DE60312274T2

DE60312274T2 - Bildaufzeichnungsvorrichtung mit Skala auf rotierendem Band

Info

Publication number: DE60312274T2
Application number: DE60312274T
Authority: DE
Inventors: Katsuya Kawagoe
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: JP2004109469A; US20040114951A1; DE60312274D1; EP1400870A1; EP1400870B1; US7286779B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik für eine Bilderzeugungsvorrichtung.
2) Beschreibung des Standes der Technik
In einer herkömmlichen Bilderzeugungsvorrichtung sind ein Paar von Typen von rotierenden Riemen vorhanden, einschließlich eines Zwischenübertragungsriemens, der in einem Zwischenübertragungssystem verwendet wird, und eines Übertragungsblatt-Transportriemens, der verwendet wird, um das Übertragungsblatt abzustützen und zu tragen und das Übertragungsblatt durch einen Übertragungswalzenspalt hindurchtreten zu lassen.
Ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, die einen Zwischenübertragungsriemen verwendet, ist beispielsweise eine Bilderzeugungsvorrichtung eines Zwischenübertragungssystems des Tandemtyps. Die Bilderzeugungsvorrichtung des Zwischenübertragungssystems des Tandemtyps umfasst mehrere lichtempfindliche Trommeln, von denen jede eine individuelle Entwicklungsvorrichtung aufweist. Ein einzelnes Farbtonerbild wird auf jeder lichtempfindlichen Trommel erzeugt und jedes Farbtonerbild wird nacheinander auf den Zwischenübertragungsriemen kopiert. Folglich wird ein kombiniertes Farbbild auf dem Zwischenübertragungsriemen erzeugt und das kombinierte Farbbild auf dem Zwischenübertragungsriemen wird dann auf das Übertragungsblatt serienübertragen.
Ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, die einen Übertragungsblatt-Transportriemen verwendet, ist beispielsweise eine Bilderzeugungsvorrichtung eines Direktübertragungssystems des Tandemtyps. Die Bilderzeugungsvorrichtung eines Direktübertragungssystems des Tandemtyps umfasst mehrere lichtempfindliche Trommeln, von denen jede eine individuelle Entwicklungsvorrichtung aufweist. Ein einzelnes Farbtonerbild wird auf jeder lichtempfindlichen Trommel erzeugt und jedes Farbtonerbild wird nacheinander auf ein einzelnes Übertragungsblatt überlagert, das durch den Übertragungsblatt-Transportriemen abgestützt und getragen wird, und folglich wird ein kombiniertes Farbbild auf dem Übertragungsblatt erzeugt.
Der rotierende Riemen (nachstehend "Riemen") ist gewöhnlich an mehreren Walzen aufgehängt. Eine Antriebswalze unter den Walzen treibt den Riemen in einer Endlosbewegung an.
Herkömmlich wird ein Material an einem Teil der Vorderseite oder Rückseite in der Breitenrichtung des Riemens für verschiedene Zwecke angebracht, wie z. B. ein Blatt, das als Skala (nachstehend "Skala") verwendet wird, um einen Bewegungsbetrag des Riemens mittels eines Sensors zu erfassen und zu lesen (siehe beispielsweise japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. H11-24507), oder eine Schutzdichtung, die an beiden Kanten des Riemens befestigt wird, um zu verhindern, dass Risse an den Kanten des Riemens entwickelt werden. Zum Zeitpunkt des Antriebs des Riemens ist, um eine Vorbelastung des Riemens zu einem Ende der Achsenrichtung einer Walze hin zu verhindern, auch ein Anschlag in einer solchen Weise befestigt, dass er innerhalb beider Kanten des Riemens vorsteht. 13 ist ein schematisches Diagramm eines Riemens V, der in einer Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen ist. An beiden Kanten des Riemens in der Breitenrichtung ist ein Material (nachstehend "befestigtes Material S") angebracht. Wenn der Riemen V in der Bilderzeugungsvorrichtung angetrieben wird, dreht er sich in der Richtung α, wie in 13 gezeigt.
In der Bilderzeugungsvorrichtung, die den Riemen V verwendet, in dem das befestigte Material S an einem Abschnitt der Vorderseite oder Rückseite des Riemens befestigt ist, besteht eine Chance, dass wie folgt ein Problem auftritt.
Wenn sich der Riemen V weiterhin dreht, sind beide Kanten des Riemens in der Breitenrichtung im Begriff, sich nach innen zu biegen. 14 ist ein Querschnitt des Riemens entlang X in 13 geschnitten, die darstellt, dass die Kanten des Riemens nach innen gebogen sind. 15 ist eine vergrößerte Ansicht des Endes des Riemens, das in 14 eingekreist ist. Wenn das befestigte Material S an beiden Kanten in der Breitenrichtung an der inneren Oberfläche des Riemens vorgesehen ist, biegen sich beide Enden des Riemens, wie in 14 gezeigt, zur Seite des befestigten Materials S hin. Wenn der Riemen V an mehreren Walzen aufgehängt ist und eine Spannung aufgebracht wird, wird eine gleichmäßige Spannung in der Breitenrichtung im Riemen V aufgebracht. Ein Ausmaß an Dehnung an den Kanten des Riemens, wo das befestigte Material S vorgesehen ist, ist jedoch kleiner als ein Ausmaß an Dehnung im mittleren Teil des Riemens, wo das befestigte Material S nicht vorgesehen ist. Aufgrund einer Differenz im Dehnungsausmaß ist eine Umfangslänge des Teils, an dem das Dehnungsausmaß kleiner ist und das befestigte Material S vorgesehen ist, kürzer als die Umfangslänge des Teils, an dem das Dehnungsausmaß größer ist. Folglich erscheint, wie in 15 gezeigt, eine Verformung an einer Grenze d zwischen dem Abschnitt, an dem das Dehnungsausmaß kleiner ist, und dem Abschnitt, an dem das Dehnungsausmaß größer ist, was verursacht, dass sich beide Kanten des Riemens nach innen biegen.
Eine solche Riemenverformung in der Bilderzeugungsvorrichtung verursacht weitere Probleme.
In einer Struktur, in der eine Erfassungsmarke an einer Stelle der inneren Oberfläche des Riemens vorgesehen ist und ein Sensor in einer Position gegenüber der Erfassungsmarke vorgesehen ist, wird, wenn sich die Kanten in der Breitenrichtung des Riemens nach innen biegen, die Durchgangsposition der Erfassungsmarke von der Position gegenüber dem Sensor verschoben. Folglich weicht der Erfassungszeitpunkt ab oder die Erfassung kann nicht ausgeführt werden.
Wenn ein Riemen, der an mehreren Walzen aufgehängt ist, angetrieben wird, ist, um eine Vorbelastung des Riemens zu einer Kantenseite hin zu verhindern, ein Anschlag vorgesehen, der in die innere Oberfläche beider Kanten in der Breitenrichtung des Riemens vorsteht. In einem Riemen, in dem der Anschlag vorgesehen ist, stößt der Anschlag mit den Ecken der Walzen zusammen oder steigt auf die Seitenoberflächen der Walze, anstatt die Enden der Walze zu berühren, wenn sich beide Kanten in der Breitenrichtung nach innen biegen. Dies führt zu einer Funktionsstörung im Antrieb des Riemens.
Überdies ist das befestigte Material S die Skala zum Erfassen der Bewegungsgeschwindigkeit. Wenn der Riemen angetrieben wird, kann in einer Struktur, in der ein Sensor, der in einer Position gegenüber der Skala vorgesehen ist, verwendet wird, um die Riemenbewegungs-Geschwindigkeitserfassung auszuführen, das folgende Problem entstehen. Wie in 16 gezeigt, verschlechtert sich, wenn der Winkel der Skala in Bezug auf einen Sensor 12 geneigt wird, die Genauigkeit der Bewegungsgeschwindigkeitserfassung und in einigen Fällen kann die Erfassung nicht ausgeführt werden. In einer Struktur, in der verschiedene Steuerungen auf der Basis eines Ergebnisses der Erfassung ausgeführt werden, tritt in diesen Steuerungen eine Funktionsstörung auf.
Die Neigung an der Grenze d, die aufgrund der Differenz des Dehnungsausmaßes des Riemens, wo das befestigte Material S nicht vorgesehen ist, und des Teils, wo das befestigte Material S vorgesehen ist, verursacht wird, ist jedoch nicht notwendigerweise auf die Kanten in der Breitenrichtung des Riemens begrenzt. Wenn beispielsweise ein befestigtes Material entlang der Mitte in der Breitenrichtung des Riemens angeordnet ist, ist die Dehnung in der Mitte des Riemens geringer, während die Dehnung an beiden Kanten größer ist, und die Neigung tritt an der Grenze auf. Gemäß der Verformung im Riemen V kann eine gewisse unerwartete Funktionsstörung auftreten.
JP-08 234 531 A offenbart eine Farbbilderzeugungsvorrichtung. Die Farbbilderzeugungsvorrichtung, die einen Zwischenübertragungskörper und einen Bildträger mit demselben Antriebsmotor dreht, ist mit einer Marke, die am Bildträger oder Zwischenübertragungskörper vorgesehen ist, einem Markenerfassungsmittel zum Emittieren von Licht auf die Marke, um das von ihr reflektierte Licht zu erfassen, und einem Geschwindigkeitserfassungsmittel zum Erfassen der Geschwindigkeit der Bewegung des Bildträgers oder Zwischenübertragungskörpers auf der Basis des Ergebnisses der Markenerfassung mit dem Mittel versehen. Das Markenerfassungsmittel besitzt ein Steuermittel, das die Emission von Licht so steuert, dass der Mittelwert der Mengen an reflektiertem Licht konstant gehalten wird.
US 6 192 210 B1 offenbart einen Riemenantrieb, der in Bilderzeugungsvorrichtungen verwendet wird und die Querbewegung des Riemens über die Länge einer Walze minimiert und verhindert, dass der Riemen auf die Walze hochläuft. Die Riemenantriebsvorrichtung besitzt einen Riemen, der mit elastischen Führungselementen ausgestattet ist, die an jeder Kante oder an der hinteren Oberfläche des Riemens nahe jeder Kante montiert sind. Der Riemen ist über zwei oder mehr Walzen aufgehängt und wird durch den Antriebsriemen angetrieben. Mindestens eine der Walzen ist eine Antriebswalze mit einem Drehelement, das zwischen dem elastischen Führungselement und dem Walzenendbereich montiert ist, so dass sich die Drehelemente unabhängig von der Walze drehen.
US 6 101 360 A offenbart eine Bilderzeugungsvorrichtung, deren sekundäres Übertragungselement mit einem Zwischenübertragungsriemen, einer Vorbelas tungswalze zur Verwendung beim sekundären Übertragen eines unfixierten Tonerbildes auf dem Zwischenübertragungsriemen auf ein Aufzeichnungsmedium und einer Sicherungswalze, die sich entgegengesetzt zur Vorbelastungswalze befindet und zum Abstützen des Zwischenübertragungsriemens von der Rückseite des Zwischenübertragungsriemens verwendet wird, versehen ist. Der Zwischenübertragungsriemen besteht aus einem Riemenmaterial mit einer dreilagigen Struktur mit einer Basis, die aus Kunststoff wie z. B. Polyimidharz und einem elektrisch leitenden Mittel besteht, deren Kombination einen Young-Modul von 35000 kg/cm² oder größer aufweist, einer Zwischenschicht, die aus einem elastischen Material wie z. B. Fluorkautschuk, Silikonkautschuk oder dergleichen besteht, und einer Oberflächenschicht, die aus einem Material mit einer niedrigen Oberflächenenergie wie z. B. Fluorkunststoff besteht. Die Dicke jeder Schicht ist folgendermaßen: die Basis ist 50 μm oder dicker; die Zwischenschicht ist dreimal so dick wie ein mittlerer Tonerteilchendurchmesser oder dicker; und die Oberflächenschicht ist 5 μm oder dicker.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest die Probleme in der herkömmlichen Technologie zu lösen.
Die Erfindung ist durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 definiert. Die abhängigen Ansprüche richten sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Vorteilhafterweise wird eine Bilderzeugungsvorrichtung geschaffen, die einen rotierenden Riemen zum Erzeugen eines Bildes, wobei der rotierende Riemen einen Young-Modul aufweist, und eine Anordnung, die an einem Abschnitt entlang des rotierenden Riemens befestigt ist, umfasst, wobei das Material einen Young-Modul aufweist, der kleiner ist als der Young-Modul des rotierenden Riemens.
Vorteilhafterweise wird eine Bilderzeugungsvorrichtung geschaffen, die einen rotierenden Riemen zum Transportieren eines Mediums, auf das ein Bild direkt übertragen wird, wobei der rotierende Riemen einen Young-Modul aufweist, und eine Anordnung, die an einem Abschnitt entlang des rotierenden Riemens befes tigt ist, umfasst, wobei das Material einen Young-Modul aufweist, der kleiner ist als der Young-Modul des rotierenden Riemens.
Die anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind speziell in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung dargelegt und werden aus dieser ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein schematisches Diagramm einer Skala, die verwendet wird, um einen Bewegungsbetrag zu erfassen, und die in einem Zwischenübertragungsriemen vorgesehen ist;
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils einer Bilderzeugungsvorrichtung des Tandemtyps, in der ein Sensor als Skalenleseeinheit vorgesehen ist;
4 ist ein Querschnitt des Zwischenübertragungsriemens in der in 2 gezeigten Y-Richtung geschnitten;
5A und 5B stellen ein Beispiel der Struktur der Skala dar;
6 stellt eine ideale Positionsbeziehung zwischen dem Sensor und der Skala dar;
7A und 7B stellen eine Beziehung zwischen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Riemens und einer Schwankung einer Lauflänge des Riemens dar, wobei ein herkömmlicher Zwischenübertragungsriemen bzw. der Zwischenübertragungsriemen gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen werden;
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines primären Übertragungswalzenspalts;
9 ist ein Blockdiagramm einer Rückkopplungssteuerung des Zwischenübertragungsriemens;
10A bis 10C sind Querschnitte des Zwischenübertragungsriemens als Modifikationen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer in 2 gezeigten Z-Richtung geschnitten;
11 ist ein schematisches Diagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung eines Direktübertragungssystems des Tandemtyps gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ist ein Blockdiagramm einer Rückkopplungssteuerung eines Übertragungsblatt-Transportriemens;
13 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Zwischenübertragungsriemens;
14 stellt ein herkömmliches Problem dar, bei dem beide Kanten eines Zwischenübertragungsriemens nach innen gebogen sind;
15 ist eine vergrößerte Ansicht einer Kante des Zwischenübertragungsriemens, die in 14 eingekreist ist; und
16 stellt einen problematischen Fall dar, in dem ein Skalenwinkel in Bezug auf einen Sensor geneigt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
Ein elektronisches Farbkopiergerät (nachstehend "Farbkopiergerät"), das eine Bilderzeugungsvorrichtung und ein elektronisches Photokopiergerät ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes erläutert. 1 ist ein schematisches Diagramm des Farbkopiergeräts gemäß der ersten Ausführungsform. Das Farbkopiergerät umfasst hauptsächlich einen Hauptkörper 100, einen Papierzuführungstisch 200, einen Scanner 300 und einen automatischen Dokumentenvorschub (ADF) 400.
Ein Zwischenübertragungsriemen 10 als rotierender Riemen ist zentral im Kopiergerät-Hauptkörper 100 vorgesehen. Der in 1 gezeigte Zwischenübertragungsriemen 10 wird in der Richtung im Uhrzeigersinn durch drei Stützwalzen 14, 15 und 16 angetrieben. Links von der zweiten Stützwalze 15 ist eine Zwischenübertragungsriemen-Reinigungsvorrichtung 17 vorgesehen, die jeglichen restlichen Toner, der auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 verbleibt, nachdem die Bildübertragung beendet ist, entfernt.
Auf dem Zwischenübertragungsriemen 10, der über die erste Walze 14 und irgendeine zweite Walze 15 gespannt ist, sind vier Bilderzeugungseinheiten 18 für Schwarz, Zyan, Magenta und Gelb horizontal entlang der Förderrichtung des Zwischenübertragungsriemens 10 angeordnet. Diese Teile bilden eine Bilderzeugungsvorrichtung 20 (nachstehend "Tandem-Bilderzeugungsvorrichtung") eines Tandemtyps, die ein Zwischenübertragungsverfahren verwendet. Eine Belichtungsvorrichtung 21 ist über der Tandem-Bilderzeugungsvorrichtung 20 vorgesehen.
Eine sekundäre Übertragungseinheit 22 ist über den Zwischenübertragungsriemen 10 auf der entgegengesetzten Seite der Tandem-Bilderzeugungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die sekundäre Übertragungseinheit 22 umfasst einen sekundären Endlos-Übertragungsriemen 24, der über zwei Walzen 23 gespannt ist. Die sekundäre Übertragungseinheit 22 ist so angeordnet, dass die dritte Stützwalze 16 über den Zwischenübertragungsriemen 10 gepresst wird. Die sekundäre Übertragungseinheit 22 überträgt das auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 vorhandene Bild auf ein Blatt.
Eine Fixiervorrichtung 25, die das Übertragungsbild auf dem Blatt fixiert, ist neben der sekundären Übertragungseinheit 22 vorgesehen. Die Fixiervorrichtung 25 umfasst eine Druckwalze 27, die gegen den Endlosfixierriemen 26 gepresst wird.
Die sekundäre Übertragungseinheit 22 umfasst auch eine Blatttransportfunktionalität, die, nachdem die Bildübertragung vollendet ist, das Blatt zur Fixiervorrichtung 25 transportiert. Eine kontaktfreie Aufladeeinrichtung kann als sekundäre Übertragungseinheit 22 vorgesehen sein. In einem solchen Fall ist es jedoch schwierig, die Blatttransportfunktionalität in Verbindung vorzusehen.
Unter der sekundären Übertragungseinheit 22 und der Fixiervorrichtung 25 und parallel zur Tandem-Bilderzeugungsvorrichtung 20 ist eine Blattumdrehvorrichtung 28 vorgesehen, die das Blatt umdreht, so dass das Bild auf beide Seiten des Blatts kopiert werden kann.
Wenn der Kopiervorgang unter Verwendung des Farbkopiergeräts ausgeführt wird, wird das zu kopierende Originaldokument zuerst auf ein Papierblatttablett 30 der automatischen Dokumentenzuführung 400 gelegt. Alternativ wird die automatische Dokumentenzuführung 400 geöffnet, das Originaldokument wird auf ein Kontaktglas 32 des Scanners 30 gelegt und die automatische Dokumentenzuführung 400 wird geschlossen, um das Originaldokument zu drücken.
Wenn ein nicht gezeigter Startschalter gedrückt wird und wenn das Originaldokument in die automatische Dokumentenzuführung 400 eingelegt ist, wird es zum Kontaktglas 32 transportiert und dann wird der Scanner angetrieben, und wenn das Originaldokument auf das Kontaktglas 32 gelegt wird, wird der Scanner sofort angetrieben und eine erste Antriebsvorrichtung 33 und eine zweite Antriebsvorrichtung 34 werden betrieben. Eine Lichtquelle in der ersten Antriebsvorrichtung 33 emittiert einen Lichtstrahl ebenso wie das reflektierte Licht von der Oberfläche des Originaldokuments zur zweiten Antriebsvorrichtung 34 reflektiert wird. Ein Spiegel in der zweiten Antriebsvorrichtung 34 reflektiert das reflektierte Licht und gibt es in einen Lesesensor 36 über eine Abbildungslinse 35 ein. In dieser Weise werden die Inhalte des Originaldokuments gelesen.
Beim Drücken des Startschalters wird eine der Stützwalzen 14, 15 und 16 zuerst durch einen nicht gezeigten Antriebsmotor zur Drehung angetrieben und die restlichen zwei Stützwalzen werden anschließend zur Drehung angetrieben, wobei die drei Stützwalzen 14, 15 und 16 schließlich den Zwischenübertragungsriemen 10 antreiben. Gleichzeitig werden in jeder der vier Bilderzeugungseinheiten 18 jeweilige lichtempfindliche Trommeln 40 gedreht und ein einzelnes Farbbild von Schwarz, Gelb, Magenta und Zyan wird jeweils auf jeder der lichtempfindlichen Trommeln 40 erzeugt. Wenn der Zwischenübertragungsriemen 10 transportiert wird, werden die einzelnen Farbbilder nacheinander auf den Zwischenübertragungsriemen 10 übertragen und ein zusammengesetztes Farbbild wird auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 erzeugt.
Beim Drücken des Startschalters wird unterdessen eine der Papierzuführungswalzen 42 des Papierzuführungstischs 200 ausgewählt und gedreht. Blätter, die in einer der Zuführungskassetten 44 vorgesehen sind, die in mehreren Ebenen in einem Papiermodul 43 angeordnet sind, werden dann in einer Trennwalze 45 getrennt und werden einzeln einem Papierzuführungskanal 46 zugeführt. Das einzelne Blatt wird durch eine Transportwalze 47 transportiert und zu einem internen Papierzuführungskanal 48 weitergeleitet, der innerhalb des Kopiergerät-Hauptkörpers 100 vorgesehen ist, und wird in Position gehalten, wenn das Papier mit einer Resistwalze 49 in Kontakt kommt.
Alternativ wird eine Papierzuführungswalze 50 gedreht, die Blätter auf einem Tablett 51 werden manuell zugeführt, jedes Blatt wird in einer Trennwalze 52 getrennt und manuell einem Papierzuführungskanal 53 zugeführt. Das Blatt wird in Position gehalten, wenn es mit der Resistwalze 49 in Kontakt kommt.
Die Resistwalze 49 wird synchron mit dem zusammengesetzten Farbbild auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 gedreht. Das Blatt wird dann zwischen den Zwischenübertragungsriemen 10 und die sekundäre Übertragungseinheit 22 zugeführt. Das zusammengesetzte Farbbild wird durch die sekundäre Übertragungseinheit 22 auf das Blatt übertragen und eine Kopie des Farbbildes wird auf dem Blatt erhalten.
Das Blatt, auf das das Bild übertragen wurde, wird durch die sekundäre Übertragungseinheit 22 zur Fixiervorrichtung 25 transportiert. Die Fixiervorrichtung 25 fixiert das übertragene Bild durch Aufbringen von Wärme und Druck. Das Blatt wird in einem Umschaltstift 55 umgeschaltet, durch eine Auswurfwalze 56 ausgeworfen und auf einem Auswurftablett 57 gestapelt. Alternativ wird das Blatt im Umschaltstift 55 umgeschaltet und der Blattumdrehvorrichtung 28 zugeführt. Die Blattumdrehvorrichtung 28 dreht das Blatt um und leitet es wieder zur Übertragungsposition weiter. Das Blatt wird durch die Auswurfwalze 56 an das Auswurftablett 57 ausgeworfen, nachdem das Bild auf die Rückseite des Blatts ebenso gedruckt ist.
Nachdem die Bildübertragung vollendet ist, reinigt die Zwischenübertragungsriemen-Reinigungsvorrichtung 17 den restlichen Toner, der auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 verbleibt. Der Zwischenübertragungsriemen 10 bereitet sich somit wieder darauf vor, dass die Bilderzeugung durch die Tandem-Bilderzeugungsvorrichtung 20 ausgeführt wird.
Das Farbkopiergerät gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Struktur, die den Bewegungsbetrag des Zwischenübertragungsriemens 10 erfasst.
2 ist ein schematisches Diagramm einer Skala, die verwendet wird, um einen Bewegungsbetrag des Zwischenübertragungsriemens 10 zu erfassen. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils einer Bilderzeugungsvorrichtung 20 des Tandemtyps, in der Sensoren 12A, 12B und 12C als Skalenleseeinheiten vorgesehen sind, die die Skala 70 lesen, die im Zwischenübertragungsriemen 10 vorgesehen ist. Wie in 2 gezeigt, ist die Skala 70 entlang des Umfangs des inneren Umfangs des Zwischenübertragungsriemens 10 an der Kante in der Breitenrichtung befestigt. Die Sensoren 12A, 12B und 12C sind in einem speziellen Abstand von der Skala 70 zwischen der Stützwalze 14 und der Stützwalze 15 ungefähr auf halbem Wege zwischen zwei aufeinander folgenden Übertragungspositionen angeordnet. Da die Skala 70 am inneren Umfang des Zwischenübertragungsriemens 10 vorgesehen ist, können die Sensoren 12A, 12B und 12C, die die Skala 70 lesen, innerhalb des Zwischenübertragungsriemens 10 an einer vergleichsweise nicht überfüllten Stelle vorgesehen werden, die die Anordnung anderer Komponenten nicht beeinflusst. Überdies ist die Skala 70 an der Kante des Zwischenübertragungsriemens 10, d. h. auf der Rückseite des Zwischenübertragungsriemens 10, vorgesehen, die außerhalb des Bilderzeugungsbereichs liegt. Folglich können unerwartete Effekte, die aufgrund des Vorsehens der Skala 70 verursacht werden, im Bild vermieden werden.
Um die Neigung des Zwischenübertragungsriemens 10 in Richtung der Drehachse der Stützwalzen 14, 15 und 16 zu verhindern, ist ein Anschlag 73 an der Kante des Zwischenübertragungsriemens vorgesehen. Die Stützwalzen 14, 15 und 16 drehen sich innerhalb des Anschlags 73. 4 ist ein Querschnitt des Zwischenübertragungsriemens in der in 2 gezeigten Y-Richtung geschnitten. Wie in 4 gezeigt, ist, wenn sich der Zwischenübertragungsriemen 10 dreht, um die Beschädigung zu verhindern, die durch die Skala 70 verursacht wird, die die Vorderseite der Stützwalzen 14, 15 und 16 berührt, eine Walzenaussparung 15a von c, die größer ist als die Dicke der Skala 70, an den Enden der Stützwalzen 14, 15 und 16 vorgesehen.
Die Skala 70 und die Sensoren 12A, 12B und 12C können ein optisch lesbares System oder ein magnetisch lesbares System sein. Die vorliegende Ausführungsform umfasst die Skala 70, die hergestellt wird, indem abwechselnd in der Drehrichtung eine lichtreflektierende Oberfläche und eine nicht reflektierende Oberfläche mit einem winzigen und genauen Abstand auf einer Kunststofffolie angeordnet werden, und optische Sensoren, die einen konvergenten Strahl auf die Skala 70 emittieren und das reflektierte Licht von der Reflexionsoberfläche der Skala 70 lesen.
Die Skala 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine optisch lesbare Skala und wird hergestellt, indem abwechselnd in der Antriebsrichtung eine lichtreflektierende Oberfläche B und eine nicht reflektierende Oberfläche C mit einem winzigen und genauen Abstand auf einer Kunststofffolie angeordnet werden. Die lichtreflektierende Oberfläche B und die nicht reflektierende Oberfläche C können beispielsweise hergestellt werden, indem auf der Kunststofffolie ein Material wie z. B. Aluminium oder Nickel usw. abgeschieden wird, das ein hohes Reflexionsvermögen aufweist, und dann selektiv mittels eines Laserstrahls wie z. B. eines Excimerlasers usw. das abgeschiedene Material von der Oberfläche entfernt wird, die nicht reflektierend gemacht werden soll. In der Struktur der Skala 70, die in 5A und 5B gezeigt ist, ist ein Abstand P, der aus einem Paar der reflektierenden Oberfläche B und der nicht reflektierenden Oberfläche C in der Transportrichtung (entlang der Richtung a in 15A) des Zwischenübertragungsriemens 10 gebildet ist, im Bereich von 10 μm bis 20 μm festgelegt und die Breite der reflektierenden Oberfläche B ist auf die Hälfte des Abstandes P festgelegt.
6 stellt eine ideale Positionsbeziehung zwischen der Skala 70 und einem Sensor 12 dar, wenn der Sensor 12 die Skala 70 liest. Wie in 6 gezeigt, liest der Sensor 12 die im Zwischenübertragungsriemen 10 vorgesehene Skala 70 und erfasst den Bewegungsbetrag des Zwischenübertragungsriemens 10. Folglich können die Drehposition und der Bewegungsbetrag des Zwischenübertragungsriemens 10 direkt sowie genau erfasst werden. Mit anderen Worten, der Bewegungsbetrag (Drehposition), der die Ausdehnung und Kontraktion des Zwischenübertragungsriemens 10 oder den Effekt aufgrund der winzigen Differenz der Geschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel usw. umfasst, des Zwischenübertragungsriemens 10 kann genau erfasst werden. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 kann auch genau erfasst werden.
In der vorstehend beschriebenen Struktur gab es jedoch Zeiten, zu denen ein Fehler im Erfassungsergebnis des Bewegungsbetrags des Zwischenübertragungsriemens 10 aufgetreten ist. Als die Erfinder die Ursache untersuchten, wurde ersichtlich, dass die Positionsbeziehung zwischen dem Sensor 12 und der Skala 70 die ideale Beziehung war, die in 6 gezeigt ist, die das Problem direkt verursachte.
Nach dem Befestigen der Skala 70 oder des Anschlags 73 am Zwischenübertragungsriemen 10 ist es erforderlich, eine Spannung auf den Zwischenübertragungsriemen 10 mittels der Stützwalzen 13, 14 und 16 aufzubringen. Wenn in diesem Zustand der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 geringer ist als der Young-Modul der Skala 70 ist aufgrund des Verstärkungseffekts der Skala 70 die Dehnung der Kante des Zwischenübertragungsriemens 10, wo die Skala 70 vorhanden ist, geringer im Vergleich zu dem Abschnitt des Zwischenübertragungsriemens, wo die Skala fehlt. Wie in 15 gezeigt, tritt daher eine Neigung an der Verbindung zwischen der Skala 70 und dem Zwischenübertragungsriemen 10 auf. Wie in 16 gezeigt, neigt sich folglich der Winkel der Skala 70 in Bezug auf den Sensor 12, die Genauigkeit der Bewegungsgeschwindigkeitserfassung verschlechtert sich und ein Fehler tritt im Erfassungsergebnis auf. Wenn eine starke Verformung des Zwischenübertragungsriemens 10 auftritt, kann es nicht einmal möglich sein, die Geschwindigkeitserfassung auszuführen.
Daher sind in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die im Zwischenübertragungsriemen 10 und in der Skala 70 verwendeten Materialien derart, dass sie die Beziehung erfüllen, dass der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 größer ist als der Young-Modul der Skala 70.
Wenn ein Polyimid als Material für den Zwischenübertragungsriemen 10 verwendet wird und das vorstehend beschriebene Material als Material für die Skala 70 verwendet wird, liegt der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 im Bereich von 3000 Megapascal bis 7000 Megapascal, während der Young-Modul der Skala 70 im Bereich von 300 Megapascal bis 800 Megapascal liegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Young-Modul des für den Zwischenübertragungsriemen 10 verwendeten Materials 700 Megapascal und der Young-Modul des für die Skala 70 verwendeten Materials ist 550 Megapascal.
Wenn der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 höher gehalten wird als der Young-Modul der Skala 70 oder wenn im Gegenteil der Young-Modul der Skala 70 niedriger gehalten wird als der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10, dehnt sich die Skala 70 in dieser Weise, selbst wenn die Spannung auf den Zwischenübertragungsriemen 10 aufgebracht wird, gemäß der Dehnung des Zwischenübertragungsriemens 10. Folglich wird die Einwärtsbiegung der Kante des Riemens verursacht, wenn sich nur der mittlere Teil des Riemens dehnt und die Kante des Riemens nicht dehnt. Im Gegensatz dazu, wie in 6 gezeigt, neigt sich daher der Winkel der Skala 70 nicht in Bezug auf den Sensor 12. Ferner kann sich die Skala 70 aufgrund von Schwankungen in den Temperaturen zusammenziehen, wenn sie am Zwischenübertragungsriemen 10 befestigt wird. Dies kann zu einer Welligkeit im Zwischenübertragungsriemen 10 führen. Wenn jedoch der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 höher gehalten wird als der Young-Modul der Skala 70, wie in der vorliegenden Ausführungsform, wird der Zwischenübertragungsriemen 10 aufgrund der Kontraktion der Skala 70 nicht verformt und daher kann die Welligkeit des Riemens auch verhindert werden.
Wenn der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 geringer ist, nimmt das Dehnungsausmaß des Riemens aufgrund der auf den Zwischenübertragungsriemen 10 aufgebrachten Spannung zu und die Skala 70 dehnt sich auch zusammen mit dem Riemen. Die Genauigkeit der Geschwindigkeitserfassung des Sensors 12 kann garantiert werden, solange das Dehnungsausmaß der Skala 70 konstant ist. Wenn jedoch eine Schwankung im Young-Modul des Riemens besteht, variiert auch das Dehnungsausmaß der Skala 70. Es ist eine erwiesene Tatsache, dass, wenn das Dehnungsausmaß der Skala 70 in einem großen Umfang variiert, die Schwankung der erfassten Geschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 in einem solchen Umfang liegen würde, dass sie ein Bild mit schlechter Qualität ergeben würde.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn die auf den Zwischenübertragungsriemen 10 aufgebrachte Spannung als T [N/mm²] genommen wird, die maximale Länge des erzeugten Bildes als L [Millimeter] genommen wird, der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 als E [Megapascal] genommen wird und eine Schwankung im Young-Modul als α genommen wird, die folgende Beziehung erfüllt. T/E × L × α ≤ 0,03 [Millimeter]
Wenn wir annehmen, dass die auf den Zwischenübertragungsriemen 10 aufgebrachte Spannung 1 N/mm² ist, die maximale Länge L eines Bildes mit A3-Größe 420 Millimeter ist, die Schwankung im Young-Modul etwa α = 10 Prozent ist, d. h. die Schwankung α im Young-Modul 0,1 ist und, wie vorstehend beschrieben, der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 E = 7000 Megapascal ist, und wir diese Werte in die oben gezeigte Beziehung einsetzen, ist das Ergebnis 0,006 Millimeter. Dies bedeutet, dass, wenn das Bild mit A3-Größe auf den Zwischenübertragungsriemen übertragen wird, die maximale Schwankung im Abstand vom Vorderende zum Hinterende des Bildes etwa 0,006 Millimeter ist. Wenn mehrere Bilder auf den Zwischenübertragungsriemen 10 übertragen werden, ist die maximale Farbverschiebung auf den Bildern etwa 0,006 Millimeter. Gewöhnlich wird die Farbverschiebung visuell erkennbar, wenn sie 0,03 Millimeter übersteigt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, da die Farbverschiebung nur 0,006 Millimeter ist, die Farbverschiebung nicht erkennbar.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wurde der Zwischenübertragungsriemen 10, der einen Young-Modul von 7000 Megapascal aufweist, verwendet. Der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 muss jedoch nicht notwendigerweise auf diesen Wert begrenzt sein. Wenn die Spannung T 1 N/mm² ist, die maximale Bildlänge L 420 Millimeter ist und die Schwankung im Young-Modul 10 Prozent ist, stellt, wie vorstehend beschrieben, die Farbverschiebung, die nicht größer ist als 0,03 Millimeter, kein Problem dar, solange der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 nicht geringer als 1400 Megapascal ist. Es ist jedoch bevorzugter, dass der Young-Modul nicht weniger als 3000 Megapascal ist. Wenn der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10, der in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, im Bereich von 3000 Megapascal bis 7000 Megapascal gemäß dem Material variiert, besteht keine Möglichkeit für das Auftreten einer Farbverschiebung. Der Bereich des Young-Moduls des Zwischen übertragungsriemens 10 variiert auch gemäß der aufgebrachten Spannung T, der maximalen Länge L des erzeugten Bildes und der Schwankung des Young-Moduls α usw. Wie auch immer der Fall ist, ist es bevorzugt, diese Einstellungen zu wählen, damit die Farbverschiebung auf dem Bild niemals größer als 0,03 Millimeter ist.
In der herkömmlichen Technologie variiert, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit variiert, die Länge des auf den Zwischenübertragungsriemen 10 kopieren Bildes. 7A und 7B stellen eine Beziehung zwischen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Riemens 10 und einer Schwankung einer Lauflänge des Riemens dar, wobei ein herkömmlicher Zwischenübertragungsriemen 10 bzw. der Zwischenübertragungsriemen gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen werden. 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines primären Übertragungswalzenspalts, durch den das Bild auf den Zwischenübertragungsriemen 10 kopiert wird. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 variiert, während die lichtempfindliche Trommel mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, dann unterscheidet sich, wie in 8 gezeigt, an einem primären Übertragungswalzenspalt N1 die Länge des Zwischenübertragungsriemens 10, die dem Bild mit derselben Länge auf der lichtempfindlichen Trommel zugewandt ist. Wenn die Geschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 im primären Übertragungswalzenspalt N1 langsam ist, zieht sich das Bild auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 zusammen (durch ein Bezugszeichen s in 8 angegeben), und wenn die Geschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 schnell ist, dehnt sich das Bild auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 (durch ein Bezugszeichen f in 8 angegeben). 7A stellt diese Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und der Länge dar.
In 7A stellt die horizontale Achse die Position des Zwischenübertragungsriemens 10 am primären Übertragungswalzenspalt dar und die vertikale Achse stellt die Bewegungsgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 und die Länge des primären Übertragungsbildes dar. Wie durch V1 in 7A gezeigt, variierte gewöhnlich in der herkömmlichen Technologie die erfasste Bewegungsgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10, wobei sie schneller oder langsamer wurde. Gemäß der Schwankung der Geschwindigkeit nahm gewöhnlich die Länge L1 des auf den Zwischenübertragungsriemen 10 kopierten Bildes auch zu oder nahm ab.
Wenn eine Rückkopplung zur Antriebsvorrichtung gesandt wird, um die Riemengeschwindigkeit konstant zu halten, tritt die Dehnung oder Kontraktion des Bildes nicht auf und ein gutes Bild mit einem konstanten Maßstab kann erhalten werden.
In einem Farbkopiergerät gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Rückkopplungssteuersystem enthalten, um eine genaue Rückkopplungssteuerung der Laufposition und der Laufgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 auszuführen. Dieses Rückkopplungssteuersystem umfasst eine Positionserfassungsschaltung 77, die das Signal vom Sensor 12 in ein Positionssignal umsetzt, welcher die Skala 70 liest, die eine mikroskopische Kalibrierung trägt, und eine Geschwindigkeitserfassungsschaltung 78, die das Signal vom Sensor 12 in ein Geschwindigkeitssignal umsetzt. Das Rückkopplungssteuersystem bildet Nebenschleifen, die jedes Signal, jedes Positionssignal und jedes Geschwindigkeitssignal gegenkoppeln.
In dem in 9 gezeigten Rückkopplungssteuersystem ist die Struktur einer Zwischenübertragungseinheit, die gesteuert werden soll, in vier Blöcke unterteilt, nämlich eine Antriebsmotoreinheit 75, eine mechanische Einheit 76, den Zwischenübertragungsriemen 10 und die Skala 70, und stellt ein Modell dar, das gemäß den Substitutionsprinzipien der Rückkopplungssteuerung verbunden ist. Die Antriebsmotoreinheit 75 umfasst einen nicht gezeigten Antriebsmotor und eine Drehachse usw. und dreht sich gleichmäßig. Die mechanische Einheit 76 ist aus drei Stützwalzen 14, 15 und 16 hergestellt und mit dem Zwischenübertragungsriemen 10 aufgrund der Reibung gekoppelt und überträgt die Drehung auf die Antriebsmotoreinheit 75.
Der Zwischenübertragungsriemen 10 und die Skala 70 bilden eine Einheit und die Einheit dreht sich gemäß der Reibung mit der mechanischen Einheit 76. Bei der Drehbewegung des Zwischenübertragungsriemens 10 und der Skala 70 wird folglich die Schwankung in der Geschwindigkeit des Antriebsmotors sowie im Rollen der drei Stützwalzen 14, 15 und 16 aufgrund der Reibung zum Zwischenübertragungsriemen 10 und zur Skala 70, die die mikroskopische Kalibrierung trägt, ausgebreitet. Folglich kann der Sensor 12 den Bewegungsbetrag (Drehposition) des Zwischenübertragungsriemens 10 genau erfassen. Mit anderen Worten, die Positionssignale und die Geschwindigkeitssignale, die durch Berechnen aus dem Ausgangssignal des Sensors 12 erhalten werden, sind das genaue Ergebnis der Erfassung, die für den Zwischenübertragungsriemen 10 direkt ausgeführt wird.
Da das genaue Erfassungsergebnis des Bewegungsbetrags (Drehposition) des Zwischenübertragungsriemens 10 erhalten werden kann, kann die Korrektur im Schreibzeitpunkt auch genau ausgeführt werden.
Eine Positionssteuerschaltung 71 berechnet die Differenz zwischen den genauen und feinen Positionssignalen von der Positionserfassungsschaltung 77 und einem Positionsbefehl (Zielposition) und kann einen Geschwindigkeitsbefehl (Zielgeschwindigkeit) genau berechnen und ausgeben. Eine Geschwindigkeitssteuerschaltung 72 berechnet die Differenz zwischen dem genauen Geschwindigkeitsbefehl (Zielgeschwindigkeit) von der Positionssteuerschaltung 71 und den Geschwindigkeitssignalen von der Geschwindigkeitserfassungsschaltung 78. Die Geschwindigkeitssteuerschaltung 72 berechnet dann die genaue elektrische Energie, die zum nicht gezeigten Antriebsmotor geliefert wird, und gibt sie an eine Schaltung 73 zur Umsetzung von elektrischer Leistung aus und steuert den Antriebsmotor. Folglich ist es möglich, den Bewegungsbetrag (Drehposition) des Zwischenübertragungsriemens 10 genau und fein mit einer Rückkopplung zu steuern.
Das in 9 gezeigte Rückkopplungssteuersystem kann aus einer analogen Schaltung oder einer digitalen Schaltung hergestellt werden. Elektronische Komponenten, die leicht auf dem Mark erhältlich sind und sehr zuverlässige Operationen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit ausführen, können als Positionserfassungsschaltung 77, als Geschwindigkeitserfassungsschaltung 78, als Positionssteuerschaltung 71 und als Geschwindigkeitssteuerschaltung 72 verwendet werden. Ein Operationsverstärker, ein Zähler, ein Analog-Digital-Umsetzer, ein Digital-Analog-Umsetzer usw. können beispielsweise in der Struktur verwendet werden. Die Schaltung 73 zur Umsetzung von elektrischer Leistung kann aus üblicherweise verwendeten Transistoren wie z. B. einem Bipolartransistor (Silicium usw.), einem Feldeffekttransistor usw. hergestellt werden.
Wie in 3 gezeigt, wird die Geschwindigkeitssteuerung des Zwischenübertragungsriemens 10 auf der Basis des Mittelwerts der von den drei Sensoren 12A, 12B und 12C erfassten Geschwindigkeiten ausgeführt. Folglich ist es möglich, die Riemengeschwindigkeit in jeder Übertragungsposition konstanter zu halten. 7B stellt die Länge des Bildes in einem solchen Fall dar. Wie durch V2 in 7B gezeigt, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 durch Antriebssteuerung des Zwischenübertragungsriemens 10 konstant. Wenn die Geschwindigkeit des Zwischenübertragungsriemens 10 konstant gehalten wird, wird die Länge L2 des auf den Zwischenübertragungsriemen 10 kopierten Bildes auch konstant.
In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Sensoren – 12A, 12B und 12C – vorgesehen. Es ist jedoch möglich, die Anzahl von Sensoren auf einen oder zwei zu verringern. Wenn nur ein Sensor vorgesehen ist, wird die Geschwindigkeitssteuerung des Zwischenübertragungsriemens 10 auf der Basis des Ergebnisses der Erfassung durch diesen Sensor ausgeführt.
10A bis 10C sind Querschnitte des Zwischenübertragungsriemens als Modifikationen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer in 2 gezeigten Z-Richtung geschnitten. Der Zwischenübertragungsriemen 10 ist mit einer Schutzdichtung als befestigtem Material versehen, um die Kanten des Zwischenübertragungsriemens 10 zu schützen. Die Skala 70 und der Anschlag 73 sind auch vorgesehen. Eine Schutzdichtung 90 wird aus Polyethylenterephthalat hergestellt und wird befestigt, um Risse usw. an den Kanten des Zwischenübertragungsriemens 10 zu verhindern.
Wie in 10A gezeigt, kann die Schutzdichtung 90 an der äußeren Oberfläche an der Kante des Zwischenübertragungsriemens 10 vorgesehen werden, wo die Skala 70 nicht vorgesehen ist. Die Schutzdichtung 90 kann sich anderswo am Zwischenübertragungsriemen 10 befinden, wie z. B. auf der äußeren Oberfläche an beiden Kanten des Zwischenübertragungsriemens 10, wie in 10B gezeigt, oder an der inneren Oberfläche an der Kante des Zwischenübertragungsriemens 10, wo die Skala 70 nicht vorgesehen ist. Die Schutzdichtung 90 kann an verschiedenen anderen Stellen vorgesehen werden und ist nicht notwendigerweise auf die in 10A bis 10C gezeigten Positionen begrenzt.
In der vorliegenden Ausführungsform erfüllen der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 und der Young-Modul der Schutzdichtung 90 die Beziehung, dass der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 größer ist als der Young-Modul der Schutzdichtung.
Wenn das vorstehend beschriebene Material als Material für die Schutzdichtung verwendet wird, liegt der Young-Modul der Schutzdichtung im Bereich von 300 Megapascal bis 800 Megapascal. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Young-Modul der Schutzdichtung auf 550 Megapascal festgelegt, d. h. denselben wie jenen der Skala 70.
In der vorliegenden Ausführungsform erfüllen der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 und der Young-Modul des Anschlags 73 die Beziehung, dass der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 größer ist als der Young-Modul des Anschlags 73.
In der vorliegenden Ausführungsform besitzt das Material für den Anschlag eine integrierte Struktur aus Urethankautschuk und Polyethylenterephthalat, das innerhalb des Polyurethankautschuks vorgesehen ist. Der Young-Modul des Anschlags ist auf 550 Megapascal festgelegt, d. h. denselben wie jenen der Skala 70. Wenn der Anschlag eine Dicke von etwa 1 Millimeter aufweist, was mehr ist als die Dicke der Skala 70 usw., kann ein Polyurethankautschuk mit niedrigem Young-Modul auch verwendet werden. Ein solcher Anschlag besitzt einen geeigneten Young-Modul im Bereich von 2 Megapascal bis 10 Megapascal. Der Anschlag, der aus Polyurethankautschuk und Polyethylenterephthalat besteht, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist jedoch stärker.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als nächstes erläutert. In der ersten Ausführungsform wurde die vorliegende Erfindung auf den Zwischenübertragungsriemen 10 angewendet, der in einem Farbkopiergerät eines indirekten Übertragungssystems des Tandemtyps vorgesehen war. Es ist jedoch auch möglich, die vorliegende Erfindung auf einen Blatttransportriemen 60 (11) anzuwenden, der als Übertragungsblatt-Transportriemen in einem Farbkopiergerät eines Direktübertragungssystems des Tandemtyps verwendet wird. 11 ist ein schematisches Diagramm einer Bildverarbeitungsvorrichtung 20 eines Direktübertragungssystems des Tandemtyps und des Blatttransportriemens 60 und von Teilen in seiner Nähe.
Ein Blatt S steht in engem Kontakt mit dem Blatttransportriemen 60 und wird entlang der in 11 gezeigten Richtung b getragen. Mittels vier Bildübertragungsvorrichtungen 2Y, 2M, 2C und 2B wird jedes Tonerbild direkt auf das Blatt S an den jeweiligen Übertragungswalzenspalten Ny, Nm, Nc und Nb übertragen.
In dem Blatttransportriemen 60 ist auch eine Skala 70 an der Kante in der Breitenrichtung ähnlich jener des Zwischenübertragungsriemens 10 in der ersten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Der Young-Modul der Skala 70 ist geringer als der Young-Modul des Blatttransportriemens 60. Sensoren 12A, 12B und 12C für die Geschwindigkeitserfassung sind in Positionen vorgesehen, die ungefähr auf halbem Wege zwischen zwei aufeinander folgenden Übertragungspositionen liegen, und die Bewegungsgeschwindigkeit des Blatttransportriemens 60 kann erfasst werden.
In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf der Basis des Ergebnisses der Bewegungsgeschwindigkeitserfassung des Blatttransportriemens 60 der Startzeitpunkt der Bilderzeugung durch die Bilderzeugungsvorrichtung 20 mit Rückkopplung gesteuert.
In dem Farbkopiergerät gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein in 12 gezeigtes Rückkopplungssteuersystem enthalten, um eine genaue Rückkopplungssteuerung der Laufposition und der Laufgeschwindigkeit des Blatttransportriemens 60 auszuführen. Dieses Rückkopplungssteuersystem umfasst eine Positionserfassungsschaltung 77, die das Signal vom Sensor 12 in ein Positionssignal umsetzt, welcher die Skala 70 liest, die eine mikroskopische Kalibrierung trägt, die auf der inneren Oberfläche des Blatttransportriemens 60 vorgesehen ist, und eine Geschwindigkeitserfassungsschaltung 78, die das Signal vom Sensor 12 in ein Geschwindigkeitssignal umsetzt. Das Rückkopplungssteuersystem bildet Nebenschleifen, die jedes Signal, jedes Positionssignal und jedes Geschwindigkeitssignal gegenkoppeln.
In dem in 12 gezeigten Rückkopplungssteuersystem ist die Struktur einer Blatttransporteinheit, die gesteuert werden soll, in vier Blöcke unterteilt, nämlich eine Antriebsmotoreinheit 75, eine mechanische Einheit 76, den Blatttransportriemen 60 und die Skala 70, und stellt ein Modell dar, das gemäß den Substitutionsprinzipien der Rückkopplungssteuerung verbunden ist. Die Antriebsmotoreinheit 75 umfasst einen nicht gezeigten Antriebsmotor und eine Drehachse usw. und dreht sich gleichmäßig. Die mechanische Einheit 76 ist aus zwei Stützwalzen hergestellt und ist mit dem Blatttransportriemen aufgrund der Reibung gekoppelt und überträgt die Drehung auf die Antriebsmotoreinheit 75.
Der Blatttransportriemen 60 und die Skala 70 bilden eine Einheit und die Einheit dreht sich gemäß der Reibung mit der mechanischen Einheit 76. Folglich wird bei der Drehbewegung des Blatttransportriemens 60 und der Skala 70 die Schwan kung der Geschwindigkeit des Antriebsmotors sowie des Rollens der zwei Stützwalzen aufgrund der Reibung zum Blatttransportriemen 60 und zur Skala 70, die die mikroskopische Kalibrierung trägt, ausgebreitet. Folglich kann der Sensor 12 den Bewegungsbetrag (Drehposition) des Blatttransportriemens 60 genau erfassen. Mit anderen Worten, die Positionssignale und die Geschwindigkeitssignale, die durch Berechnen aus dem Ausgangssignal des Sensors 12 erhalten werden, sind das genaue Ergebnis der Erfassung, die direkt für den Blatttransportriemen 60 ausgeführt wird. Da das genaue Erfassungsergebnis des Bewegungsbetrags (Drehposition) des Blatttransportriemens 60 erhalten werden kann, kann die Korrektur des Schreibzeitpunkts auch genau ausgeführt werden.
Eine Positionssteuerschaltung 71 berechnet die Differenz zwischen den genauen und feinen Positionssignalen von der Positionserfassungsschaltung 77 und einem Positionsbefehl (Zielposition) und kann einen Geschwindigkeitsbefehl (Zielgeschwindigkeit) genau berechnen und ausgeben. Eine Geschwindigkeitssteuerschaltung 72 berechnet die Differenz zwischen dem genauen Geschwindigkeitsbefehl (Zielgeschwindigkeit) von der Positionssteuerschaltung 71 und den Geschwindigkeitssignalen von der Geschwindigkeitserfassungsschaltung 78. Die Geschwindigkeitssteuerschaltung 72 berechnet dann die genaue elektrische Energie, die zum nicht gezeigten Antriebsmotor geliefert wird, und gibt sie an eine Schaltung 73 zur Umsetzung von elektrischer Leistung aus und steuert den Antriebsmotor. Folglich ist es möglich, den Bewegungsbetrag (Drehposition) des Blatttransportriemens 60 genau und fein durch Rückkopplung zu steuern.
Das in 12 gezeigte Rückkopplungssteuersystem kann aus einer analogen Schaltung oder einer digitalen Schaltung hergestellt werden. Elektronische Komponenten, die leicht auf dem Markt erhältlich sind und sehr zuverlässige Operationen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit ausführen, können als Positionserfassungsschaltung 77, als Geschwindigkeitserfassungsschaltung 78, als Positionssteuerschaltung 71 und als Geschwindigkeitssteuerschaltung 72 verwendet werden. Ein Operationsverstärker, ein Zähler, ein Analog-Digital-Umsetzer, ein Digital-Analog-Umsetzer usw. können beispielsweise in der Struktur verwendet werden. Die Schaltung 73 zur Umsetzung von elektrischer Leistung kann aus üblicherweise verwendeten Transistoren wie z. B. einem Bipolartransistor (Silicium usw.), einem Feldeffekttransistor usw. hergestellt werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann durch Umschalten auf die Steuerung des Antriebszeitpunkts des Blatttransportriemens 60 der Startzeitpunkt der Bilderzeugung auch gesteuert werden. In diesem Fall wird aus dem Ergebnis der Bewegungsgeschwindigkeitserfassung des Blatttransportriemens 60 und dem Abstand zwischen dem Übertragungswalzenspalt jeder Farbe Ny, Nm, Nc und Nb die Zeit, die erforderlich ist, damit die Übertragungsposition des Blatts S durch den Übertragungswalzenspalt für jede Farbe Ny, Nm, Nc und Nb hindurchläuft, berechnet. Durch Hinausschieben des Startzeitpunkts der Operation um die Menge dieser berechneten Zeit können die Enden des Bildes genauer abgeglichen werden als in dem Fall, in dem die Operation mit einem festen Startzeitintervall der Operation ausgeführt wird.
Selbst wenn der Blatttransportriemen 60 genau angetrieben wird, können Schwankungen im Koeffizienten der Oberflächenreibung oder der Härte des Blatts selbst bestehen und das Blatt kann sich in einer unerwarteten Weise verschieben. Daher ist es erwünscht, die Verschiebung der Übertragungsposition, die aufgrund der Schwankung der Bewegungsgeschwindigkeit des Blatttransportriemens 60 verursacht wird, so weit wie möglich zu vermeiden.
In dem Farbkopiergerät gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Skala 70, die für die Geschwindigkeitserfassung verwendet wird, und die Sensoren 12A, 12B und 12C auf der inneren Oberfläche des Zwischenübertragungsriemens 10 oder des Blatttransportriemens 60 angeordnet. Folglich besteht weniger Störung der Anordnung für die anderen Teile wie z. B. die lichtempfindliche Trommel oder die Entwicklungsvorrichtung usw. und die ganze Vorrichtung kann miniaturisiert werden. Ferner können Fehler in der Erfassung aufgrund der Tonermarken verhindert werden.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform wurde eine Vorrichtung des Tandemtyps verwendet, die mehrere lichtempfindliche Trommeln enthielt. Die Vorrichtung, die für die vorliegende Erfindung geeignet ist, ist jedoch nicht nur auf eine solche Vorrichtung des Tandemtyps begrenzt. Ein Drucker des Einzeltrommeltyps eines indirekten Übertragungssystems kann beispielsweise auch verwendet werden. Der Drucker des Einzeltrommeltyps ist ein Farbdrucker, der nach der Übertragung eines zusammengesetzten Farbbildes, das erzeugt wird, indem nacheinander auf einer der lichtempfindlichen Trommel 40 auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 entwickelt wird, welcher durch mehrere Stützwalzen gedreht wird, das zusammengesetzte Farbbild auf dem Zwischenübertragungsriemen auf das Blatt S serienüberträgt. In diesem Drucker ist die Skala 70 gemäß der vorliegenden Erfindung am inneren Umfang vorgesehen und kann durch den Sensor 12 erfasst werden. Dieselben Ergebnisse wie jene der ersten und der zweiten Ausführungsform können mit einer solchen Struktur erhalten werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 höher festgelegt als der Young-Modul der Skala 70. Folglich biegen sich die Kanten des Riemens nicht nach innen und der Winkel der Skala 70 neigt sich nicht in Bezug auf den Sensor 12. Folglich kann eine genauere Geschwindigkeitserfassung des Riemens ausgeführt werden.
In einer weiteren Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 höher festgelegt als der Young-Modul der Schutzdichtung. Folglich biegen sich die Kanten des Riemens nicht nach innen und eine genauere Geschwindigkeitserfassung des Riemens kann ausgeführt werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 derart festgelegt, dass die Farbverschiebung auf dem tatsächlichen Bild nicht größer ist als 0,03 [mm]. Folglich kann die Farbverschiebung gewöhnlich in einem Ausmaß gesteuert werden, so dass sie visuell nicht erkennbar ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Antriebsmotor, der als Antriebsquelle des Zwischenübertragungsriemens 10 verwendet wird, auf der Basis des Erfassungsergebnisses der Sensoren 12A, 12B und 12C gesteuert. Folglich wird die Geschwindigkeitssteuerung des Zwischenübertragungsriemens 10 ausgeführt und die Riemengeschwindigkeit in jeder Übertragungsposition kann konstant gehalten werden. Daher kann ein besseres Farbbild, das keine Bildfarbverschiebung aufweist, auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 erzeugt werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Startzeitpunkt der Operation auf der Basis des Ergebnisses der Bewegungsgeschwindigkeitserfassung des Blatttransportriemens 60 gesteuert und folglich wird die Vorderkantenstelle des auf das Blatt kopierten Vierfarbbildes erhalten. Daher kann ein besseres Farbbild, das keine Farbbildverschiebung aufweist, auf dem Blatt erzeugt werden.
In der Variation gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Young-Modul des Zwischenübertragungsriemens 10 höher festgelegt als der Young-Modul des Anschlags 73. Folglich biegen sich die Kanten des Riemens nicht nach innen und eine genauere Geschwindigkeitserfassung des Riemens kann ausgeführt werden. Da der Anschlag 73 auf die Seitenflächen der Stützwalzen 14, 15 und 16 trifft und nicht mit den Ecken der Walzen zusammenstößt oder auf die Seitenflächen der Walzen ansteigt, kann eine Funktionsstörung im Antrieb des Riemens auch verhindert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung auf den Zwischenübertragungsriemen 10 angewendet, der vorübergehend das von der lichtempfindlichen Trommel kopierte Bild trägt. Folglich kann die Farbverschiebung des zusammengesetzten Farbbildes, das auf dem Zwischenübertragungsriemen 10 erzeugt wird, verhindert werden und ein besseres Farbbild kann erhalten werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung auf den Blatttransportriemen 60 angewendet, der das Blatt trägt, auf das das Bild kopiert wird. Folglich besteht keine Positionsverschiebung, die aufgrund der Schwankung der Geschwindigkeit des Blatttransportriemens 60 verursacht wird, in der Bildübertragungsposition des auf dem Blatttransportriemen 60 getragenen Blatts. Wenn das auf dem Blatttransportriemen 60 getragene Blatt mit derselben Geschwindigkeit wie jener des Riemens getragen wird, kann folglich ein besseres Bild mit einer genauen Übertragungsposition und ohne Farbverschiebung erhalten werden.
In der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 besteht keine Verformung des rotierenden Riemens aufgrund der Differenz der Dehnung des rotierenden Riemens in dem Abschnitt, in dem das befestigte Material vorhanden ist, und in dem Abschnitt, in dem das befestigte Material fehlt. In einer Bilderzeugungsvorrichtung, in der ein rotierender Riemen verwendet wird, wobei das befestigte Material an einem Abschnitt in der Breitenrichtung befestigt ist, kann folglich die unerwartete Verformung, die aufgrund des befestigten Materials des rotierenden Riemens verursacht wird, wirksam verhindert werden.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2002-271704, eingereicht in Japan am 18. September 2002.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine spezielle Ausführungsform für eine vollständige und klare Offenbarung beschrieben wurde, sollen die beigefügten Ansprüche nicht so begrenzt sein, sondern sollen als alle Modifikationen und alternativen Konstruktionen verkörpernd aufgefasst werden, die einem Fachmann in den Sinn kommen können und die in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Bilderzeugungsvorrichtung, die umfasst: einen rotierenden Riemen (10), um ein Bild zu erzeugen oder um ein Medium, auf das ein Bild direkt übertragen wird, zu transportieren, und eine Skala (70), um einen Bewegungsbetrag in einer Bewegungsrichtung des rotierenden Riemens (10) zu detektieren, wobei die Skala (70) an einem Abschnitt des rotierenden Riemens (10) befestigt ist und sich in Richtung der Bewegung des rotierenden Riemens (10) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass: das Material der Skala (70) einen Young-Modul besitzt, der kleiner als der Young-Modul des rotierenden Riemens (10) ist.
Bildererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Schutzdichtung (90) umfasst, um eine Kante des rotierenden Riemens (10) vor einem Verschleiß zu schützen, wobei die Schutzdichtung (90) an einem Abschnitt des rotierenden Riemens (10) befestigt ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Skala (70) eine Breite und eine Länge besitzt und einen reflektierenden Teil (B) und einen nicht reflektierenden Teil (C) aufweist, die wiederholt auf der Länge der Skala (70) in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Skala (70) eine Breite und eine Länge besitzt und einen magnetischen Teil und einen nicht magnetischen Teil aufweist, die wiederholt auf der Länge der Skala (70) in einem vorgegebenen Intervall angeordnet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Young-Modul des rotierenden Riemens (10) die folgende Beziehung erfüllt: T/E × L × α ≤ 0,03 [Millimeter]wobei T eine Spannung in [N/mm²] ist, die auf den rotierenden Riemen ausgeübt wird, E der Young-Modul des rotierenden Riemens in [MPa] ist, L eine maximale Bildlänge in [Millimeter] ist und α eine prozentuale Schwankung des Young-Moduls ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Antriebseinheit (75), die den rotierenden Riemen (10) antreibt; eine Leseeinheit (12), die die Skala (70) abliest; und eine Steuereinheit (72), die die Antriebseinheit (75) anhand eines Ableseergebnisses der Skala durch die Leseeinheit steuert.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen Anschlag (73) umfasst, um zu verhindern, dass der rotierende Riemen (10) zu einer Kantenseite vorbelastet wird, während er angetrieben wird, wobei der Anschlag (73) an einem Abschnitt des rotierenden Riemens (10) befestigt ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine Antriebseinheit (75), die den rotierenden Riemen (10) antreibt; eine Leseeinheit (12), die die Skala (70) abliest; und eine Zeitsteuereinheit, die einen Startzeitpunkt eines Bilderzeugungsbetriebs anhand eines Ableseergebnisses der Leseeinheit (12) steuert.