JP2007112083A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストを抑えながら画像品質の低下を抑制する工夫が図られた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 連続紙を駆動するトラクタを循環させるモータが、画像形成部による像担持体への電荷付与タイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの間のうちの所定期間は回転を停止しておき、所定期間が経過した時点で回転を開始しプロセス回転速度よりも遅い所定の中間回転速度に到達するまで等加速度で回転し、回転速度が中間回転速度に到達した時点で加速度を徐々に低下させながら回転速度がプロセス回転速度に到達するものであって、さらに、回転速度がプロセス回転速度に到達した後トナー像転写開始タイミングが到来するまで該プロセス回転速度を維持する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、両側部に搬送用の孔が所定のピッチで穿設された連続紙上に画像形成を行う画像形成装置に関する。

従来より、所定の電荷を付与した後に像担持体の表面を露光して形成した静電潜像をトナーで現像して得たトナー像を用紙上に転写する画像形成部を経由する搬送路に沿って、両側部に搬送用の孔が所定のピッチで穿設された連続紙を搬送し、この連続紙上にトナー像を転写し定着することによりこの連続紙上に画像形成を行う画像形成装置が知られている。

この様な画像形成装置では、搬送路上の、画像形成部を挟む上流側および下流側に配備されたトラクタが、連続紙両側の孔にピンを掛けて連続紙を駆動している。

ところで、近年の、画像形成装置に対する画像形成処理速度の高速化要請に応えるためには、連続紙へのトナー像の転写速度の高速化が不可欠であるが、これに伴い連続紙の搬送速度にも高速化が要求される。そのため、トラクタを循環させるステッピングモータには、高加速性と目標速度到達後の高収束性とが求められている。

そこで、トナー像形成動作のうちの所定のタイミングからトナー像転写開始タイミングまでの間のステッピングモータの回転速度を、図１に細線で示す様に変化させることが考えられる。

図１は、ステッピングモータの回転速度の変化を示すグラフ図である。

ここで、図１に細線で示す様にステッピングモータの回転速度を変化させると、ステッピングモータの回転速度が目標速度に到達した直後にトナー像の転写タイミングを迎えることとなり、ステッピングモータの回転速度が安定しないままトナー像の転写が行われ、転写滲みが発生するおそれがある。

そこで、図１に点線で示す様に、目標速度に早期に到達し、その後その速度を維持することでモータの回転速度を安定させてトナー像転写タイミングを迎えることが考えられる。

ところが、トナー像形成動作のうちの所定のタイミングからトナー像転写開始タイミングまでの間に所定のパルス数を入力して連続紙を所定量搬送させるようにしている環境下では、図１に点線で示すように回転角度を変化させると、トナー像転写開始タイミングを迎えたときには、入力パルス数が細線に示す場合に比べて多く入力することになる。そうなると、連続紙は、細線の場合に比べ進みすぎた状態となり、転写位置がズレてしまうという問題がある。

そこで、回転速度の変化を図１の太線で示す様に略Ｓ字で変化させる提案がなされている（特許文献１参照）。
特開平１０−１０４９１６号公報

ステッピングモータの回転速度を図１に太線で示すように変化させると、モータの回転速度が安定した状態でトナー像転写タイミングを迎えることができ、かつ、入力パルスオーバーによる転写位置のズレはないものの、途中の急加速を実現するためにステッピングモータの定格アップが必要となりコストがかさむという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、コストを抑えながら画像品質の低下を抑制する工夫が図られた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
像担持体表面に所定の電荷を付与しこの像担持体の表面を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像してトナー像を得る画像形成部を経由する搬送路に沿って、両側部に所定のピッチで搬送用の孔が穿設された連続紙を搬送し、上記画像形成部においてこの連続紙上にトナー像を転写しさらに、この連続紙上のトナー像を定着することによりこの連続紙上に画像形成を行う画像形成装置において、
上記搬送路上に配備され、上記連続紙両側の孔にピンを掛けて循環することでこの連続紙を駆動するトラクタと、
トナー像転写開始タイミングが到来する前までに回転速度が所定のプロセス回転速度に到達するように回転して上記トラクタを循環駆動するモータとを備え、
上記モータが、上記画像形成部による上記像担持体への電荷付与開始タイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの間のうちの最初の所定期間は回転を停止しておき、この所定期間が経過した時点で回転を開始して上記プロセス回転速度よりも遅い所定の中間回転速度に到達するまで等加速度で回転速度を上げ、回転速度がこの中間回転速度に到達した時点で加速度を徐々に低下させながら回転速度をこのプロセス回転速度に到達させて、このプロセス回転速度を維持するものであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置のモータは、回転速度が中間速度に到達するまで等加速度で回転を続け、その後、その加速度を徐々に低下させながら回転速度がプロセス速度に到達するとトナー像転写開始タイミングが到来するまでそのプロセス回転速度を維持する。これにより、本発明の画像形成装置では、略Ｓ字で回転速度を上昇させる場合に比べモータにかかる負荷を軽減することができ、また、回転速度を等加速度で終始上昇させる場合に比べトナー像転写タイミングを迎えた際の回転速度を安定させることができる。したがって、本発明の画像形成装置によれば、モータの定格アップは必要なく、また、転写滲みの発生も防止できることから、コストを抑えながら画像品質の低下を抑制することができる。

ここで、上記モータは、上記所定期間が、この所定期間の開始タイミングから上記転写開始タイミングまでの時間のうちの２０％以下の時間になるように回転を停止しておくことが好ましく、また、上記モータは、この所定期間の開始タイミングから上記転写開始タイミングまでの時間に対する５０％以上の時間をかけて回転速度が上記中間回転速度に到達するものであることも好ましい態様であり、また、モータは、この所定期間の開始タイミングから上記転写開始タイミングまでの時間に対する８０％以上の時間をかけて回転速度が上記プロセス回転速度に到達するものであることが好ましい。

この様にすると、等加速度で回転速度を上昇させる際の加速度の値を抑えることができ、モータへの負荷を軽減することができる。

ここで、上記モータが、上記搬送路を搬送する連続紙の厚みが厚ければ厚いほど上記所定期間が短くなるように回転を停止しておくと共に、この搬送路を搬送する連続紙の厚みが厚ければ厚いほど遅いタイミングで、回転速度が上記プロセス回転速度に到達するものであることが好ましい。

連続紙の厚みが厚ければ厚いほど、モータの回転速度が等加速で上昇する際のモータトルクは増大するものの、回転速度がプロセス速度に到達してからの回転速度は短時間で安定することから、上記所定期間を短くし、かつ、プロセス回転速度に到達してからトナー像転写タイミングまでの時間を短くすることで連続紙の厚みの変化によるモータトルクの増大を抑制することができる。

本発明の画像形成装置によれば、コストを抑えながら画像品質の低下を抑制することができる。

以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。

図２は、本発明の画像形成装置の第１実施形態の概略構成図である。

図２に示すプリンタ１は、外部から送信されてくる画像データを受信し、受信した画像データに応じて、両側部に孔が穿設された、ピンフィールド紙と呼ばれる連続紙上に画像形成を行うプリンタである。

また、図１に示すプリンタ１は、右側下部に位置する、このプリンタ１全体を制御する制御部１０と、その上方に位置する、感光体表面に静電潜像を形成し、トナーで現像したトナー像を、両側部に搬送用の孔が穿設された連続紙であるピンフィールド連続紙上に転写する画像形成部１１と、画像形成部１１よりも搬送路下流側に配備され、連続紙上に転写されたトナー像を定着する定着器１２と、定着器１２よりも搬送路下流側に配備されたスカッフローラ部１３と、中央下部に位置する、連続紙１００が収容される用紙ホッパー部１４と、定着が終了した連続紙１００を回収する用紙スタッカ部１５と、連続紙１００の両側部に穿設された孔にピンをかけて連続紙１００を駆動する上流側トラクタ１６ａおよび下流側トラクタ１６ｂを有するトラクタ部１６と、連続紙１００を搬送路にロードする際に用いるサブトラクタ１７と、上流側トラクタ１６ａよりも搬送路上流側に配備されたバックテンションローラ部２０と、搬送される連続紙の厚みを検出する厚み検出部１８と、搬送路を形成するために配備されたガイド４０と、その他の回転ローラ４１とで構成されている。

画像形成部１１は、詳細な説明は公知の技術であるので省略するが、帯電器１１ａ、露光器１１ｂ、現像器１１ｃ、転写器１１ｄ、および感光体１１ｅ等で構成されている。

スカッフローラ部１３は、下流側トラクタ１６ｂよりも搬送路下流側に配備された、連続紙１００をニップする一対の回転ローラからなり、一方の回転ローラの表面速度を連続紙１００の搬送速度よりも速くすることで、連続紙１００の、このスカッフローラ部１３と下流側トラクタ１６ｂとの間に差し掛かった部分のテンションを確保している。

バックテンションローラ部２０は、上流側トラクタ部１６よりも搬送路上流側に配備された、連続紙１００をニップする一対の回転ローラからなり、一方の回転ローラの表面速度を連続紙１００の搬送速度よりも遅くすることで、連続紙１００の、バックテンションローラ部２０と上流側トラクタ１６ａとの間に差し掛かった部分のテンションを確保している。

図３は、図２に示す、トラクタ部の周辺の拡大図である。

図３に示すトラクタ部１６は、上流側トラクタ１６ａ、下流側トラクタ１６ｂ、および、これらトラクタを循環駆動するモータ１６ｃで構成されており、このモータ１６ｃは、図１にも示す制御部１０によって制御されている。

また、このモータ１６ｃは、帯電器１１ａによって所定の電荷が付与された感光体表面への露光器１１ｂによる露光開始タイミングから１００ｍｓｅｃ経過時点から所定期間停止した後、トナー像転写動作の際に必要とされるプロセス回転速度よりも遅い所定の中間回転速度に到達するまで等加速度での回転を開始する。

さらに、モータ１６ｃは、回転速度がこの中間回転速度に到達した後はこの加速度を徐々に低下させながら回転速度が上述のプロセス回転速度に到達するように回転し、回転速度がプロセス回転速度に到達した後トナー像転写開始タイミングが到来するまでこのプロセス回転速度を維持するように回転する。尚、図３には、詳しくは後述する厚み検出部１８も制御部１０に接続されている様子が示されている。

図４は、図３に示すモータの回転速度の変化の様子を示す図である。

図４には、縦軸に回転速度、横軸に、露光器による露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの時間がとられており、モータ１６ｃの回転速度の変化が、太線で示されている。

図４に示す太線からは、露光器による露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの時間を１００％とした場合に、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから２０％の時間が回転速度ゼロ、その後、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから７０％の時間をかけて回転速度が中間速度Ａに達すると、さらに、加速度を徐々に低下させながら、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから９０％の時間をかけて回転速度が該プロセス回転速度に到達し、その後、そのプロセス速度を１０％の間維持する。

また、図４には、図１にも示す、従来のモータの回転速度の変化の様子が比較のために細線および一点鎖線で示されており、このモータ１６ｃの回転速度が太線に示すように変化することで、細線に比べトナー像の転写開始タイミングにおける速度が安定すると共に、一点鎖線に比べトルクの増大を抑えることができる。さらには、このモータ１６ｃによれば、太線と細線に挟まれた２つの斜線部分の面積が等しくなっており、これにより、トナー像を転写する際に連続紙が行き過ぎた状態となって発生する転写ズレも防止されている。したがって、本実施形態のプリンタ１によれば、モータ１６ｃの定格アップは必要なく、また、転写滲みの発生も防止できることから、コストを抑えながら画像品質の低下を抑制することができる。

また、このプリンタ１のモータ１６ｃは、露光開始タイミングから１００ｍｓｅｃ経過時点からの速度ゼロ期間が、露光開始タイミングから１００ｍｓｅｃ経過時点から上記転写開始タイミングまでの時間のうちの２０％以下の時間で、また、上記時間に対する５０％以上の時間をかけて回転速度が中間回転速度Ａに到達し、さらには、上記時間に対する８０％以上の時間をかけて回転速度が上記プロセス回転速度に到達するものであることから、等加速度で回転速度を上昇させる際の加速度の値を抑えることができ、モータへの負荷を軽減することができる。尚、本発明は、モータ１６ｃが、画像形成部１１による感光体１１ｅへの電荷付与タイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの間のうちの所定期間は回転を停止しておき、この所定期間が経過した時点で回転を開始し、プロセス回転速度よりも遅い所定の中間回転速度に到達するまで等加速度で回転し、回転速度がこの中間回転速度に到達した時点でこの加速度を徐々に低下させながら回転速度がプロセス回転速度に到達するものであって、さらに、回転速度がプロセス回転速度に到達した後トナー像転写開始タイミングが到来するまでこのプロセス回転速度を維持するものであれば、この態様にかぎるものではない。

ここで、図５は、モータの回転速度の、図４の太線で示す変化とは異なる変化を示すグラフ図である。

図５には、図４に回転速度の変化が示されているモータ１６ｃに、図４に示す変化とは異なる変化を行わせた場合が示されており、ここでは、このモータ１６ｃが、露光器１１ｂによる露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの時間を１００％とした場合に、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから２５％の時間が回転速度ゼロ、その後、等加速度で回転速度が上昇し、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから６５％の時間をかけて中間速度Ｂに達する、さらに、この加速度を徐々に低下させながら、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから８０％の時間をかけて回転速度がプロセス回転速度に到達し、その後、そのプロセス速度を２０％の間維持する様子が示されている。

図５には、比較のために、図４に太線で示すモータの回転速度の変化が細線で示されており、また、図５に示される点線と太線に挟まれた２つの斜線部分も面積が等しくなっている。

図６は、モータの回転速度の変化による偏差パルスおよびモータトルクを示す図である。

図６（ａ）には、モータ１６ｃの回転速度を図４の太線に示す様に変化させた場合の偏差パルスおよびモータトルク、図６（ｂ）には、モータ１６ｃの回転速度を図５の太線に示す様に変化させた場合の偏差パルスおよびモータトルクが示されている。

図６からは、図５の太線に示す様に回転速度を変化させると、プロセス速度に到達した後の回転速度の安定性に優れるものの、スタートから２５％の間、回転速度がゼロのため、回転開始の際の立ち上がりが急峻となるため図４に示す場合よりもモータトルクが増大してしまっている様子が示されている。

次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。

図７は、本発明の画像形成装置の第１実施形態のモータの回転速度の変化を示すグラフ図である。

図７には、露光器による露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの時間を１００％とした場合に、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから１５％の時間が回転速度ゼロ、その後、等加速度で回転速度が上昇し、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから８０％の時間をかけて中間速度Ｃに到達し、さらに、加速度を徐々に低下させながら、露光開始から１００ｍｓｅｃ経過したタイミングから９５％の時間をかけて回転速度がプロセス回転速度に到達し、その後、そのプロセス速度を５％の間維持するで変化させた場合が太線で示されている。

ここで、図８は、本実施形態のプリンタにおいて搬送する連続紙の厚みを異ならせた場合の偏差パルスおよびモータトルクを示す図である。

図８（ａ）には、連続紙の厚みが、このプリンタにおける標準の厚みであって、モータ１６ｃの回転速度を図７の細線で示すように変化させた場合の偏差パルス（細線）およびモータトルク（点線）が示されている。

また、図８（ａ）には、厚みが標準よりも厚い連続紙を用いて、モータ１６ｃの回転速度を図７の細線で示すように変化させた場合の偏差パルス（太線）およびモータトルク（二点鎖線）も示されている。

図８（ａ）からは、連続紙の厚みが厚くなると、プロセス速度に到達した後の偏差パルスは良好となるもののモータトルクは増大してしまうことが読みとれる。

そこで、本実施形態のプリンタでは、前述の厚み検出部１８により、搬送される連続紙１００の厚みを検出しており、搬送する連続紙の厚みが標準よりも厚ければ厚いほど、図７の太線で示す様にモータ１６ｃの回転速度を変化させ、搬送する連続紙が厚みが標準に近ければ近いほど、図７に太線で示す様にモータ１６ｃの回転速度を変化させる。つまり、本実施形態のプリンタでは、厚みが厚くなればなるほどプロセス速度に到達した後の偏差パルスが良好になることを利用して、プロセス速度への到達からトナー像の転写開始タイミング間での時間が短くなる様にし、また、トルクの増大を抑制するために速度ゼロの期間を短くしている。

図８（ｂ）には、連続紙の厚みが標準の場合に、モータ１６ｃの回転速度を図７の細線で示す変化をさせて得た、図８（ａ）に示すのと同じ偏差パルス（細線）およびモータトルク（点線）の変化と、連続紙の厚みが標準よりも厚い場合に、モータ１６ｃの回転速度を図７の太線で示す変化をさせて得た偏差パルス（太線）およびモータトルク（二点鎖線）の変化が示されている。

図８（ｂ）からは、連続紙の厚みが標準よりも厚くなった場合に、モータ１６ｃの回転速度を図７に細線で示す様に変化させることで、連続紙の厚みが厚くなっても偏差パルスおよびモータトルクの変化を抑制できることが読みとれる。

以上説明したように、本実施形態のプリンタでも、略Ｓ字で回転速度を上昇させる場合に比べモータにかかる負荷を軽減することができ、また、回転速度を等加速度で終始上昇させる場合に比べトナー像転写タイミングを迎えた際の回転速度を安定させることができる。さらに、本実施形態のプリンタでは、連続紙の厚みが厚ければ厚いほど、モータの回転速度が等加速で上昇する際のモータトルクは増大するものの、回転速度がプロセス速度に到達してからの回転速度は短時間で安定することを利用して、連続紙の厚みが標準よりも厚ければ厚いほど速度ゼロの期間を短くし、かつ、プロセス回転速度に到達してからトナー像転写タイミングまでの時間を短くすることで連続紙の厚みの変化によるモータトルクの増大を抑制している。

図９は、このプリンタにおいて、１回のプリント指示に応じて実行される、１ページもしくは複数ページにわたる連続紙への画像形成からなるジョブの開始の際に起動されるルーチンのフローチャートである。

図９に示すステップＳ１では、厚み検出部１８による搬送される連続紙の厚みの検出を行い、ステップＳ２では、検出した厚みが標準の厚みか否かを判定する。ステップＳ２に置いて、標準の厚みであると判定すると、ステップＳ３に進み、モータ１６ｃの回転速度を図７の細線で示すように変化させるモードへの切替を行い、ステップＳ５に進む。一方、ステップＳ２において、標準の厚みではないと判定すると、ステップＳ４に進み、厚みに応じて、モータ１６ｃの回転速度を図７の細線と図７の太線の間で変化させるモードへの切替を行い、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、露光器１１ｂによる露光が開始されたか否かを判定する。ステップＳ５において、未だ露光が開始されていないと判定すると、ステップＳ１に戻り、開始されたと判定すると、ステップＳ６に進みタイマーをオンする。ステップＳ７では、１００ｍｓｅｃ経過したか否かを判定し、ステップＳ７において、未だ１００ｍｓｅｃ経過していないと判定すると、ステップＳ１に戻り、１００ｍｓｅｃ経過したと判定すると、ステップＳ８に進み、トナー像の転写開始タイミングまでの間のモータの回転速度を現在選択しているモードに応じて変化させる初期搬送動作の開始を指示する。ステップＳ９では、モータに予め決定されている数のパルスが入力されたか否かを判定し、未だ入力されていないと判定すると、ステップＳ９を繰り返し、入力されたと判定すると、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、モータの回転速度を所定の高速回転で巡航させる通常搬送動作の開始を指示する。その後、ステップＳ１１では、ジョブが終了したか否かを判定し、未だジョブが終了していないと判定すると、ステップＳ１１を繰り返し、ジョブが終了した判定すると、このルーチンを終了する。

ステッピングモータの回転速度の変化を示すグラフ図である。 本発明の画像形成装置の第１実施形態の概略構成図である。 図２に示す、トラクタ部の周辺の拡大図である。 図３に示すモータの回転速度の変化の様子を示す図である。 モータの回転速度の、図４の太線で示す変化とは異なる変化を示すグラフ図である。 モータの回転速度の変化による偏差パルスおよびモータトルクを示す図である。 本発明の画像形成装置の第１実施形態のモータの回転速度の変化を示すグラフ図である。 本実施形態のプリンタにおいて搬送する連続紙の厚みを異ならせた場合の偏差パルスおよびモータトルクを示す図である。 このプリンタにおいて、１回のプリント指示に応じて実行される、１ページもしくは複数ページにわたる連続紙への画像形成からなるジョブの開始の際に起動されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１ プリンタ
１０ 制御部
１１ 画像形成部
１１ａ 帯電器
１１ｂ 露光器
１１ｃ 現像器
１１ｄ 転写器
１１ｅ 感光体
１６ トラクタ部
１６ａ 上流側トラクタ
１６ｂ 下流側トラクタ
１６ｃ モータ
１８ 厚み検出部
１００ 連続紙

Claims (5)

1. 像担持体表面に所定の電荷を付与し該像担持体の表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を得る画像形成部を経由する搬送路に沿って、両側部に所定のピッチで搬送用の孔が穿設された連続紙を搬送し、前記画像形成部において該連続紙上にトナー像を転写しさらに、該連続紙上のトナー像を定着することにより該連続紙上に画像形成を行う画像形成装置において、
   前記搬送路上に配備され、前記連続紙両側の孔にピンを掛けて循環することで該連続紙を駆動するトラクタと、
   トナー像転写開始タイミングが到来する前までに回転速度が所定のプロセス回転速度に到達するように回転して前記トラクタを循環駆動するモータとを備え、
   前記モータが、前記画像形成部による前記像担持体への電荷付与開始タイミングからトナー像の転写開始タイミングまでの間のうちの最初の所定期間は回転を停止しておき、該所定期間が経過した時点で回転を開始して前記プロセス回転速度よりも遅い所定の中間回転速度に到達するまで等加速度で回転速度を上げ、回転速度が該中間回転速度に到達した時点で加速度を徐々に低下させながら回転速度を該プロセス回転速度に到達させて、該プロセス回転速度を維持するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記モータは、前記所定期間が、該所定期間の開始タイミングから前記転写開始タイミングまでの時間のうちの２０％以下の時間になるように回転を停止しておくものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記モータは、前記所定期間の開始タイミングから前記転写開始タイミングまでの時間に対する５０％以上の時間をかけて回転速度が前記中間回転速度に到達するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. モータは、前記所定期間の開始タイミングから前記転写開始タイミングまでの時間に対する８０％以上の時間をかけて回転速度が前記プロセス回転速度に到達するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記モータが、前記搬送路を搬送する連続紙の厚みが厚ければ厚いほど前記所定期間が短くなるように回転を停止しておくと共に、該搬送路を搬送する連続紙の厚みが厚ければ厚いほど遅いタイミングで、回転速度が前記プロセス回転速度に到達するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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