１０に収容された記録媒体Ｓは、媒体供給ローラ１０１にて１枚ずつ引き出してタイミングローラ対ＴＲへ供給することができる。

中間転写ベルト８を巻き掛けたローラ８３、８４の間には、対向ローラ８２に近い方のローラ８３から駆動ローラ８１に近い方のローラ８４に向けて転写ベルト８に沿ってイエロー画像形成部Ｙ、マゼンタ画像形成部Ｍ、シアン画像形成部Ｃ及びブラック画像形成部Ｋがこの順序で配置されている。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部は、静電潜像担持体としてドラム型の感光体１を備えており、該感光体の周囲に帯電器２、露光装置３、現像装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。

また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各画像形成部の感光体１に対してベルト８を間にして１次転写部材６が対向している。本例では１次転写部材は１次転写ローラであり、ベルト８に従動回転できるものである。

１次転写ローラ６には、感光体１上に形成されるトナー像をベルト８へ１次転写するための１次転写バイアスを図示省略の電源から印加できる。本例では、これら１次転写ローラ６、１次転写バイアス電源等が１次転写手段を構成している。

露光装置３は、図示省略のパーソナルコンピュータ、画像読取装置、フアクシミリ機等から提供される画像情報に応じて、レーザービームの点滅により感光体１にドット（点）露光で画像露光を施せるものである。

各画像形成部における感光体１は、図示省略の感光体駆動モータにて図中時計方向回りに回転駆動できる。
各画像形成部における帯電器２は、本例ではスコロトロン帯電器であり、所定のタイミングで図示省略の電源から帯電用の電圧が印加される。なお、帯電器２は帯電ローラを用いるもの等であってもよい。

各画像形成部における現像装置４は、磁性キャリアとトナーを主成分とする所謂２成分現像剤を用いて、感光体１上に形成される静電潜像を反転現像することができる。さらに言えば、現像装置４は、磁石体を内蔵し、図示省略の電源から現像バイアスが印加されるローラ形態の現像スリーブ（換言すれば、現像ローラ）４１で潜像を現像することができる。

このプリンタによると、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成部のうち１又は２以上を用いて画像を形成することができる。
画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのすべてを用いてフルカラー画像を形成する場合を例にとると、先ず、イエロー画像形成部Ｙにおいてイエロートナー像を形成し、これを転写ベルト８に１次転写する。

すなわち、イエロー画像形成部Ｙにおいて、感光体１が図中時計方向に回転駆動され、帯電器２にて表面が一様に所定電位に帯電され、該帯電域に露光装置３からイエロー画像用の画像露光が施され、感光体１上にイエロー用静電潜像が形成される。この静電潜像はイエロートナーを有する現像装置４の現像バイアスが印加された現像スリーブ４１にて現像されて可視イエロートナー像となる。該イエロートナー像は１次転写ローラ６にて転写ベルト８上に１次転写される。このとき、１次転写ローラ６には図示省略の電源から１次転写バイアスが印加される。また、このとき、１次転写ローラ６は図示省略のローラ押圧部材でベルト８に押圧されてベルト８に従動回転し、ベルト８と感光体１とは相互に接触している。

同様にして、マゼンタ画像形成部Ｍにおいてマゼンタトナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、シアン画像形成部Ｃにおいてシアントナー像が形成されて転写ベルト８に転写され、ブラック画像形成部Ｋにおいてブラックトナー像が形成されて転写ベルト８に転写される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はこれらが中間転写ベルト８上に重ねて転写されるタイミングで形成される。
かくして転写ベルト８上に形成された多重トナー像は転写ベルト８の回動により２次転写ローラ９へ向け移動する。

一方、記録媒体Ｓが記録媒体収容カセット１０から媒体供給ローラ１０１にて引き出され、タイミングローラ対ＴＲへ供給され、待機している。

このようにタイミングローラ対ＴＲのところで待機する記録媒体Ｓは、中間転写ベルト８にて送られてくる多重トナー像に合わせて、転写ベルト８と２次転写ローラ９とのニップ部に供給される。該多重トナー像は図示省略の電源から２次転写バイアスが印加された２次転写ローラ９にて記録媒体Ｓ上に２次転写される。

その後記録媒体Ｓは定着装置ＦＸに通され、そこで多重トナー像が加熱加圧下に記録媒体Ｓに定着される。記録媒体Ｓはひき続き、排出ローラ対ＤＲにて排出トレイＤＴに排出される。

トナー像のベルト８への１次転写において感光体１上に残留する転写残トナー等はクリーニング装置５で清掃され、２次転写によりベルト８上に残留する２次転写残トナー等はクリーニング装置８５で清掃される。これら清掃除去されたトナーはそれぞれ図示省略の搬送手段にて廃棄容器へ送られる。

以上説明したように画像形成されるのであるが、プリンタＰＲでは各感光体１の中間転写ベルト８に対する動摩擦係数及び各感光体の回転速度は以下の表１に示す実施例１〜４のいずれかに設定され、それにより、転写ベルト８上に転写される各色トナー像間での色ずれが抑制される。

以下の実施例説明等において、
μ(Y) はイエロー画像形成部Ｙの感光体の動摩擦係数、
μ(M) はマゼンタ画像形成部Ｍの感光体の動摩擦係数、
μ(C) はシアン画像形成部Ｃの感光体の動摩擦係数、
μ(K) はブラック画像形成部Ｋの感光体の動摩擦係数である。

Ｖ(Y) はイエロー画像形成部Ｙの感光体の回転速度（換言すれば周速度）
Ｖ(M) はマゼンタ画像形成部Ｍの感光体の回転速度（換言すれば周速度）
Ｖ(C) はシアン画像形成部Ｃの感光体の回転速度（換言すれば周速度）
Ｖ(K) はブラック画像形成部Ｋの感光体の回転速度（換言すれば周速度）である。

（表 １）
感光体動摩擦係数 感光体回転速度
実施例１ μ(Y) ＜μ(M) ＜μ(C) ＜μ(K) Ｖ(Y) ＜Ｖ(M) ＜Ｖ(C) ＜Ｖ(K)
実施例２ μ(Y) ＜μ(M) ＜μ(C) ＜μ(K) Ｖ(Y) ＝Ｖ(M) ＝Ｖ(C) ＝Ｖ(K)
実施例３ μ(Y) ＝μ(M) ＝μ(C) ＜μ(K) Ｖ(Y) ＜Ｖ(M) ＜Ｖ(C) ＜Ｖ(K)
実施例４ μ(Y) ＝μ(M) ＝μ(C) ＜μ(K) Ｖ(Y) ＝Ｖ(M) ＝Ｖ(C) ＝Ｖ(K)
実施例１〜４の感光体動摩擦係数をまとめて示すと、
μ(Y) ≦μ(M) ≦μ(C) ＜μ(K) であり、
感光体回転速度をまとめて示すと、
Ｖ(Y) ≦Ｖ(M) ≦Ｖ(C) ≦Ｖ(K) である。

次表２は表１に示す感光体の動摩擦係数及び回転速度の具体例を示している。
（表 ２）
μ(Y) μ(M) μ(C) μ(K) Ｖ(Y) Ｖ(M) Ｖ(C) Ｖ(K)
実施例１ 0.6 0.8 1.0 1.4 216 232 248 264
実施例２ 0.6 0.8 1.0 1.0 216 216 216 216
実施例３ 0.8 0.8 0.8 1.0 216 232 248 264
実施例４ 0.8 0.8 0.8 1.0 216 216 216 216
感光体回転速度：ｍｍ／秒

図１に示すタイプのプリンタＰＲにおいて、表２に示すように感光体の動摩擦係数及び感光体の回転速度を設定し、他は同じ画像形成条件で 中間転写ベルト８上に各色の色ずれ検出用のライン画像を形成し、ブラック画像形成部Ｋにより形成された画像位置を基準として、その基準位置からのイエロー画像のずれ量、マゼンタ画像のずれ量及びシアン画像のずれ量をそれぞれ測定してみた。

測定結果を図２から図５に示す。図２は実施例１の結果、図３は実施例２の結果、図４は実施例３の結果、図５は実施例４の結果をそれぞれ示している。
図２〜図５において縦軸は色ずれ量〔μｍ〕を、横軸は測定位置〔ｍｍ〕を示している。

比較のため、各感光体１の中間転写ベルト８に対する動摩擦係数及び各感光体の回転速度を本発明を適用しない以下の表３、表４に示す比較例１、２のように設定して、実施例１〜４と同様に画像形成し、色ずれ量を測定してみた。測定結果を図６、図７に示す。図６は比較例１の結果、図７は比較例２の結果をそれぞれ示している。
図６、図７においても、縦軸は色ずれ量〔μｍ〕を、横軸は測定位置〔ｍｍ〕を示している。

（表 ３）
感光体動摩擦係数 感光体回転速度
比較例１ μ(Y) ＝μ(M) ＝μ(C) ＝μ(K) Ｖ(Y) ＝Ｖ(M) ＝Ｖ(C) ＝Ｖ(K)
比較例２ μ(Y) ＞μ(M) ＝μ(C) ＞μ(K) Ｖ(Y) ＝Ｖ(M) ＝Ｖ(C) ＝Ｖ(K)

（表 ４）
μ(Y) μ(M) μ(C) μ(K) Ｖ(Y) Ｖ(M) Ｖ(C) Ｖ(K)
比較例１ 1.0 1.0 1.0 1.0 216 216 216 216
比較例２ 1.4 1.0 1.0 0.8 216 216 216 216
感光体回転速度：ｍｍ／秒

なお、各実施例、各比較例におけるこのような動摩擦係数は、感光体１の表面エネルギ、表面粗さ、表面硬度等のうち１又は２以上を調整することで設定できる。ここでは表面エネルギを調整することで各動摩擦係数を設定した。
実施例、比較例ともに、色ずれ量の測定は、新東科学（株）社製の測定器（ヘイドン・トライボギア ｔｙｐｅ９４）で行った。
また、中間転写ベルト８には樹脂ベルト（ここではポリイミド製ベルト）を用い、ベルト走行速度は２１６ｍｍ／秒に設定した。

これらの測定結果から、本発明のように感光体の動摩擦係数を設定し、或いはさらに感光体の回転速度を設定することで、ベルト８上に転写される各色トナー像間での色ずれを抑制できることがわかる。

図２〜図５を比較してみると分かるように、実施例１のように、下流側の画像形成部ほど感光体の動摩擦係数と回転速度を順次大きくすれば、色ずれを最も抑制できることがわかる。

また、コストを考慮すれば、実施例４のように、最下流側の画像形成部（ここではブラック画像形成部Ｋ）の感光体の動摩擦係数だけを他の画像形成部の感光体の動摩擦係数より大きく設定するだけでも色ずれを抑制できることかわかる。

以上説明した図１の画像形成装置はプリンタであったが、本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリ機、これらのうち２以上を組み合わせた複合機等のいずれの画像形成装置にも適用できる。

本発明は、中間転写体とそれに沿って順次配置された複数の画像形成部とを用いて画像形成することができる画像形成装置であって、色ずれの抑制された画像を形成できる画像形成装置を提供することに利用できる。

ＰＲ プリンタ
Ｙ イエロー画像形成部
Ｍ マゼンタ画像形成部
Ｃ シアン画像形成部
Ｋ ブラック画像形成部
１ 感光体
２ 帯電器
３ 画像露光装置
４ 現像装置
４１ 現像スリーブ
５ クリーニング装置
６ １次転写ローラ
８ 中間転写ベルト
８１ 駆動ローラ
８２ 対向ローラ
８３、８４ ローラ
８５ クリーニング装置
９ ２次転写ローラ
１０ 記録媒体供給カセット
１０１ 記録媒体供給ローラ
ＴＲ タイミングローラ対
ＦＸ 定着装置
ＤＲ 記録媒体排出ローラ対
ＤＴ 記録媒体排出トレイ
Ｓ 記録媒体

Claims (2)

1. 回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に沿って中間転写体表面走行方向において上流側から下流側へ順次配置された複数の画像形成部とを備えており、該各画像形成部は該中間転写体に臨んで回転駆動される感光体を含んでおり、該感光体に担当色に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像を担当色トナーを用いて現像してトナー像を形成し、該トナー像を該中間転写体を間にして該感光体に対向する１次転写手段にて該中間転写体上に１次転写することができ、該１次転写トナー像は２次転写手段にて記録媒体へ２次転写できる画像形成装置であって、
   前記複数の画像形成部のうち最下流側の画像形成部より上流側において各隣り合う画像形成部間では下流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数が上流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数以上であり、
   最下流側画像形成部とその一つ上流側の画像形成部間では、最下流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数は上流側画像形成部の感光体の中間転写体に対する動摩擦係数より大きいとともに、
   前記複数の画像形成部の各隣り合う画像形成部間において下流側画像形成部の感光体の回転速度は上流側画像形成部の感光体の回転速度以上であることを特徴とする画像形成装置。
2. タンデム型カラー画像形成装置である請求項１記載の画像形成装置。

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