JP5212619B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，プリンタ，複写機，複合機等の画像形成装置に関する。

用紙搬送直接転写方式の画像形成装置では，用紙が搬送ベルトにより搬送され，像保持体が帯電装置により帯電され，潜像が光書込み装置により形成され，潜像が現像装置により可視像化され，像保持体に形成された現像剤像が搬送される用紙に転写され，定着装置により定着される。

カラー画像形成装置において，黒色（Ｋ）のみが頻繁に使われる場合，フルカラー印刷がほとんど実行されていないにもかかわらず，部品寿命のため消耗品の交換が必要となることがあった。そのため，黒色のみの印刷の場合には，他の色（例えば，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）など）の像保持体を搬送ベルトから離間させて，像保持体の消耗を抑えることはよく知られている。しかしながら，この方法では，離間機構を設けるためのスペースが必要になる又はコスト高になる等の問題があった。

像保持体を離間せずにＹＭＣ色の像保持体の消耗を抑制するためには，ＹＭＣ色の転写バイアスを印加しないことが有効である。しかしながら，ＹＭＣＫ全ての色の転写バイアスに印加する場合と，黒色だけに転写バイアスを印加する場合とでは，用紙の搬送ベルトへの吸着力が異なる。このため，用紙搬送速度が異なる現象が発生することがある。用紙搬送速度の相違は用紙倍率差に繋がり，フルカラー印刷時と黒色のみの印刷時とで像長さにずれが生じてしまう。この現象は，重力に逆らう方向に用紙を搬送させるレイアウトで顕著に発生する。

吸着部材などが最上流の転写部材の上流側に設けられることにより，用紙の搬送ベルトへの吸着力を上げることはよく知られている。しかしながら，吸着部材及び吸着バイアス印加手段の追加が必要になり，コスト高やサイズの増大を招いてしまう。

特許文献１では，レジストローラと転写部材を共通で駆動するモーターの速度を速度制御手段により変更することで縦倍率を合わせ，湿度センサーによる検出信号に応じて速度を変更して，用紙送り速度を変更する技術が開示されている。
特許文献２では，用紙の転写前半部と後半部で，感光体を駆動するメインモーターの回転速度を変更して，潜像の長さを変える技術が開示されている。
特許文献３では，搬送ベルト方式のカラー画像形成装置において，吸着バイアスを，表裏や環境に応じて変更させることで，用紙の吸着性を安定させ，縦搬送型システムでも，吸着不良による画質不良を回避する技術が開示されている。
特許文献４では，現在転写工程を行っている画像形成部以外の画像形成部においては転写手段のみが作動を停止する技術が開示されている。

特開平９−２１１９１３号公報 特開２００３−３０７９８９号公報 特開２００１−１０９３２５号公報 特許第２５７９４７７号公報

しかしながら，特許文献１に開示された技術は，レジストロールと黒色の転写部材との距離が長く，レジストロールと黒色の転写部材との間に搬送力のあるその他の色の像保持体が設けられている場合には有効ではない。特許文献２に開示された技術は，用紙の前半と後半での区間倍率の差は記録媒体によって異なるので，一律に前半と後半でメインモーターの速度が変えられると，区間倍率の悪化を引き起こす恐れがある。特許文献３に開示された技術は，吸着部材があることを前提にしている。特許文献４に開示された技術は，いわゆるブレードめくれ現象を抑止することを目的としており，本発明の目的とは異なる。

本発明は，吸着部材を追加することなく，カラー色の像保持体の消耗を抑制しつつ，像長ずれによる画質の劣化を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、黒用の像保持体を含む黒用の像形成手段と、前記黒用の像形成手段により形成された現像剤像を記録媒体に転写する黒用の転写装置と、その他の色用の像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向において前記黒用の像形成手段より上流に配置されたその他の色用の像形成手段と、前記その他の色用の像形成手段により形成された現像剤像を記録媒体に転写するその他の色用の転写装置と、前記黒用の転写装置及び前記その他の色用の転写装置の少なくともいずれかにより現像剤像が転写された記録媒体に現像剤像を定着し、前記搬送手段よりも記録媒体の搬送速度が遅く設定された定着装置と、前記黒用及びその他の色用の像形成手段を用いるフルカラーモードでは、前記黒用及びその他の色用の転写装置に転写バイアスを印加し、前記黒用の像形成手段のみを用いる白黒モードでは、前記黒用の転写装置のみに転写バイアスを印加するとともに、前記フルカラーモード時と比較して、前記搬送手段の前記定着装置に対する速度比が小さくなるように制御する制御手段とを有する。これにより、吸着部材を追加することなく、カラー色の像保持体の消耗を抑制しつつ、像長ずれによる画質の劣化を防止することができる。

好適には，前記制御手段は，前記白黒モードでは，前記搬送手段と前記定着装置との間で形成される記録媒体のループ量が，前記フルカラーモード時におけるループ量より小さくなるように制御する。これにより，記録媒体が搬送方向と逆方向に押し戻される力が，フルカラーモード時と比較して小さくなるので，白黒モード時においても，記録媒体の搬送速度の変化が低減される。

好適には，前記制御手段は，記録媒体の種類に基づいて，前記搬送手段の前記定着装置に対する速度比を制御する。これにより，記録媒体の種類による記録媒体の搬送手段への吸着力の相違を考慮することができる。

好適には，前記制御手段は，周辺環境の状態に基づいて，前記搬送手段の前記定着装置に対する速度比を制御する。これにより，周辺環境の状態による記録媒体の搬送手段への吸着力の相違を考慮することができる。

好適には，前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体は，同一の駆動源により駆動され，前記制御手段は，前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体が，前記フルカラーモード時と前記白黒モード時とで異なる速度で駆動されるように制御する。これにより，搬送手段と黒用の像保持体とが同一の駆動源により駆動されるので，駆動速度を調整するだけで搬送方向における画像の倍率の調整を行うことができる。

好適には，前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体は，異なる駆動源により駆動され，前記制御手段は，前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体が，前記フルカラーモード時と前記白黒モード時とで同一の速度比かつ異なる速度で駆動されるように制御する。これにより，搬送手段と黒用の像保持体とが異なる駆動源により駆動される場合においても，両方の駆動源を同割合で調整するだけで，搬送方向における画像の倍率の調整を行うことができる。

好適には，前記搬送手段は，重力に逆らう方向に記録媒体を搬送する。これにより，記録媒体が搬送手段により重力に逆う方向に搬送される場合においても，像長ずれによる画質の劣化を防止することができる。

まず，本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０を説明する。
図１は，本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。
図１に示すように，画像形成装置１０は，画像形成装置本体１２を有し，画像形成装置本体１２の下部には，給紙装置１４が配置されていると共に，画像形成装置本体１２の上部には排紙部１６が形成されている。

給紙装置１４は，用紙トレイ１８を有し，この用紙トレイ１８に多数の用紙が積層される。この用紙トレイ１８の一端上部には，フィードロール２０が配置されていると共に，このフィードロール２０に対向して捌きロール２２が設けられている。用紙トレイ１８の最上位にある用紙がフィードロール２０によりピックアップされ，フィードロール２０と捌きロール２２との協働により用紙が捌かれて搬送される。

用紙トレイ１８から搬送された用紙は，レジストローラ２４により一時停止され，所定のタイミングにより後述する像保持体ユニット２６と転写ユニット２８との間及び定着装置３０を通って排紙ローラ３２により排紙部１６へ排出される。

画像形成装置本体１２内には，画像形成装置本体１２に対して着脱可能に取り付けられた像保持体ユニット２６，転写ユニット２８，電源ユニット３４，現像剤ボックス５０，光書込み装置５６及び制御部３６が配置されている。制御部３６は，画像形成装置本体１２に含まれる各構成要素を制御する。

像保持体ユニット２６には，例えば４つの像形成部６４が設けられている。像形成部６４には，像保持体４０が，回転自在に支持されている。像保持体４０は，後述する搬送ベルト６０又はこの搬送ベルト６０により搬送される用紙に転写される像を保持する。像保持体４０は，例えば，感光層を有する感光体からなる。像形成部６４において，像保持体４０の周囲には，像保持体４０を所定の極性に帯電する帯電ロールを備えた帯電装置４２，像保持体４０に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像装置４４，転写後の像保持体４０を除電する光除電装置４６，及び転写がなされた後に像保持体４０に残留する現像剤を除去するクリーニング装置４８が設けられている。

現像剤ボックス５０は，像保持体ユニット２６の裏面側側方に接続されている。現像剤ボックス５０は，現像剤供給部５４と現像剤回収部５２とが一体になって構成されている。現像剤供給部５４は，現像装置４４に接続されて現像剤を現像装置４４に供給し，現像剤回収部５２は，クリーニング装置４８に接続されて各色の現像剤を回収する。現像剤ボックス５０は，例えば，イエロー，マゼンダ，シアン及び黒用である。

光書込み装置５６は，それぞれレーザー露光装置からなり，像保持体ユニット２６の背面側にあって各像保持体４０に対応した位置に配置され，一様に帯電された像保持体４０に対してレーザーを照射して潜像を形成するようになっている。

転写ユニット２８は，像保持体ユニット２６の表側にあって像保持体ユニット２６に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット２８においては，搬送ベルト６０が，上下方向に設けられた二つの支持ロール５８ａ，５０ｂに掛けられている。支持ロール５８ａは，搬送ベルト６０を駆動する駆動ロールとして用いられ，例えばモータ等からなる駆動源６６に連結され駆動される。搬送ベルト６０は，用紙などの記録媒体を搬送する。また，転写ロール６２（転写装置）が，搬送ベルト６０を挟んで対向して像保持体４０に設けられている。

したがって，各像保持体４０は，帯電装置４２により一様に帯電され，光書込み装置５６により静電潜像が形成され，現像装置４４により静電潜像が現像剤により可視像化される。各像保持体４０に形成された現像剤像は，転写ユニット２８の搬送ベルト６０により搬送される用紙に転写され，定着装置３０により用紙に定着される。転写後の像保持体４０は，光除電装置４６により除電される。

図２は，色モードがフルカラーモードである場合における転写ロール６２への転写バイアスの印加状態を模式的に示す図である。
図２に示すように，４つの像形成部６４は，搬送ベルト６０により搬送される記録媒体の搬送方向において上流から下流に向けて，イエローの現像剤を用いてイエロー画像を形成する像形成部６４Ｙ，マゼンタの現像剤を用いてマゼンタ画像を形成する像形成部６４Ｍ，シアンの現像剤を用いてシアン画像を形成する像形成部６４Ｃ，黒色の現像剤を用いて黒色画像を形成する像形成部６４Ｋの順に配置されている。つまり，黒色画像を形成する像形成部６４は，記録媒体の搬送方向における最下流に配置されている。記録媒体の搬送方向上流は，重力方向下方になる。したがって，記録媒体は，搬送ベルト６０により，重力に逆らう方向に搬送される。

なお，各色の像形成部６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋに対応する像保持体を，それぞれ像保持体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋと表す。また，像形成部６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋにより形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写ロールを，それぞれ転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋと表す。

フルカラーモードでは，画像は，ＹＭＣＫ各色の像形成部６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋにより形成される。具体的には，搬送ベルト６０により搬送中の記録媒体に，像保持体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋに形成された現像剤像が，ぞれぞれの転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋによって転写され，記録媒体にイエロー，マゼンダ，シアン，黒の４色の現像剤像が重ねられたフルカラーの現像剤像が形成される。

この場合，電源ユニット３４は，転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋに対して，転写バイアスを印加する。即ち，フルカラーモードでは，転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋの全てが，印加状態である。搬送ベルト６０は，転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋからの電荷注入を受けて帯電し，記録媒体を静電的に吸着した状態で搬送する。したがって，記録媒体は，搬送ベルト６０に対して，４箇所で静電吸着する。

駆動源６６は，支持ロール５８ａと共に，黒用の像保持体４０Ｋを駆動する。即ち，搬送ベルト６０及び黒用の像保持体４０Ｋは，同一の駆動源６６により駆動される。駆動源６６は，制御部３６に制御され，後述するように，フルカラーモード時と白黒モード時とで異なる速度で，搬送ベルト６０及び黒用の像保持体４０Ｋを駆動する。

定着装置３０は，搬送ベルト６０による記録媒体の搬送方向において下流に設けられており，黒用の転写ロール６２Ｋ及びその他の色用の転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃの少なくともいずれかにより現像剤像が転写され搬送ベルト６０により搬送された記録媒体に現像剤像を定着する。定着装置３０は，図示しない駆動源により駆動されて回転移動して，搬送ベルト６０から供給された記録媒体を搬送する。定着装置３０の移動速度は，少なくともフルカラーモード時における搬送ベルト６０の移動速度よりも遅く設定されている。したがって，記録媒体は，搬送ベルト６０と定着装置３０との間で撓み，ループを形成する。

図３は，色モードが白黒モードである場合における転写ロール６２への転写バイアスの印加状態を模式的に示す図である。
図３に示すように，白黒モードでは，画像は，黒色の像形成部６４Ｋにより形成される。具体的には，搬送ベルト６０により搬送中の記録媒体に，像保持体４０Ｋに形成された現像剤像が，転写ロール６２Ｋによって転写され，記録媒体に黒色の現像剤像が重ねられた白黒の現像剤像が形成される。

この場合，電源ユニット３４は，転写ロール６２Ｋのみに対して，転写バイアスを印加する。即ち，白黒モードでは，転写ロール６２Ｋのみが印加状態であり，転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃは非印加状態である。搬送ベルト６０は，転写ロール６２Ｋからの電荷注入を受けて帯電し，記録媒体を静電的に吸着させる。したがって，記録媒体は，搬送ベルト６０に対して，１箇所だけで静電吸着する。

制御部３６は，白黒モードでは，駆動源６６を制御して，フルカラーモード時と比較して，搬送ベルト６０の定着装置３０に対する速度比が小さくなるように支持ロール５８ａを駆動させる。つまり，制御部３６は，フルカラーモード時では搬送ベルト６０の定着装置３０に対する速度比を大きくし，白黒モード時では当該速度比を小さくする。したがって，白黒モードでは，搬送ベルト６０と定着装置３０との間で形成される記録媒体のループ量は，フルカラーモード時におけるループ量より小さくなる。

ループ量が小さくなることにより，記録媒体が重力により搬送方向と逆方向に押し戻される力が，フルカラーモード時と比較して小さくなる。したがって，白黒モード時では，記録媒体は，黒用の転写ロール６２Ｋによる１箇所だけでしか吸着していないが，当該押し戻される力が小さくなるので，記録媒体の搬送速度の変化が低減される。よって，縦倍率が変化して像長がずれることによる画像不良の発生を抑止することができる。

図４は，本発明の実施形態に係る画像形成装置１０による転写バイアス，及び搬送ベルト６０の定着装置３０に対する速度比の制御処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図４に示すように，ステップ１００（Ｓ１００）において，画像形成装置１０の制御部３６は，現在の色モードはフルカラーモードであるか又は白黒モードであるかを判定する。制御部３６は，現在の色モードがフルカラーモードである場合にはＳ１０２の処理に進み，そうでない場合にはＳ１０６の処理に進む。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において，制御部３６は，転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋに対して，転写バイアスを印加する。
ステップ１０４（Ｓ１０４）において，制御部３６は，定着装置３０の移動速度を搬送ベルト６０の移動速度より遅くし，搬送ベルト３０の定着装置３０に対する速度比を所定値Ａとする。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において，制御部３６は，転写ロール６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃに対しては転写バイアスを印加せず，６２Ｋだけに対して転写バイアスを印加する。
ステップ１０８（Ｓ１０８）において，制御部３６は，搬送ベルト３０の定着装置３０に対する速度比をＡより小さい値Ｂとする。

次に，本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１０を説明する。
図５は，本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。
図５に示すように，本実施形態に係る画像形成装置１０は，第１の実施形態に係る画像形成装置１０（図１）に，駆動源６６とは異なる駆動源６８，環境検知センサ７０及びユーザインタフェース（ＵＩ）装置７２が追加された構成を有する。

駆動源６８は，例えばモータ等からなり，制御部３６に制御されて，黒用の像保持体４０Ｋを駆動する。搬送ベルト６０は，駆動源６６により駆動されるので，搬送ベルト６０と黒用の像保持体４０Ｋとは，異なる駆動源６６，６８により駆動される。制御部３６は，搬送ベルト６０及び黒用の像保持体４０Ｋが，フルカラーモード時と白黒モード時とで同一の速度比かつ異なる速度で駆動されるように駆動源６６，６８を制御する。

環境検知センサ７０は，画像形成装置１０の周辺環境を検知するセンサであり，例えば，温度を検知する温度センサ，湿度を検知する湿度センサなどである。環境検知センサ７０は，検知した環境情報を制御部３６に対して出力する。

制御部３６は，環境検知センサ７０により検知された周辺環境の状態に基づいて，搬送ベルト６０の定着装置３０に対する速度比を制御する。例えば，白黒モード時において湿度が所定値を超える場合，制御部３６は，湿度が所定値未満である場合と比較して当該速度比が大きくなるように制御する。つまり，湿度が所定値を超える場合には，フルカラーモード時の速度比と白黒モード時の速度比の差は小さくなる。この場合，搬送ベルト６０と定着装置３０との間で形成される記録媒体のループ量は，湿度が低い場合と比較して大きくなるが，湿度が高いことにより記録媒体の搬送ベルト６０に対する吸着力が大きくなっているので，フルカラーモード時と白黒モード時との間で，記録媒体の搬送速度が変化しにくくなる。

ＵＩ装置７２は，例えばタッチパネル等からなり，入力を受け付けて制御部３６に対して出力し，また，制御部３６から出力される情報を表示する。より具体的には，ＵＩ装置７２は，記録媒体の種類に関する入力を受け付ける。記録媒体の種類は，例えば，普通紙，上質紙，再生紙，厚紙，ＯＨＰなどから選択される。

制御部３６は，ＵＩ装置７２により受け付けられた記録媒体の種類に基づいて，搬送ベルト６０の定着装置３０に対する速度比を制御する。例えば，白黒モード時において記録媒体が吸着しやすい場合，制御部３６は，記録媒体が吸着しにくい場合と比較して当該速度比が大きくなるように制御する。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。 色モードがフルカラーモードである場合における転写ロール６２への転写バイアスの印加状態を模式的に示す図である。 色モードが白黒モードである場合における転写ロール６２への転写バイアスの印加状態を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置１０による転写バイアス，及び搬送ベルト６０の定着装置３０に対する速度比の制御処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２６ 像保持体ユニット
２８ 転写ユニット
３０ 定着装置
３４ 電源ユニット
３６ 制御部
４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ 像保持体
５８ａ，５０ｂ 支持ロール
６０ 搬送ベルト
６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋ 転写ロール
６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋ 像形成部
６６，６８ 駆動源
７０ 環境検知センサ
７２ ＵＩ装置

Claims (7)

1. 記録媒体を搬送する搬送手段と、
   黒用の像保持体を含む黒用の像形成手段と、
   前記黒用の像形成手段により形成された現像剤像を記録媒体に転写する黒用の転写装置と、
   その他の色用の像保持体を含み、前記搬送手段により搬送される記録媒体の搬送方向において前記黒用の像形成手段より上流に配置されたその他の色用の像形成手段と、
   前記その他の色用の像形成手段により形成された現像剤像を記録媒体に転写するその他の色用の転写装置と、
   前記黒用の転写装置及び前記その他の色用の転写装置の少なくともいずれかにより現像剤像が転写された記録媒体に現像剤像を定着し、前記搬送手段よりも記録媒体の搬送速度が遅く設定された定着装置と、
   前記黒用及びその他の色用の像形成手段を用いるフルカラーモードでは、前記黒用及びその他の色用の転写装置に転写バイアスを印加し、前記黒用の像形成手段のみを用いる白黒モードでは、前記黒用の転写装置のみに転写バイアスを印加するとともに、前記フルカラーモード時と比較して、前記搬送手段の前記定着装置に対する速度比が小さくなるように制御する制御手段とを有する画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記白黒モードでは、前記搬送手段と前記定着装置との間で形成される記録媒体のループ量が、前記フルカラーモード時におけるループ量より小さくなるように制御する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、記録媒体の種類に基づいて、前記搬送手段の前記定着装置に対する速度比を制御する
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、周辺環境の状態に基づいて、前記搬送手段の前記定着装置に対する速度比を制御する
   請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体は、同一の駆動源により駆動され、
   前記制御手段は、前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体が、前記フルカラーモード時と前記白黒モード時とで異なる速度で駆動されるように制御する
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体は、異なる駆動源により駆動され、
   前記制御手段は、前記搬送手段及び前記黒用の像形成手段に含まれる像保持体が、前記フルカラーモード時と前記白黒モード時とで同一の速度比かつ異なる速度で駆動されるように制御する
   請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記搬送手段は、重力に逆らう方向に記録媒体を搬送する
   請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。

Images