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画像形成装置 - 富士ゼロックス株式会社
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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3823(P2007−3823A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−183799(P2005−183799)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
発明者 萩原 良広 / 佐伯 智也 / 佐藤 紀文
要約 課題
長期間にわたって画質不良の発生を防止、または異音の発生を防止する。

解決手段
感光体ドラム11と、一次中間転写ドラム21、22との間のニップ部において、相対速度差を持たせることで、転写効率を向上すると共に、この相対速度差を所定の周期で変動させることで、スティックスリップの発生周期を所望の周期に調整することができ、当該スティックスリップによる縞状の画像むらを目立たなくすることができる。また、必要に応じて(特に、画像非転写時)、相対速度差を0とすることで、スティックスリップによる異音の発生を解消することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
所定の方向に回転しながら静電潜像が形成され現像によりトナー像が形成される像担持体と、一部が前記像担持体の周面と接触され、駆動手段の駆動力で前記像担持体周面の移動方向と同じ方向に移動する被転写部材と、を備え、前記接触位置であるニップ部において、前記像担持体から被転写部材へトナー像を転写する画像形成エンジン部を備え、所定のプリントシーケンスに従い画像を形成する画像形成装置であって、
少なくとも前記画像形成エンジン部においてプリントシーケンス実行中に、前記駆動手段を制御して、前記ニップ部における感光体と被転写部材との相対速度差を形成する相対速度差形成制御手段と、
前記相対速度差形成手段による相対速度差を、所定の周期で繰り返し変更する相対速度差周期変更手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項2】
前記相対速度差形成制御手段が、前記像担持体の周面速度と、前記ニップ部における前記中間転写部材の相対速度差を形成する場合に、前記画像形成エンジン部による画像転写時と画像非転写時で相対速度差を変化させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記プリントシーケンス実行中において、前記相対速度差形成制御手段が、画像非転写時には相対速度差を形成せず、画像転写時にのみ相対速度差を形成することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記プリントシーケンス実行中において、前記相対速度差周期変更手段が、画像非転写時には相対速度差の周期変更を実行せず、画像転写時にのみ相対速度差の周期変更を実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記相対速度差形成制御手段による相対速度差が、環境温度、環境湿度に依存し、少なくとも低温、低湿時、または高温、高湿時に最も相対速度差を大きくし、それ以外の相対速度差を小さくすることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記被転写部材が、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を、前記像担持体の周面から離反された所定の搬送経路に従って搬送される記録用紙へ転写するための中間転写体であり、前記ニップ部が一次転写部、前記記録用紙への転写部が二次転写部とされることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記トナー像を前記記録用紙上に重ねて転写して、カラー画像を形成する場合に、当該重ね合わされるトナー像の数に応じて、前記中間転写体を直列的、かつ並列的に複数個配列することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記中間転写体が、
互いに並列に配列された一対の一次中間転写体と、
この一対の一次中間転写体に対して直列に配列され、当該一対の一次中間転写体からそれぞれトナー像が転写される単一の二次中間転写体と、で構成され、
一方の一次中間転写体へY色用像担持体、M色用像担持体、C色用像担持体、K色用像担持体の内の2色分を重ねて転写し、他方の一次中間転写体へ他の2色分を重ねて転写し、前記二次転写体へ4色分を重ねて転写することで、フルカラー画像を記録用紙へ転写することを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、像担持体から被転写部材へトナー像を転写する画像形成エンジン部を備え、所定のプリントシーケンスに従い画像を形成する画像形成装置する。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムなどからなる像担持体を帯電装置により帯電し、帯電された像担持体に画像情報に基づく静電潜像を形成し、その静電潜像を現像装置から供給される現像剤で現像してトナー像に顕像化し、そのトナー像をドラム型あるいはベルト型などの中間転写体に転写し、中間転写体上に転写されたトナー像を用紙などの記録媒体に転写し定着させることにより、その記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成するように構成されている。
【0003】
このような中間転写方式の画像形成装置は、単色画像の形成のみならず、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、およびシアン(C)などの4色からなるフルカラー画像の形成にも広く用いられている。
【0004】
しかし、この中間転写体方式の画像形成装置では、複数回の転写が行われるため、転写不良に起因する文字の中抜け、ハーフトーン画像の濃度ムラ、ゴーストなどの画質不良が発生することがあり、これらの画像ディフェクトを防止することが大きな課題となっている。
【0005】
例えば、特許文献1には、同様に転写効率と画像不良を改善するために、回転制御部を有する構成を有しているが、その制御方法は固定値であり、特に印刷速度が高速化するに伴い、実際には転写効率と高画質の両立は困難となる。
【0006】
また、特許文献2には、印字率によって各色の相対速度差を可変することで、印字率の差で生じる動摩擦係数の差によるカラーレジずれを補正する構成があるが、これもその制御速度は各用紙に対して固定値である。
【0007】
さらに、特許文献3には、文字の中抜けを防止するために、感光体ドラムの表面速度と中間転写ドラムの表面速度との間に相対速度差を設けて駆動するモードと、ハーフトーン画像の濃度ムラを防止するために、中間転写ドラムを感光体ドラムに従動させた状態で駆動するモードの2通りの駆動モードを有し、これら2通りの駆動モードを切り換え自在とした画像形成装置が開示されている。
【0008】
しかし、この画像形成装置では、駆動モードを切り換えるための複雑な機構が必要となるためコストアップとなりやすいという問題がある。また、この画像形成装置では相対速度差は動作中常に一定であり、相対速度差により発生する画像不良に対応するには不十分である。
【0009】
また、特許文献4には、転写効率を向上させることにより転写ゴーストや濃度変動を防止して高画質の画像を得る目的で、像担持体からトナー像が転写される一次中間転写体の抵抗値よりも一次中間転写体からトナー像が転写される二次中間転写体の抵抗値を高くした画像形成装置が開示されている。
【0010】
この特許文献4には、像担持体よりも一次中間転写体の表面速度を速く設定し、二次中間転写体の表面速度を一次中間転写体の表面速度よりも遅く設定すること、および、像担持体よりも一次中間転写体の表面速度を遅く設定し、二次中間転写体の表面速度を一次中間転写体の表面速度よりも速く設定することが開示されており、その実施例の一つには、像担持体よりも一次中間転写体の表面速度を1.5%遅く設定し、二次中間転写体の表面速度を一次中間転写体の表面速度よりも1.5%速く設定した結果、転写残存トナーはゼロとなり、像が延びて像抜けや細線画像の抜けなどが発生するのが防止されて適正な画像が得られたことが記載されている。しかし、この画像形成装置でも相対速度差は動作中常に一定であり、印刷速度が高速化するに伴い、実際には転写効率と高画質の両立は困難となる。
【特許文献1】特開2005−037646公報
【特許文献2】特開平10−039648号公報
【特許文献3】特開2000−356928公報
【特許文献4】特開2001−117317公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
一般に転写効率を向上させるために感光体と中間転写体の間に相対速度差を持たせた転写方式においては、そのニップ部において、不定期なスティックスリップ現象を起こす事があり、これは周波数不定のバンディングとして画質不良となる。
【0012】
画質不良を極力防止するためには相対速度差をなるべく小さくすることが望ましいが、これは転写効率とのトレードオフの関係となり、特に印刷速度の向上に伴い最適条件を固定することが非常に困難となる問題がある。
【0013】
また前述したスティックスリップはその程度によっては異音を発し、ユーザに不快感を与えることも少なくない。
【0014】
本発明は上記事実を考慮し、長期間にわたって画質不良の発生を防止、または異音の発生を防止することのできる画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、所定の方向に回転しながら静電潜像が形成され現像によりトナー像が形成される像担持体と、一部が前記像担持体の周面と接触され、駆動手段の駆動力で前記像担持体周面の移動方向と同じ方向に移動する被転写部材と、を備え、前記接触位置であるニップ部において、前記像担持体から被転写部材へトナー像を転写する画像形成エンジン部を備え、所定のプリントシーケンスに従い画像を形成する画像形成装置であって、少なくとも前記画像形成エンジン部においてプリントシーケンス実行中に、前記駆動手段を制御して、前記ニップ部における感光体と被転写部材との相対速度差を形成する相対速度差形成制御手段と、前記相対速度差形成手段による相対速度差を、所定の周期で繰り返し変更する相対速度差周期変更手段と、を有している。
【0016】
本発明によれば、相対速度差形成手段では、像担持体と中間転写部材との相対速度差を形成することで、転写効率を向上し、転写残存トナーはゼロとなり、適正な画像が得ることができる。
【0017】
ところが、一方で、相対速度差の形成に起因するスティックスリップが、縞状の画像むらの発生や、異音の発生等、問題となる。そこで、相対速度差周期変更手段では、前記相対速度差を、所定の周期で繰り返し変更することで、当該周期毎にスティックスリップを意図的に発生させるようにした。
【0018】
言い換えれば、相対速度差がある振幅をもって振動するため、この振動の何れかの位置(例えば、極大ピーク時近傍位置)でスティックスリップ発生限界を超え、当該スティックスリップの発生に周期性を持たせることができる。
【0019】
この周期を適正に設定することで、縞状の画像ムラがあっても、例えば、人間の目には見づらくすることができる。
【0020】
上記発明において、前記相対速度差形成制御手段が、前記像担持体の周面速度と、前記ニップ部における前記中間転写部材の相対速度差を形成する場合に、前記画像形成エンジン部による画像転写時と画像非転写時で相対速度差を変化させることを特徴としている。
【0021】
非画像転写時は、画質を考慮する必要がないため、相対速度差を小さくすることで、スティックスリップによる異音の発生を軽減することができる。
【0022】
また、逆に、画像転写時は、トナー像の介在により像担持体と中間転写部材との間の摩擦係数が小さくなり、スティックスリップの発生時のエネルギーが比較的少ないため、画質に影響がない程度まで相対速度差を小さくすることで、前記周期的な相対速度差変更による異音発生抑制効果を高めることができる。
【0023】
また、本発明において、前記プリントシーケンス実行中において、前記相対速度差形成制御手段が、画像非転写時には相対速度差を形成せず、画像転写時にのみ相対速度差を形成することを特徴としている。
【0024】
上記の相対速度差を小さくするという範疇において、究極的には相対速度差をなくすことで、スティックスリップの発生を解消することができる。
【0025】
さらに、本発明において、前記プリントシーケンス実行中において、前記相対速度差周期変更手段が、画像非転写時には相対速度差の周期変更を実行せず、画像転写時にのみ相対速度差の周期変更を実行することを特徴としている。
【0026】
画質を主として考慮した場合、画像非転写時は周期変更を行う必要がないため、これを実行せず、画像転写時にのみ相対速度差の周期変更を実行することで、制御系の負担を軽減することができる。
【0027】
また、本発明において、前記相対速度差形成制御手段による相対速度差が、環境温度、環境湿度に依存し、少なくとも低温、低湿時、または高温、高湿時に最も相対速度差を大きくし、それ以外の相対速度差を小さくすることを特徴としている。
【0028】
相対速度差は、環境温度、環境湿度に依存するため、固定的とせずに、画像形成装置の設置場所、稼働状態により変化する環境温度、環境湿度に基づいて、変更するようにすれば、より高画質な画像を得ることができ、異音の発生抑制効果も高まる。
【0029】
なお、上記「それ以外」とは、装置が設置される場所の通常の温度、湿度(例えば、20℃、50%RH)を中間点とする領域であり、例えば、この通常の温度、湿度で最も相対速度差を小さくすればよい。
【0030】
さらに、本発明において、前記被転写部材が、前記像担持体の表面に形成されたトナー像を、前記像担持体の周面から離反された所定の搬送経路に従って搬送される記録用紙へ転写するための中間転写体であり、前記ニップ部が一次転写部、前記記録用紙への転写部が二次転写部とされることを特徴としている。
【0031】
画像形成装置の画像形成エンジン部の構成として、一部で単一の像担持体に単一の中間転写体が接触し、他の一部で中間転写体と記録用紙とが接触した構造があり、最も単純な構造である。なお、この場合、中間転写体としては、ドラム状の中間転写ローラはもちろん、所定の経路を周回するように配設されたベルト状の中間転写体(中間転写ベルト)を用いるようにしてもよい。
【0032】
また、本発明において、前記トナー像を前記記録用紙上に重ねて転写して、カラー画像を形成する場合に、当該重ね合わされるトナー像の数に応じて、前記中間転写体を直列的、かつ並列的に複数個配列することを特徴としている。
【0033】
カラー画像(例えば、ワンポイントのカラーを含む)を形成する場合は、色毎のトナー像を重ね合わせる必要がある。そこで、重ね合わされるトナー像の数に応じて、前記中間転写体を直列的、かつ並列的に複数個配列することで、カラー画像を形成することが実現が可能である。
【0034】
さらに、本発明において、前記中間転写体が、互いに並列に配列された一対の一次中間転写体と、この一対の一次中間転写体に対して直列に配列され、当該一対の一次中間転写体からそれぞれトナー像が転写される単一の二次中間転写体と、で構成され、一方の一次中間転写体へY色用像担持体、M色用像担持体、C色用像担持体、K色用像担持体の内の2色分を重ねて転写し、他方の一次中間転写体へ他の2色分を重ねて転写し、前記二次転写体へ4色分を重ねて転写することで、フルカラー画像を記録用紙へ転写することを特徴としている。
【0035】
フルカラー画像の場合には、YMCKの4色のトナー像を重ね合わせ、かつその重ね合わせ精度も高くする必要がある。
【0036】
そこで、まず、2色分を一方の一次中間転写体上で重ね合わせ、これと並行して他の2色分を他方の一次転写体上で重ね合わせ、それぞれの一次転写体と接触する二次転写体上で4色分を重ね合わせる構成とすることで、効率よくフルカラー画像を形成することができる。
【0037】
上記のような様々な構成の画像形成エンジン部において、像担持体から中間転写体(一次中間転写体)へトナー像を転写するニップ部において、相対速度差を設定する場合に、本発明の相対速度差の周期的な変更を行うことで、画質を向上することができ、異音の発生を軽減することができる。
【発明の効果】
【0038】
以上説明した如く本発明では、画像転写時以外は相対速度差をなくすことで、異音の発生を防止できる。また画像転写時以外は相対速度差をなくすことで、ニップ部における不要なスティックスリップエネルギーの蓄積を防ぐことができる。
【0039】
また、画像転写時に相対速度差を周期的に変動させることによりニップ部を強制的にスリップさせ、スティックスリップエネルギーを定期的に解放してやることで、画像に深刻な影響を及ぼすようなバンディングの発生を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0040】
(本実施の形態)
図1は、本実施の形態に係るカラープリンタの内部概要図であり、図2は、図1に示したカラープリンタの要部の構成図である。
【0041】
まず、プリンタ全体の構成について説明する。
【0042】
このカラープリンタは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)及びシアン(C)の各色毎に作像エンジンを並列的に配置してなる所謂タンデム型のプリンタであり、単色の画像をプリントできるほか、上記4色のトナー像からなるフルカラーの画像をプリントすることができる。
【0043】
このカラープリンタは、その筐体1の内部に、作像エンジンを構成する感光体ドラムユニット2、露光ユニット3および現像ユニット4をはじめ、画像転写ドラムユニット5、給紙ユニット6、定着ユニット7などが図1に示すような位置関係で配置されている。
【0044】
このうち筐体1は、支持枠、支持ブレート、外装カバーなどの構成部品を用いて例えば箱状に組み立ててなる立体構造物であるが、図1では特に外装カバー部分についてのみ図示し、それ以外の支持枠、支持プレートなどの骨格部となる構成部品についての図示を省略している。なお、図2では、実線矢印により回転駆動する各構成部品の回転方向を示している。
【0045】
また、このプリンタは、感光体ドラムユニット2と画像転写ユニット5とが互いに結合分離自在な構造になっているとともに筐体1の画像形成位置に対して着脱自在な構造になっている。また、結合した感光体ドラムユニット2および画像転写ユニット5は、筐体1の内部に形成される所定の装着スペースに格納されて装着されるようになっている。
【0046】
感光体ドラムユニット2は、図2に示すように、矩形の枠状に組み立てられた支持フレーム10に、前記4色(Y、M、K、C)のトナー像がそれぞれ形成される4つの感光体ドラム11Y、11M、11K、11Cと、それら各感光体ドラム11(Y、M、K、C)の周面を所定の背景部電位に帯電させる帯電ロール12と、各感光体ドラム11の周面に残存付着するトナーなどを一時的に保持するトナー仮保持用ブラシロール13とがいずれも回転自在に取り付けられて一体化されたものである。
【0047】
感光体ドラム11Y、11M、11K、11Cは、いずれも有機感光材料などからなる感光層が表面に形成された同じ外径の円筒状のドラム本体からなるものである。これらの各感光体ドラム11は、その各回転軸14Y、14M、14K、14Cが支持フレーム10に所定の間隔をあけて平行するような状態で軸受けを介して取り付けられており、それらの各回転軸には、各感光体ドラム11を駆動するギヤおよびモータからなる駆動装置(図示せず)が連結されている。
【0048】
帯電ロール12は、金属製のロール本体の周囲に導電性の弾性体を一定の厚さに被覆形成してなるものであって、その弾性体層が感光体ドラム11の露光位置より回転方向上流側の表面部分に当接するように、そのロール本体の両端部における回転軸12aが支持フレーム10に軸受けを介して回転自在に取り付けられている。
【0049】
また、帯電ロール12は、そのロール本体に帯電用電圧としてのDC電圧が印加されており、その弾性体層と感光体ドラム11の周面との間における微小間隙で放電を発生させることにより、その感光体ドラム11の周面を帯電させるようになっている。
【0050】
トナー仮保持用ブラシロール13Y、13M、13K、13Cは、金属製のロール本体の周囲に複数のブラシ毛が所定の分布密度となるように植設されたものであり、そのロール本体の両端部における回転軸が支持フレーム10に回転自在に取り付けられている。これらのトナー仮保持用ブラシロール13Y、13M、13K、13Cは、各感光体ドラム11の周面に付着するトナーなどを一時的に保持するものであり、これらのトナー仮保持用ブラシロール13Y、13M、13K、13Cに一時的に保持されたトナーは、所定のタイミングで各感光体ドラム11上に放出され、その放出されたトナーは画像転写ドラムユニット5の回収ロール25により回収される。
【0051】
この感光体ドラムユニット2には、各感光体ドラム11の各回転軸に同一のカップリング(図示せず)が固定されて取り付けられている。また、トナー仮保持用ブラシロール24の各回転軸に被伝達ギヤが固定されて取り付けられており、その各被伝達ギヤが上記の各感光体ドラム11の回転軸に固定された伝達用ギアに共に噛み合っている。これにより、トナー仮保持用ブラシロール13Y、13M、13K、13Cは感光体ドラム11と決まった表面速度比にて回転するようになっている。
【0052】
画像転写ドラムユニット5は、矩形の枠状に組み立てられた支持フレーム20に、2つの一次中間転写ドラム21、22と、1つの二次中間転写ドラム23と、その各中間転写ドラム21、22、23の各周面に残存付着するトナーなどをそれぞれ一時的に保持するトナー仮保持用ブラシロール24と、各中間転写ドラム21、22、23の各周面に残存付着するトナーを直接的に又はトナー仮保持用ブラシロール24に保持されたトナーを各ドラムの周面に戻した後に回収する回収ロール25とがいずれも回転自在に取り付けられて一体化されたものである。
【0053】
なお、本実施の形態におけるトナー仮保持用ブラシロール24および回収ロール25は、本発明にいう残存トナー除去部に相当するものである。この本実施の形態では、一次中間転写ドラム21、22および二次中間転写ドラム23の3つの中間転写ドラムすべてにトナー仮保持用ブラシロール24および回収ロール25が備えられているが、二次中間転写ドラム23へのトナー仮保持用ブラシロールおよび回収ロールの設置は必須の要件ではなく、必要に応じて設置すればよい。
【0054】
一次中間転写ドラム21、22および二次中間転写ドラム23は、そのいずれも鉄、アルミニウムなどからなる同じ外径の金属パイプに導電性シリコーンゴムなどからなる厚さ0.1mm〜10mm程度の低抵抗弾性層(抵抗値:102Ω〜103Ω)を被覆したうえで、さらにその低抵抗弾性層の表面にフッ素ゴムなどからなる厚さ3μm〜100μmの高離型層(抵抗値:105Ω〜1013Ω程度)を形成してなるドラム本体を回転軸27、28、29に支持した構造からなるものである。
【0055】
これら各中間転写ドラム21、22、23は、その各回転軸27、28、29が支持フレーム20の所定の箇所に軸受けを介して回転自在に取り付けられている。
【0056】
一次中間転写ドラム21、22は、一次中間転写ドラム21の周面が感光体ドラム11Yと感光体ドラム11Mに同時に接触してニップ部を形成する一方で、一次中間転写ドラム22の周面が感光体ドラム11Kと感光体ドラム11Cに同時に接触してニップ部を形成するように、一次中間転写ドラム21、22の各回転軸27、28が支持フレーム20の所定の箇所に位置するように取り付けられている。
【0057】
二次中間転写ドラム23は、その周面が一次中間転写ドラム21、22に同時に接触してニップ部を形成するような位置関係で、その回転軸29が支持フレーム20の所定の箇所に取り付けられている。
【0058】
二次中間転写ドラム23は、筐体1に装着された際に、その筐体1側に設置された最終転写ロール50と接触してニップ部が形成されるようになっている(図1、2参照)。
【0059】
一次中間転写ドラム21、22には、それら双方のドラムに各感光体ドラム11上のトナー像を静電的にそれぞれ一次転写させるため、それら双方のドラム本体の表面電位を所定の電位(例えば+250V〜+500V程度)に保つための第1転写バイアスが図示しないバイアス電源から各回転軸27、28を介して印加されるようになっている。
【0060】
また、二次中間転写ドラム23には、そのドラムに一次中間転写ドラム21、22上のトナー像を静電的にそれぞれ二次転写させるため、そのドラム本体の表面電位を所定の電位(例えば+600V〜+1200V程度)に保持するための第2転写バイアスが図示しないバイアス電源からその回転軸29を介して印加されるようになっている。
【0061】
回収ロール25は、各中間転写ドラム21、22、23に接触して回転する金属ロールであって、各中間転写ドラム21、22、23上の不要なトナーを静電的に吸着し得るバイアス電圧が印加されるバイアスロール25aと、そのバイアスロール25aに吸着回収されたトナーをバイアスロール25aに当接して掻き取るクリーニングブレード25bと、そのクリーニングブレード25bで掻き取られたトナーを所定の回収ボックス(図示せず)まで搬送して送り込む搬送用オーガ(図示せず)とで構成されている。
【0062】
露光ユニット3は、感光体ドラムユニット2の各感光体ドラム11に静電潜像を書き込むためのものであり、筐体1の内部に半導体レーザ(図示せず)などの光源や、その光源から画像情報に基づいて発せられるビーム光Bmを、対応する各感光体ドラム11上に導いて走査露光するためのポリゴンミラー、反射鏡、各種レンズなどからなる光学系部品などが適宜配置されている。この露光ユニット3は上記ビーム光Bmを現像ユニット4の隙間を通して各感光体ドラム11上に走査露光し、これにより各感光体ドラム11に所定の表面電位からなる静電潜像をそれぞれ形成するようになっている。
【0063】
現像ユニット4は、図1に示すように筐体1の内部において感光体ドラムユニット2の側近となる部位に、感光体ドラムユニット2の各感光体ドラム11と対向するような状態で配置される4つの現像装置41により構成されている。
【0064】
各現像装置41はいずれも、所謂磁気ブラシ現像方式の現像装置であり、その装置内部にはトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤が収容されている。また、各現像装置41は、感光体ドラム11に所定の微小間隔を保って近接対向し回転する現像ロール42を備えており、前記二成分現像剤が現像ロール42上に磁気ブラシを形成し、現像ロール42の回転に伴って感光体ドラム11を摺擦する。
【0065】
現像ロール42には、交流成分に直流成分を重畳した現像バイアス電圧が印加されており、これにより感光体ドラム11の前記静電潜像(画像部)のみにトナーを静電的に付着させてトナー像の形成を行うようになっている。
【0066】
また、各現像装置41には、前記4色のトナーが収容されたトナーカートリッジ49(Y、M、K、C)(図1参照)からトナー補給搬送装置(図示せず)によりトナーが必要に応じて補給されるようになっている。
【0067】
給紙ユニット6は、複数枚の記録用紙Pを積み重ねて収容する給紙トレイ60と、この給紙トレイ60から記録用紙Pを1枚ずつ送り出す用紙送出装置61などにて構成されている。給紙ユニット6から送り出された記録用紙Pは、用紙搬送ロール66、レジストロール68などを通して画像転写ドラムユニット5の第2中間転写ロール23と最終転写ロール50とのニップ部に所定のタイミンングで搬送供給される。
【0068】
また、図1の一点鎖線は、記録用紙Pの用紙搬送路である。この用紙搬送路は、用紙搬送ロール66、レジストロール68、用紙搬送ガイド(図示省略)などが適宜配置されて形成されている。
【0069】
定着ユニット7は、加熱ランブが内蔵された加熱ロール71と、この加熱ロール71に圧接する加圧ロール72と、用紙排出ロール73とで主に構成されている。
【0070】
次に、本実施の形態のカラープリンタの感光体ドラム11と一次中間転写ドラム21、22との間の回転制御について説明する。
【0071】
図3は、本実施の形態のカラープリンタにおける各ドラムおよび各ドラムの回転を制御する回転制御部を示す図である。
【0072】
図3に示すように、本実施の形態のカラープリンタは、図3の矢印の方向に回転しながら静電潜像が形成され現像によりトナー像が形成される感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kと、各感光体ドラム11に接触し各感光体ドラム11とのニップ部において各感光体ドラム11表面の移動する方向と同じ方向に移動する向きに回転し、各感光体ドラム11上のトナー像の転写を受ける一次中間転写ドラム21、22と、これらの一次中間転写ドラム上のトナー像の転写を受ける二次中間転写ドラム23とを備え、二次中間転写ドラム23上のトナー像を記録媒体P上に転写および定着することにより記録媒体P上に定着トナー像からなる画像を形成するものである。
【0073】
このカラープリンタは、各中間転写ドラム21、22、23上の残存トナーを除去する、トナー仮保持用ブラシロール24と回収ロール25からなる残存トナー除去部26を備えるとともに、各感光体ドラム11の表面速度と一次中間転写ドラム21、22の表面速度との間の相対速度差を、非転写時は0%にまた、画像転写時には規定の相対速度差に対し周期的に相対速度差が変動するよう回転制御部80にて制御されている。
【0074】
図4は、回転制御部80における、感光体ドラム11、一次中間転写ドラム21、22の相対速度差を設定することを主体とした機能ブロック図である。
【0075】
回転制御部80には、エンジン部起動指示部100が設けられ、プリントシーケンス情報が入力されるようになっている。このプリントシーケンス情報に基づいて、エンジン部起動指示部100では、駆動制御部102へ駆動指示信号を送出する。これにより、駆動制御部102では、各駆動手段(モータ等)の駆動を制御する。
【0076】
また、エンジン起動指示部100は、転写/非転写判定部104に接続されており、この転写/非転写判定部104では、前記プリントシーケンス情報に基づいて、現在が画像転写時か、画像非転写時を判定するようになっている。
【0077】
この転写/非転写判定部104で判定された結果は、相対速度差設定部106に送出される。
【0078】
相対速度差設定部106には、環境係数設定部108が接続されている。環境係数設定部108には、装置の環境温度、環境湿度の各データが入力されるようになっており、現在の環境温度、環境湿度に基づいて、基準(例えば、20℃/50%RH)に対する補正係数(環境係数)が設定されるようになっている。
【0079】
設定された補正係数(環境係数)は、前記相対速度差設定部106に送出され、この相対速度差設定部106において、予め定められた相対速度差に対して補正がなされる。
【0080】
なお、この環境温度、環境湿度に対する相対速度差は、以下の表1のような関係を持っている。
【0081】
【表1】


【0082】
上記パターン1乃至4に該当する場合には、相対速度差設定部106において、基準となる相対速度差に対して、所定の補正係数に基づいて補正が実行されることになる。
【0083】
相対速度差設定部106は、相対速度差指示部110及び周期重畳部112に接続されている。
【0084】
相対速度差指示部110では、相対速度差設定部106で設定された相対速度差の入力に基づいて、前記駆動制御部102に対して該当する駆動系間の相対速度差を指示する。
【0085】
また、周期重畳部112には、振動源114が接続されており、この振動源に基づいて、相対速度差を設定した一方を対象として(例えば、感光体ドラム11と一次中間転写ドラム21との間で相対速度差を設定した場合は、一次中間転写ドラム21を対象として)、所定の周期の振動を重畳するべく、振動源から振動パターンを読出し、相対速度差指示部110へ送出する。
【0086】
これにより、駆動制御部102では、指示された駆動源への速度に、周期的な振動を付与することができる。
【0087】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【0088】
最初にこのプリンタによるカラー画像のプリント動作について説明する。
【0089】
このカラープリンタによるフルカラー画像のプリントは、概略、次のように行われる。
【0090】
まず、感光体ドラムユニット2の各感光体ドラム11が各帯電ロール12により一様に帯電された後、帯電された各感光体ドラム11の表面に露光ユニット3からY、M、K、Cの各色に対応した各レーザビーム光Bmがそれぞれ照射され、プリンタヘの入力情報に応じた各色の静電潜像が形成される。次いで、各感光体ドラム11上の静電潜像は、現像ユニット4の各現像装置14によってそれぞれ現像され、Y、M、K、Cの各色のトナー像として可視化される。
【0091】
続いて、各感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像は、一次中間転写ドラム21、22上に静電的に一次転写される。すなわち、感光体ドラム11Y、11Mに形成されたイエローおよびマゼンタのトナー像はマゼンタ、イエローの順で一次中間転写ドラム21上に、感光体ドラム11K、11Cに形成されたブラックおよびシアンのトナー像はシアン、ブラックの順で一次中間転写ドラム22上にそれぞれ重ね合わせられるように順次転写される。これにより、一次中間転写ドラム21上にはマゼンタのトナー像とイエローのトナー像とからなる多重トナー像が形成される。
【0092】
続いて、一次中間転写ドラム21、22上にそれぞれ形成された各トナー像は、二次中間転写ドラム23上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム23上には、一次中間転写ドラム21上のトナー像(下層側からM、Y)と一次中間転写ドラム22上のトナー像とがこの順にそれぞれ転写されて下層側からY、M、Cの順で重ね合わせられた多重トナー像とK単色トナー像とが形成される。次いで、このトナー像は、二次中間転写ドラム23の回転に伴われて最終転写ロール50との間にニップ部が形成された最終転写部にむけて搬送される。
【0093】
このトナー像の形成に合わせて上記最終転写部にむけて給紙ユニット6から所定のタイミングで記録用紙Pが供給される。すなわち、給紙トレイ60に収容された記録用紙Pが、用紙送出装置61により1枚だけ用紙搬送路に送り出されてレジストロール68で一旦停止させられた後に、レジストロール68により所定のタイミングで最終転写部に送り込まれる。これにより、二次中間転写ドラム23上の4色(Y、M、K、C)のトナー像は、二次中間転写ドラム23と最終転写ロール50とによりニップ部が形成された最終転写部において記録用紙Pとともに加圧された状態で静電的に転写される。
【0094】
次いで、多重トナー像が転写された記録用紙Pは、定着ユニット7に送られ、定着ユニット7の加熱ロール71と加圧ロール72の間の定着ニッブ部を通過することにより加熱加圧されて定着トナー像とされた後に機外に排出される。以上のような一連の画像形成プロセスが実行されることにより、1枚の記録用紙P上にフルカラー画像が形成される。
【0095】
ここで、本実施の形態では、感光体ドラム11と、一次中間転写ドラム21、22との間の回転制御を主体として回転制御を行っている。
【0096】
図5は、本実施の形態の画像形成装置における各ドラムの回転制御フローの一例である。
【0097】
図5に示すように、電源オン時、クリーニングシーケンス時、トナー補充(補給)時、などの画像非転写時には感光体と中間転写体との相対速度差は0であるが、画像書き込みの信号が入ってから規定時間後、つまり一次転写開始直前に相対速度差を規定値まで引き上げ、同時に相対速度差に周期的な変動を与えている。
【0098】
以上説明したように本実施の形態では、感光体ドラム11と、一次中間転写ドラム21、22との間のニップ部において、相対速度差を持たせることで、転写効率を向上すると共に、この相対速度差を所定の周期で変動させることで、スティックスリップの発生周期を所望の周期に調整することができ、当該スティックスリップによる縞状の画像むらを目立たなくすることができる。また、必要に応じて(特に、画像非転写時)、相対速度差を0とすることで、スティックスリップによる異音の発生を解消することができる。
【実施例】
【0099】
次に、本発明の画像形成装置の実施例について説明する。
【0100】
図6(A)乃至(D)は、図1、2に示したカラープリンタにて、図3に示した回転制御部80により感光体ドラム11Y、11M、11K、11Cの表面速度とそれらの各感光体ドラム上のトナー像の転写を受ける一次中間転写ドラム21、22の表面速度との規定速度比を1.5%とし、周期的な速度変動について周波数を50Hz、変動量を0〜10%とした時の速度変動FET解析図で示した一例である。
【0101】
なお、図6(A)は振動周期が0Hz、変動量0%、図6(B)は振動周期が50Hz、変動量1%、図6(C)は振動周期が50Hz、変動量5%、図6(A)は振動周期が0Hz、変動量10%とした結果である。
【0102】
図6で見てわかるように、不定期な周波数で広範囲に起こっていた、スティックスリップによる不定期なバンディングが(図6(A)参照)、50Hz周波数で強制的にスリップさせることにより、50Hz成分に収束している(図6(D)参照)。この状態でも十分であるが、周波数をもっと高域に引き上げることで、人の目には感じられにくい高周波数のバンディングとして、視覚的には画像不良と認識されにくくする。
【0103】
なお、上記では、画像非転写時は相対速度差を持たず、画像転写時にのみ相対速度差を持たせ、かつ周期的な変動を行うようにしたが、以下の表2のようなバリエーションが考え得る。
【0104】
【表2】


【図面の簡単な説明】
【0105】
【図1】本発明の実施の形態に係るカラープリンタの内部概要図である。
【図2】図1に示したカラープリンタの要部の構成図である。
【図3】本実施の形態のカラープリンタにおける各ドラムおよび各ドラムの回転を制御する回転制御部を示す図である。
【図4】回転制御部の機能ブロック図である。
【図5】回転制御部の制御シーケンスの一例である
【図6】本発明の実施例の結果である
【符号の説明】
【0106】
1 筐体
2 感光体ドラムユニット
3 露光ユニット
4 現像ユニット
5 画像転写ドラムユニット
6 給紙ユニット
7 定着ユニット
10 支持フレーム
11Y、11M、11K、11C 感光体ドラム(像担持体)
12 帯電ロール
12a 回転軸
13Y、13M、13K、13C トナー仮保持用ブラシロール
14Y、14M、14K、14C 回転軸
20 支持フレーム
21、22 一次中間転写ドラム(中間転写部材)
23 二次中間転写ドラム(中間転写部材)
24 トナー仮保持用ブラシロール
25 回収ロール
25a バイアスロール
25b クリーニングブレード
26 残存トナー除去部
27、28、29 回転軸
41Y、41M、41K、41C 現像装置
42 現像ロール
49Y、49M、49K、49C トナーカートリッジ
50 最終転写ロール
60 給紙トレイ
61 用紙送出装置
66 用紙搬送ロール
68 レジストロール
71 加熱ロール
72 加圧ロール
73 用紙排出ロール
80 回転制御部
100 エンジン部起動指示部
102 駆動制御部
104 転写/非転写判定部
106 相対速度差設定部(相対速度差形成制御手段)
108 環境係数設定部
110 相対速度差指示部
112 周期重畳部(相対速度差周期変更手段)
114 振動源(相対速度差周期変更手段)




 

 


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