JP4454753B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録方式を用いる画像形成装置に関し、特に、プリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真記録方式を利用して転写材にカラー画像を形成する、種々のカラー画像形成装置が考案され、その幾つかが実用化されている。
【0003】
その代表的な例として、像担持体としての感光体に対して各色の現像剤であるトナーを内包した現像器を順次現像できるように配設し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の現像器を備える回転現像装置が、1つの共通の感光体上に形成された各色の静電潜像を各々の現像器により現像位置に於いてトナー像として可視化し、このトナー像が得られる毎に転写材担持体としての転写ドラム等に担持搬送される用紙等の記録媒体(転写材)上に転写する工程を繰り返すことにより多色トナー画像を形成する方式の画像形成装置がある。
【0004】
また、感光体上に順次各色のトナー像を選択的に重ね合わせ、感光体面上に多色トナー画像を形成し、その後記録媒体に一括転写する方式の装置も考案されている。
【0005】
さらに、複数の感光体上に、各色の現像器により各色のトナー像をそれぞれ形成し、各感光体上の各色トナー像を転写材担持体としての転写ベルト等に担持搬送される転写材上に順次重ね転写することで多色トナー画像を形成する、所謂、インライン方式の画像形成装置がある。ここで、各感光体から直接記録媒体(転写材)にトナー像を転写するのではなく、各感光体から、一旦、中間転写体上に順次各色のトナー画像を重ね転写し、その後、中間転写体上の多色トナー像を記録媒体(転写材)に一括転写する中間転写方式の画像形成装置もある。
【0006】
上述の電子写真記録方式を利用したカラー画像形成装置の代表的な方式には、それぞれ一長一短があるが、近年の市場ニーズとも相俟って進む高速化という観点からは、インライン方式が優位であり、厚紙等の様々な転写材に対応できるという観点からは中間転写体方式が優位である。
【0007】
図4に示す概略断面図を参照して、インライン方式のカラー画像形成装置の従来例を説明する。
【0008】
図4に示すように、各色のトナーを内包する現像器等の現像手段4a〜4dにそれぞれ対向配設された感光ドラム1a〜1dが中間転写ベルト6の移動方向に並設されている。各現像手段により各感光ドラム上に形成された各色トナー画像は転写ローラ8a〜8dにより中間転写体に静電的に順次重ねて転写され、イエロー、マゼンタ、シアンにブラックを加えた4色のトナーによるフルカラートナー画像が形成される。
【0009】
また、各感光体ドラム上に各色トナー像を形成するための、帯電手段2a〜2d、露光手段3a〜3d、現像手段4a〜4dが、各感光体ドラム1a〜1dの周りに配設されている。
【0010】
さらに、中間転写ベルトにトナー像を転写した後、各感光ドラム上に残留するトナーを摺擦して回収するクリーニングブレードを有するクリーニング装置5a〜5dが配設されている。
【0011】
次に、画像形成動作について説明する。各帯電手段2a〜2dである帯電ローラにより均一に帯電された感光体ドラム1a〜1d表面に、パーソナルコンピュータ等のホストからの画像データに応じて変調されたレーザビームが露光手段3a〜3dより照射され、各色に対して所望の静電潜像が得られる。この潜像はこれと対向して配設されている各色のトナーを内包した現像器である現像手段4a〜4dにより、現像位置で反転現像されトナー像として可視化される。このトナー像は、各転写位置で中間転写ベルト6に順次転写され、不図示の給紙手段により所定のタイミングで給紙され、搬送手段により搬送されてくる転写材Pに一括して転写される。この転写材P上のカラートナー画像は不図示の定着装置によって加熱溶融され、転写媒体上に永久定着され所望のカラープリント画像が得られる。
【0012】
ここで、従来より、感光ドラムから中間転写ベルトへのトナー像の転写効率を向上させるために、各転写位置における、感光ドラムの周速と中間転写ベルトの周速とに速度差を持たせる方式が提案されている。これによれば、各色トナー像の転写効率は向上し、2色以上のトナー像を重ねて転写する場合には非常に有効な方法となる。特に、4色フルカラーモードでは、各感光ドラムと中間転写ベルトとの間に速度差をつけることで、各感光ドラムから中間転写ベルトに転写されたトナー像が中抜けしてしまう、所謂、中抜け現象を防止して転写効率を向上させて、色味変動のない良好な画像を得ることができる。
【0013】
また、電子写真方式のカラー画像形成装置では、4色のトナーを用いてフルカラートナー像を形成するフルカラーモードだけではなく、ブッラクトナー用の感光ドラムのみを用いて白黒画像を形成するモノカラーモードを選択、切り換え可能な構成となっている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単色モードの場合、以下のような問題点を有していた。
【0015】
黒トナーのみを用いて白黒画像を形成する単色モードでは、黒トナーが形成される感光ドラム以外の他色の感光ドラムにはトナー像は形成されないが、他色の感光ドラムは中間転写ベルト6に対して4色フルカラーモード時の上記速度差を保ちながら回転し続けていると、他色の感光ドラムは、クリーニングブレード、中間転写ベルト6と不要に摺擦してしまい摩耗や傷が生じ、現像器内に収納されているトナーが無くなっていないにも関わらず、また所望の枚数の転写材に画像形成を行っていないにも関わらず、耐久寿命になってしまうということがあった。
【0016】
これを回避するために、例えば、黒単色モードで、中間転写ベルト6と他色の感光ドラムとを適宜離間させることも考えられるが、この場合には、中間転写ベルト6と他色の感光ドラムとを離間させる離間機構を設けることにより非常にコストが高くなってしまったり、装置が大きくなってしまっていた。
【0017】
そこで、本発明の目的は、装置の大型化、複雑化やコストアップすることなしに、像担持体の寿命が不要に短くなってしまうのを防止することができる画像形成装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明もよれば上記目的は達成される。本発明は、複数色のトナー像をそれぞれ担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体夫々を帯電する複数の帯電手段と、前記複数の像担持体夫々にトナー像を現像する複数の現像手段と、前記複数の像担持体と接触し前記像担持体からトナー像が転写される中間転写ベルトと、を有し、前記像担持体に残留したトナーを前記帯電手段によって帯電した後に前記現像手段によって前記像担持体から回収しつつ前記像担持体上にトナー像を現像する画像形成装置であって、前記複数の像担持体を同じ回転速度で回転駆動させる単一の駆動モータと、前記駆動モータを制御可能である制御手段と、を有し、前記複数の像担持体から複数色のトナー像を前記中間転写ベルトに順次重ねて転写する第1のモードと、前記複数の像担持体のうち所定の像担持体のみから所定の色のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第2のモードと、を選択可能であり、前記第1のモードが選択される場合、前記複数の像担持体と前記中間転写ベルトが接触する夫々の転写位置において前記複数の像担持体の移動速度と前記中間転写ベルトの移動速度が異なるように前記制御手段によって前記駆動モータは制御されており、前記第2のモードが選択される場合、前記複数の像担持体と前記中間転写ベルトが接触する夫々の転写位置において前記複数の像担持体の移動速度と前記中間転写ベルトの移動速度の差が、前記第1のモードが選択される場合の前記複数の像担持体の移動速度と前記中間転写ベルトの移動速度の差よりも小さくなるように前記制御手段によって前記駆動モータは制御されていることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
以下、図面に則して、本発明に係る実施例について説明する。
【0020】
図1は、本発明に係るインライン方式のカラー画像形成装置を説明する概略構成図である。尚、従来例で説明した図4の画像形成装置と同じ機能を有する部材には、同じ符号を付している。
【0021】
図1に示すように、負帯電特性のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)トナーを内包する現像器等の現像手段4a〜4dにそれぞれ対向配設された像担持体としての感光ドラム1a〜1dが転写媒体(中間転写体)としての中間転写ベルト6の移動方向に並設されている。
【0022】
各感光体ドラム1a〜1d上に各色トナー像を形成するための、帯電手段2a〜2d、露光手段3a〜3d、現像手段4a〜4dが、各感光体ドラム1a〜1dの周りに配設されている。
【0023】
感光ドラムから中間転写ベルト6にトナー像を転写した後、感光ドラム上に残留するトナーを帯電手段により帯電して現像位置で現像器に静電的に回収することで、別途クリーナーを用いてないシステムを用いている。このような構成にすることで装置の大型化、複雑化を防止できる。さらに、本画像形成装置においては、複数の転写材に連続して画像を形成する場合、現像位置において、帯電された残留トナーを現像器に静電的に回収するのと同時に、感光ドラム上に形成された静電潜像を現像位置でトナーにより静電的に付着させる(現像する)構成となっている。これによれば、画像形成のスループット低下を防止することができる。
【0024】
無端状の中間転写ベルト6は、駆動ローラ7と従動ローラ9に懸架され、図中矢印の方向に回転する構成となっている。
【0025】
次に、画像形成動作について説明する。各帯電手段2a〜2dである帯電ローラにより負極性に均一に帯電された感光体ドラム1a〜1d表面に、パーソナルコンピュータ等のホストからの画像データに応じて変調されたレーザビームが露光手段3a〜3dより照射され、各色に対して所望の静電潜像が得られる。この潜像はこれと対向して配設されている各色のトナーを内包した現像器である現像手段4a〜4dにより、現像位置で反転現像されトナー像として可視化される。このトナー像は、各転写位置で中間転写ベルト6に順次転写され、不図示の給紙手段により所定のタイミングで給紙され、搬送手段により搬送されてくる転写材P(転写紙)に一括して静電的に転写される。この転写材P上のカラートナー画像は不図示の定着装置によって加熱溶融され、転写材P上に永久定着され所望のカラープリント画像が得られる。
【0026】
本実施例では、感光ドラムから中間転写ベルトへのトナー像の転写効率を向上させるために、各転写位置における、感光ドラムの周速と中間転写ベルトの周速とに速度差を持たせる方式を適用している。これによれば、各色トナー像の転写効率は向上し、特に、2色以上のトナー像を重ねて転写する場合には非常に有効となり転写効率が低下することによる色味の変動を抑制することができる。
【0027】
また、本実施例の画像形成装置では、4色のトナーを用いて(各感光ドラムを用いて)フルカラートナー像を形成するフルカラーモードだけではなく、黒トナーのみを用いて(黒トナー用の感光ドラムのみを用いて)白黒画像を形成するモノカラーモードを選択、切り換え可能な構成となっている。このようなモード切り換えは、ユーザーのモード指定により制御手段としてのCPU(不図示)により制御される。
【0028】
また、図2に示すように、感光体1a〜1d、帯電手段2a〜2d、現像手段4a〜4dとをそれぞれ一体化することで、装置本体に対して着脱可能なユニットとしてのプロセスカートリッジ20a〜20dの形態をなしている。
【0029】
本実施例では、各感光ドラム1a〜1dを回転駆動する駆動モータがそれぞれ設けられ、各感光ドラムの周速を独立して上記CPUにより制御可能な構成となっている。
【0030】
ここで、まず、フルカラーモードのときには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、順次、転写をしていく。各転写位置において、感光ドラム1a〜1dの周速に対して中間転写ベルト6の周速は0.5〜3.5%の分だけ周速差をつけるのが好ましく、本実施例では1.5%の周速差がつけられており、感光ドラムの周速よりも中間転写ベルト6の周速の方が速くなっている。なお、中間転写ベルト6の周速よりも感光ドラムの周速を速くしても同様の効果が得ることができる。即ち、各転写位置における、感光ドラムの周速をV1、中間転写ベルトの周速をV2とすると、
0.5<{(V1-V2)/V2}×100<3.5
又は、0.5<{(V2-V1)/V1}×100<3.5
が成り立つようにするのが好ましい。
【0031】
感光ドラム1a〜1dと中間転写ベルトの周速を上記のように設定することで、転写効率の低下による色味の変動を抑制し、良好な画像が得られている。
【0032】
次に、白黒画像を形成する黒単色モードのときには、感光ドラム1a〜1dの周速をフルカラーモードの場合と変える。本実施例の場合は、感光ドラム1a〜1dの周速をフルカラーモードのときよりも速くして、中間転写ベルト6と、転写位置においてほぼ等速となるようにCPUにより制御する。しかしながら、完全な等速というのは実現不可能であり、周速差が0.3%以内の範囲内ならば、本実施例では「等速」と呼ぶことにする。即ち、転写位置での感光ドラム1a〜1dの周速をV3、転写位置での中間転写ベルト6の周速をV4とすると、
{(V3-V4)/V4}×100<0.3
又は、{(V4-V3)/V3}×100<0.3
が成り立つのであれば、中間転写ベルトとの周速差による感光ドラムへのダメージが殆どなくなった。
【0033】
これは、2色以上のトナー像を中間転写ベルト上に重ね転写するモードの場合、感光ドラムから中間転写ベルトに転写されるトナー像の転写効率が低下すると、それが色味の変動となって画像に顕われてしまうので、各感光ドラムと中間転写ベルトとの間に周速差をもうける必要があるが、黒単色のトナー像のみを中間転写ベルトに転写するモードの場合、トナー像同士を重ねて色を形成するものではないので、黒用の感光ドラムと中間転写ベルトとの間に周速差をもうけなくても、それが色味の変動として画像に顕われないからである。
【0034】
また、このような構成ならば、各色の感光ドラムを回転駆動している駆動モータを1つにすることも可能であり、駆動モータの回転を制御する制御装置(制御回路)を簡略化、更なる小型化、コストダウンを図ることができる。
【0035】
また、転写材Pに形成される画像が伸びたり、縮んだりすることがないように、予め感光ドラム上に形成するトナー像の副走査方向の長さを調整してもよい。
【0036】
特に、本実施例による画像形成装置では、従来例のように、別途クリーナーを設けないシステムを用いており、クリーニングブレードによる感光ドラムへのダメージが無いだけに、中間転写ベルトとの摺擦による削れ、傷がより大きく感光ドラムの寿命を左右する結果になっていたが、本発明により、この問題が解消された。
【0037】
また、白黒画像を形成する黒単色モードでは、黒用の感光ドラムのみを用いてトナー同士を重ね転写して色画像を形成する必要性がないことから、フルカラーモードの場合よりも中間転写ベルトの周速を速めてもよい。なお、この場合、中間転写ベルト、感光ドラムの周速は上記関係を保っている。
【0038】
本実施例では、転写位置での感光ドラムの周速と中間転写ベルトの周速とに周速差がもうけられていることを確認するために、以下のような方法を採用した。まず第1に、感光ドラム上に所定の試験用のトナー像を(例えば、主走査方向に延びるライントナー像を副走査方向に所定の距離隔てて2本形成する)形成する。中間転写ベルトにこの試験トナー像を転写する前に、感光ドラムの回転方向(副走査方向)におけるライントナー像とライントナー像との間の長さA(上記所定の距離に相当)を測定する。次に、この試験トナー像を中間転写ベルトに1次転写した後であって、転写材に2次転写する前に、中間転写ベルトの移動方向における中間転写ベルト上のライントナー像とライントナー像との間の長さBを測定する。
【0039】
ここで、長さA、Bを測定するために、それぞれテープを使用した。このテープは、ニチバン(株)製の透明のポリエステルテープNo.550(#25)であり、幅は18mmである。
【0040】
具体的には、Aを測定する場合、1次転写前の感光ドラム上の試験トナー像を上記テープに転着させ、これを所定の用紙(例えば、目盛りの入ったもの)上に貼りつけて、この試験トナー像の長さAを測定する。Bも同様に、試験トナー像の中間転写ベルトへの1次転写完了後、2次転写前に、試験トナー像を上記テープに転着させ、これを上記所定の用紙に貼り付けて、この試験トナー像の長さBを測定する。
【0041】
最終的に、測定された長さA、Bより、転写位置における感光ドラムと中間転写ベルトの周速差を求めることができる。
【0042】
また、もう1つの方法として、レーザー光を用いて、2次転写ニップ部における転写材の搬送速度(本実施の形態では転写ベルト8の周速とほぼ等しい)、2次転写ニップ部における中間転写ドラム7の周速を測定することができる。
【0043】
なお、上記測定方法の他に適した測定方法があれば、これに限るものではない。
【0044】
以上では、黒単色モードについて説明したがこれに限るものではなく、イエロー、マゼンタ、シアンそれぞれの単色モードでも同様に適用することができる。
【0045】
また、黒単色モードにおいては、各転写位置において感光ドラム1a〜1dの周速と中間転写ベルト6の周速との間の周速差がほぼゼロとなるようにCPUにより制御したが、これに限るものではない。黒単色モードにおける各転写位置での各感光ドラム1a〜1dの周速と中間転写ベルトの周速との間の周速差を、4色フルカラーモードにおける各転写位置での各感光ドラム1a〜1dの周速と中間転写ベルトの周速との間の周速差よりも小さくすれば、上述と同様に各感光ドラムの耐久寿命の不要な低下を防止することができる。なお、上記周速差により各感光ドラムと中間転写ベルトとが摺擦、磨耗しないという理由から、黒単色モードにおける各感光ドラムの周速と中間転写ベルトの周速との間の周速差はゼロにするのが最も好ましい。
【0046】
(実施例2)
実施例1では、感光ドラムから、一旦、中間転写体にトナー像を転写する画像形成装置について説明したが、本実施例では、図3に示すような感光ドラムから転写ベルトに担持搬送される転写材に直接トナー像を転写する画像形成装置について説明する。
【0047】
実施例1における中間転写ベルトの周速を、本実施例における転写ベルトの周速(転写ベルトに担持搬送される転写材Pの搬送速度)に置き換えることで、本実施例においても実施例1と同様に本発明を適用することができる。
【0048】
次に、本実施例について、図1にて示した画像形成装置と異なる部分について、図3を用いて説明する。図1と同様な機能を有する部材については同じ符号を付し説明を省略する。
【0049】
各感光ドラム1a〜1dは、転写ベルト60に沿って並設されている。転写ベルト60は、駆動ローラ70、テンションローラ90に巻回張設されており、転写材Pを担持し各転写位置へ搬送するものである。また、感光ドラム上に残留するトナーを掻きとってクリーニングするクリーニングブレードを備えるクリーニング装置5a〜5dが設けられている。
【0050】
画像形成プロセスを簡単に説明すると、各感光ドラム1a〜1dに形成された各色トナー像は、所定のタイミングで給送され、転写ベルト60に担持搬送される転写材Pに転写ローラ8a〜8dに所定の電圧(正極性)が印加されることで、各転写位置で順次重ねて静電的に転写される。転写ローラ8a〜8dは、転写材Pを転写ベルトと共に各感光ドラム1a〜1dに所定の圧力で接触するように押圧する機能も備えている。
【0051】
転写材Pに転写された各色トナー像は、不図示の定着装置にて加熱加圧されて転写材Pに定着され永久画像となる。
【0052】
本実施例においても、画像形成モード毎に、感光ドラムの周速を制御手段(CPU)により制御することで、即ち、4色フルカラーモードにおいては、各感光ドラムと転写ベルト(及び転写材)との間に所望の周速差をもうけ、単色モードにおいては、各感光ドラムと転写ベルト(及び転写材)との間の周速差を4色フルカラーモードの場合よりも小さく、好ましくはゼロにすることで、感光ドラムと転写ベルト(及び転写材)との摺擦による、感光ドラムの耐久寿命が不要に低下してしまうのを防止することができる。
【0053】
特に、市場では、フルカラーモードの他に白黒画像を形成する黒単色モードが選択される場合が多いので、本発明は有効である。
【0054】
また、本実施例のように感光ドラム用のクリーニング装置が設けられるシステムであっても、実施例1と同様に転写ベルト60による感光ドラムの摺擦傷を大幅に軽減することが可能になった。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置の大型化、複雑化やコストアップすることなしに、像担持体の寿命が不要に短くなってしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図2】プロセスカートリッジの概略構成図である。
【図3】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図4】従来例の画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム
2 帯電手段
4 現像手段
5 クリーニング装置
6 中間転写ベルト
20 プロセスカートリッジ
60 転写ベルト
P 転写材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic recording method, and more particularly to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
Various color image forming apparatuses for forming a color image on a transfer material using an electrophotographic recording system have been devised, and some of them have been put into practical use.
[0003]
As a typical example, a developing unit containing toner as a developer of each color is arranged on a photosensitive member as an image carrier so that it can be developed sequentially. For example, four colors of yellow, magenta, cyan, and black are provided. The rotary developing device including the developing units visualizes the electrostatic latent images of the respective colors formed on one common photosensitive member as toner images at the developing positions by the developing units, and this toner image is obtained. There is an image forming apparatus of a type that forms a multicolor toner image by repeating a process of transferring onto a recording medium (transfer material) such as a sheet carried and conveyed on a transfer drum or the like as a transfer material carrier.
[0004]
Also, an apparatus has been devised that selectively superimposes toner images of respective colors on a photosensitive member to form a multicolor toner image on the surface of the photosensitive member and then collectively transfers the image onto a recording medium.
[0005]
Further, each color toner image is formed on a plurality of photosensitive members by a developing device of each color, and each color toner image on each photosensitive member is transferred onto a transfer material carried on a transfer belt or the like as a transfer material carrier. There is a so-called in-line type image forming apparatus that forms a multicolor toner image by sequentially transferring images on each other. Here, instead of directly transferring the toner image from each photoconductor to the recording medium (transfer material), the toner images of each color are temporarily transferred from each photoconductor onto the intermediate transfer member in sequence, and then the intermediate transfer is performed. There is also an intermediate transfer type image forming apparatus that collectively transfers a multicolor toner image on a body onto a recording medium (transfer material).
[0006]
Each of the above-described typical methods for color image forming apparatuses using the electrophotographic recording method has advantages and disadvantages, but the in-line method is advantageous from the viewpoint of speeding up in combination with recent market needs. From the viewpoint of adapting to various transfer materials such as cardboard, the intermediate transfer body method is superior.
[0007]
A conventional example of an in-line color image forming apparatus will be described with reference to a schematic cross-sectional view shown in FIG.
[0008]
As shown in FIG. 4, photosensitive drums 1 a to 1 d are arranged in parallel in the moving direction of the intermediate transfer belt 6 so as to be opposed to developing
[0009]
Further, charging means 2a to 2d, exposure means 3a to 3d, and developing
[0010]
Further, cleaning devices 5a to 5d having cleaning blades are provided for transferring the toner image onto the intermediate transfer belt and then collecting the toner remaining on each photosensitive drum by sliding.
[0011]
Next, an image forming operation will be described. Laser beams modulated in accordance with image data from a host such as a personal computer are irradiated from exposure means 3a to 3d onto the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d uniformly charged by the charging rollers which are the
[0012]
Here, conventionally, in order to improve the transfer efficiency of the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt, there is a speed difference between the peripheral speed of the photosensitive drum and the peripheral speed of the intermediate transfer belt at each transfer position. Has been proposed. According to this, the transfer efficiency of each color toner image is improved, and this is a very effective method when transferring two or more color toner images in a superimposed manner. In particular, in the four-color full color mode, a toner image transferred from each photosensitive drum to the intermediate transfer belt is lost due to a difference in speed between each photosensitive drum and the intermediate transfer belt. By preventing the phenomenon and improving the transfer efficiency, it is possible to obtain a good image having no hue variation.
[0013]
In addition, the electrophotographic color image forming apparatus has not only a full color mode in which a full color toner image is formed using four color toners but also a mono color mode in which a black and white image is formed using only a photosensitive drum for black toner. It can be selected and switched.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, the monochromatic mode has the following problems.
[0015]
In a single color mode in which a black and white image is formed using only black toner, a toner image is not formed on a photosensitive drum other than the photosensitive drum on which black toner is formed, but the other color photosensitive drum is placed on the intermediate transfer belt 6. On the other hand, if the rotation continues while maintaining the above speed difference in the 4-color full-color mode, the photosensitive drums of the other colors will rub against the cleaning blade and the intermediate transfer belt 6 unnecessarily, causing wear and scratches. Despite the fact that the toner stored in the container has not disappeared and the image has not been formed on the desired number of transfer materials, the endurance life has been reached.
[0016]
In order to avoid this, for example, in the black monochrome mode, the intermediate transfer belt 6 and the other color photosensitive drums may be appropriately separated. In this case, however, the intermediate transfer belt 6 and the other color photosensitive drums may be separated. Providing a separation mechanism for separating the two leads to a very high cost and a large apparatus.
[0017]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing the life of the image carrier from being unnecessarily shortened without increasing the size, complexity, and cost of the apparatus. is there.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above object is achieved. The present invention includes a plurality of developing a plurality of image bearing member for carrying toner images of a plurality of colors, respectively, and a plurality of charging means for charging the plurality of image carriers respectively, the toner image on the plurality of image carriers respectively And an intermediate transfer belt that contacts the plurality of image carriers and transfers a toner image from the image carrier, and after the toner remaining on the image carrier is charged by the charging unit An image forming apparatus that develops a toner image on the image carrier while being collected from the image carrier by the developing means, and a single drive motor that rotationally drives the plurality of image carriers at the same rotational speed; A control unit capable of controlling the drive motor, a first mode in which a plurality of color toner images are sequentially transferred from the plurality of image carriers onto the intermediate transfer belt , and the plurality of images. Of the carrier And a second mode for transferring only bearing member toner image of a predetermined color to the intermediate transfer belt, is a selectable, when said first mode is selected, the said plurality of image bearing members intermediate The drive motor is controlled by the control means so that the moving speed of the plurality of image carriers and the moving speed of the intermediate transfer belt are different at each transfer position where the transfer belt contacts, and the second mode is When selected, the difference between the moving speed of the plurality of image carriers and the moving speed of the intermediate transfer belt at each transfer position where the plurality of image carriers and the intermediate transfer belt are in contact is the first mode. The drive motor is controlled by the control means so as to be smaller than the difference between the moving speed of the plurality of image carriers and the moving speed of the intermediate transfer belt when The features.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Example 1
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an in-line color image forming apparatus according to the present invention. Members having the same functions as those of the image forming apparatus of FIG. 4 described in the conventional example are denoted by the same reference numerals.
[0021]
As shown in FIG. 1, negatively charged yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) toners are provided so as to be opposed to developing
[0022]
Charging means 2a to 2d, exposure means 3a to 3d, and developing
[0023]
After transferring the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt 6, the toner remaining on the photosensitive drum is charged by the charging means and electrostatically collected in the developing device at the developing position, so that no separate cleaner is used. The system is used. With such a configuration, it is possible to prevent the apparatus from becoming large and complicated. Further, in this image forming apparatus, when images are continuously formed on a plurality of transfer materials, the charged residual toner is electrostatically collected by the developing device at the developing position and simultaneously on the photosensitive drum. The formed electrostatic latent image is electrostatically attached (developed) with toner at the development position. According to this, it is possible to prevent a reduction in image formation throughput.
[0024]
The endless intermediate transfer belt 6 is suspended from a driving
[0025]
Next, an image forming operation will be described. A laser beam modulated in accordance with image data from a host such as a personal computer is exposed on the surfaces of the photosensitive drums 1a to 1d uniformly charged to a negative polarity by the charging rollers as the charging
[0026]
In this embodiment, in order to improve the transfer efficiency of the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt, a method of giving a speed difference between the peripheral speed of the photosensitive drum and the peripheral speed of the intermediate transfer belt at each transfer position. Applicable. According to this, the transfer efficiency of each color toner image is improved, and in particular, when transferring two or more color toner images in a superimposed manner, it becomes very effective and suppresses variation in color due to a decrease in transfer efficiency. Can do.
[0027]
Further, in the image forming apparatus of this embodiment, not only the full color mode for forming a full color toner image (using each photosensitive drum) using four color toners but also only black toner (photosensitive for black toner). A mono color mode for forming a monochrome image (using only the drum) can be selected and switched. Such mode switching is controlled by a CPU (not shown) as a control means in accordance with user mode designation.
[0028]
Further, as shown in FIG. 2, the photosensitive drums 1a to 1d, the charging
[0029]
In this embodiment, drive motors for rotating the respective photosensitive drums 1a to 1d are provided, and the peripheral speeds of the respective photosensitive drums can be independently controlled by the CPU.
[0030]
Here, first, in the full color mode, transfer is performed sequentially in the order of yellow, magenta, cyan, and black. At each transfer position, it is preferable that the peripheral speed of the intermediate transfer belt 6 is different from the peripheral speed of the photosensitive drums 1a to 1d by 0.5 to 3.5%. A peripheral speed difference of 5% is provided, and the peripheral speed of the intermediate transfer belt 6 is faster than the peripheral speed of the photosensitive drum. The same effect can be obtained even if the peripheral speed of the photosensitive drum is made faster than the peripheral speed of the intermediate transfer belt 6. That is, at each transfer position, if the peripheral speed of the photosensitive drum is V1 and the peripheral speed of the intermediate transfer belt is V2,
0.5 <{(V1-V2) / V2} × 100 <3.5
Or, 0.5 <{(V2-V1) / V1} × 100 <3.5
Is preferably satisfied.
[0031]
By setting the peripheral speeds of the photosensitive drums 1a to 1d and the intermediate transfer belt as described above, a change in color due to a decrease in transfer efficiency is suppressed, and a good image is obtained.
[0032]
Next, in the black monochrome mode for forming a monochrome image, the peripheral speed of the photosensitive drums 1a to 1d is changed from that in the full color mode. In the case of the present embodiment, the peripheral speed of the photosensitive drums 1a to 1d is made higher than that in the full color mode, and is controlled by the CPU so that the speed is substantially constant at the intermediate transfer belt 6 and the transfer position. However, perfect constant speed is not feasible, and if the peripheral speed difference is within 0.3%, it will be called “constant speed” in this embodiment. That is, if the peripheral speed of the photosensitive drums 1a to 1d at the transfer position is V3 and the peripheral speed of the intermediate transfer belt 6 at the transfer position is V4,
{(V3-V4) / V4} × 100 <0.3
Or {(V4−V3) / V3} × 100 <0.3
If this holds, damage to the photosensitive drum due to the difference in peripheral speed from the intermediate transfer belt is almost eliminated.
[0033]
In the mode in which toner images of two or more colors are transferred onto the intermediate transfer belt in an overlapped manner, if the transfer efficiency of the toner image transferred from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt is reduced, it becomes a variation in color. Since it appears in the image, it is necessary to create a peripheral speed difference between each photosensitive drum and the intermediate transfer belt, but in the mode in which only the black monochrome toner image is transferred to the intermediate transfer belt, the toner images are This is because the color is not formed in an overlapping manner, so that even if a peripheral speed difference is not provided between the black photosensitive drum and the intermediate transfer belt, it does not appear in the image as a change in color.
[0034]
In addition, with such a configuration, it is possible to use one drive motor that rotationally drives the photosensitive drums of the respective colors, and the control device (control circuit) that controls the rotation of the drive motor can be simplified and updated. The size can be reduced and the cost can be reduced.
[0035]
Further, the length of the toner image formed on the photosensitive drum in the sub-scanning direction may be adjusted in advance so that the image formed on the transfer material P does not stretch or shrink.
[0036]
In particular, the image forming apparatus according to the present embodiment uses a system that does not include a separate cleaner as in the conventional example, and there is no damage to the photosensitive drum by the cleaning blade. As a result, the scratches were larger and the life of the photosensitive drum was affected, but this problem was solved by the present invention.
[0037]
Further, in the black monochrome mode for forming a black and white image, there is no need to form a color image by superimposing and transferring toners using only a black photosensitive drum. Peripheral speed may be increased. In this case, the peripheral speeds of the intermediate transfer belt and the photosensitive drum maintain the above relationship.
[0038]
In this embodiment, in order to confirm that there is a difference in the peripheral speed between the peripheral speed of the photosensitive drum and the peripheral speed of the intermediate transfer belt at the transfer position, the following method was adopted. First, a predetermined test toner image is formed on the photosensitive drum (for example, two line toner images extending in the main scanning direction are formed at a predetermined distance in the sub scanning direction). Before the test toner image is transferred to the intermediate transfer belt, a length A (corresponding to the predetermined distance) between the line toner image and the line toner image in the rotation direction (sub-scanning direction) of the photosensitive drum is measured. . Next, after the primary transfer of the test toner image to the intermediate transfer belt and before the secondary transfer to the transfer material, the line toner image and the line toner image on the intermediate transfer belt in the moving direction of the intermediate transfer belt are transferred. The length B between is measured.
[0039]
Here, in order to measure length A and B, the tape was used, respectively. This tape is a transparent polyester tape No. 1 manufactured by Nichiban Co., Ltd. 550 (# 25) and the width is 18 mm.
[0040]
Specifically, when measuring A, the test toner image on the photosensitive drum before the primary transfer is transferred to the tape, and this is pasted on a predetermined sheet (for example, one with a scale). Then, the length A of the test toner image is measured. Similarly for B, after the primary transfer of the test toner image to the intermediate transfer belt is completed and before the secondary transfer, the test toner image is transferred to the tape and affixed to the predetermined paper. The length B of the toner image is measured.
[0041]
Finally, the peripheral speed difference between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt at the transfer position can be obtained from the measured lengths A and B.
[0042]
As another method, the transfer speed of the transfer material in the secondary transfer nip portion (almost equal to the peripheral speed of the transfer belt 8 in the present embodiment) using laser light is intermediate transfer in the secondary transfer nip portion. The peripheral speed of the
[0043]
In addition, if there exists a suitable measuring method other than the said measuring method, it will not restrict to this.
[0044]
Although the black single color mode has been described above, the present invention is not limited to this, and the same can be applied to the single color modes of yellow, magenta, and cyan.
[0045]
In the black monochrome mode, the CPU controls the peripheral speed difference between the peripheral speed of the photosensitive drums 1a to 1d and the peripheral speed of the intermediate transfer belt 6 at each transfer position to be almost zero. It is not limited. The difference in peripheral speed between the peripheral speed of the photosensitive drums 1a to 1d and the peripheral speed of the intermediate transfer belt at each transfer position in the black single color mode is determined as the photosensitive drums 1a to 1d at the transfer positions in the four-color full color mode. If the peripheral speed difference between the peripheral speed and the peripheral speed of the intermediate transfer belt is smaller than that, it is possible to prevent an unnecessary decrease in the durable life of each photosensitive drum as described above. Note that the difference in peripheral speed between the peripheral speed of each photosensitive drum and the peripheral speed of the intermediate transfer belt in the black monochrome mode is because the photosensitive drum and the intermediate transfer belt do not slide and wear due to the difference in peripheral speed. Most preferably it is zero.
[0046]
(Example 2)
In the first embodiment, the image forming apparatus that once transfers the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer member has been described. However, in this embodiment, the transfer carried from the photosensitive drum to the transfer belt as shown in FIG. An image forming apparatus that directly transfers a toner image to a material will be described.
[0047]
By replacing the peripheral speed of the intermediate transfer belt in the first embodiment with the peripheral speed of the transfer belt in this embodiment (conveying speed of the transfer material P carried and transported on the transfer belt), this embodiment also has the same structure as in the first embodiment. Similarly, the present invention can be applied.
[0048]
Next, with respect to the present embodiment, parts different from the image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Members having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0049]
The photosensitive drums 1 a to 1 d are arranged side by side along the transfer belt 60. The transfer belt 60 is wound around the drive roller 70 and the tension roller 90, and carries the transfer material P and conveys it to each transfer position. In addition, cleaning devices 5a to 5d including a cleaning blade that scrapes and cleans toner remaining on the photosensitive drum are provided.
[0050]
The image forming process will be briefly described. The color toner images formed on the photosensitive drums 1a to 1d are fed at a predetermined timing, and transferred to the transfer material P carried on the transfer belt 60 to the transfer rollers 8a to 8d. By applying a predetermined voltage (positive polarity), the images are electrostatically transferred in an overlapping manner at each transfer position. The transfer rollers 8a to 8d also have a function of pressing the transfer material P together with the transfer belt so as to contact the photosensitive drums 1a to 1d with a predetermined pressure.
[0051]
Each color toner image transferred to the transfer material P is heated and pressed by a fixing device (not shown) to be fixed to the transfer material P to be a permanent image.
[0052]
Also in this embodiment, the peripheral speed of the photosensitive drum is controlled by the control means (CPU) for each image forming mode, that is, in the four-color full-color mode, each photosensitive drum, transfer belt (and transfer material), and In the single color mode, the difference in peripheral speed between each photosensitive drum and the transfer belt (and transfer material) is smaller than that in the four-color full color mode, preferably zero. As a result, it is possible to prevent the durable life of the photosensitive drum from being unnecessarily lowered due to the friction between the photosensitive drum and the transfer belt (and the transfer material).
[0053]
In particular, in the market, the black single color mode for forming a black and white image is often selected in addition to the full color mode, so that the present invention is effective.
[0054]
Further, even in a system in which a cleaning device for a photosensitive drum is provided as in the present embodiment, it is possible to significantly reduce the rubbing scratches on the photosensitive drum caused by the transfer belt 60 as in the first embodiment.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the life of the image carrier from being unnecessarily shortened without increasing the size, complexity, and cost of the apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a process cartridge.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging means 4 Developing means 5 Cleaning device 6 Intermediate transfer belt 20 Process cartridge 60 Transfer belt P Transfer material
Claims (6)
前記複数の像担持体を同じ回転速度で回転駆動させる単一の駆動モータと、前記駆動モータを制御可能である制御手段と、を有し、前記複数の像担持体から複数色のトナー像を前記中間転写ベルトに順次重ねて転写する第1のモードと、前記複数の像担持体のうち所定の像担持体のみから所定の色のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する第2のモードと、を選択可能であり、
前記第1のモードが選択される場合、前記複数の像担持体と前記中間転写ベルトが接触する夫々の転写位置において前記複数の像担持体の移動速度と前記中間転写ベルトの移動速度が異なるように前記制御手段によって前記駆動モータは制御されており、
前記第2のモードが選択される場合、前記複数の像担持体と前記中間転写ベルトが接触する夫々の転写位置において前記複数の像担持体の移動速度と前記中間転写ベルトの移動速度の差が、前記第1のモードが選択される場合の前記複数の像担持体の移動速度と前記中間転写ベルトの移動速度の差よりも小さくなるように前記制御手段によって前記駆動モータは制御されていることを特徴とする画像形成装置。A plurality of image carriers each carrying a plurality of color toner images; a plurality of charging means for charging each of the plurality of image carriers; and a plurality of developing means for developing a toner image on each of the plurality of image carriers. has an intermediate transfer belt to which the toner image is transferred from said image bearing member in contact with said plurality of image bearing members, by the developing unit the toner remaining on the image bearing member after charged by the charging unit an image forming apparatus for developing a toner image on said image bearing member while recovering from said image bearing member,
A single drive motor for rotating the plurality of image carriers at the same rotational speed; and a control unit capable of controlling the drive motor, and a plurality of color toner images are obtained from the plurality of image carriers. A first mode in which the image is sequentially superimposed on the intermediate transfer belt, and a second mode in which a toner image of a predetermined color is transferred to the intermediate transfer belt from only a predetermined image carrier among the plurality of image carriers. Is selectable,
When the first mode is selected, the moving speed of the plurality of image carriers and the moving speed of the intermediate transfer belt are different at each transfer position where the plurality of image carriers and the intermediate transfer belt are in contact with each other. The drive motor is controlled by the control means,
When the second mode is selected , the difference between the moving speed of the plurality of image carriers and the moving speed of the intermediate transfer belt at each transfer position where the plurality of image carriers and the intermediate transfer belt are in contact with each other is The drive motor is controlled by the control means so as to be smaller than the difference between the moving speed of the plurality of image carriers and the moving speed of the intermediate transfer belt when the first mode is selected. an image forming apparatus comprising.
{(V1−V2)/V2}×100<0.3
又は、{(V2−V1)/V1}×100<0.3
が成り立つことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。When the second mode is selected, assuming that the moving speed of the plurality of image carriers at the respective transfer positions is V1, and the moving speed of the intermediate transfer belt is V2.
{(V1-V2) / V2} × 100 <0.3
Or {(V2−V1) / V1} × 100 <0.3
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that hold.
0.5<{(V3−V4)/V4}×100<3.5
又は、0.5<{(V4−V3)/V3}×100<3.5
が成り立つことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。When the first mode is selected, the moving speed of the plurality of image carriers at the respective transfer positions is V3, and the moving speed of the intermediate transfer belt is V4.
0.5 <{(V3-V4) / V4} × 100 <3.5
Or 0.5 <{(V4-V3) / V3} × 100 <3.5
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that hold.
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