JP2007206406A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内の温度上昇等に伴う熱膨張によってレジストローラの用紙搬送性能が変わっても、像担持体上に担持されるトナー像に対して、常に安定したタイミングでシート状の転写材を転写位置に持ちきたすことができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】可回転の像担持体上に形成されたトナー像を、レジストローラの回転開始により搬送せしめた転写材に転写させるとともに、転写材を反転搬送手段で反転せしめて再度レジストローラに導き、像担持体上に形成された新たなトナー像を転写材の他面に転写することができる画像形成装置において、レジストローラ、あるいはレジストローラ近傍の温度を検出する温度センサをレジストローラの近傍に配設するとともに、温度センサの出力情報に基づいて、前記レジストローラの駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真法を利用する形式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

感光体ドラム、或いは、中間転写体等の像担持体上に担持せしめたトナー像を、用紙等の転写材上に転写させる構成の画像形成装置はよく知られている。

斯様な画像形成装置においては、レジストローラと呼称される搬送手段を、転写電極等の転写手段を配した転写位置に対して上流位置に設けた構成を有するのが一般的である。

前記レジストローラは、画像形成プロセスのタイミングにあわせて給紙部から搬送されてくる転写材の先端が当接する（このときレジストローラは、回転停止中）ことによって、当該転写材の先端辺を規制する機能を有する。

同時に、例えば、転写位置において像担持体上に担持されたトナー像（トナー画像領域）と転写材との関係が常に一定の関係となるように、所定のタイミングで前記転写材を転写位置に向けて送り出す機能を有している。

しかしながら、前記レジストローラの駆動を所定の回転数で制御しようとする構成においては、例えば、モータ駆動源に対する電力の変動や、レジストローラの経時変化に伴う転写材とローラとの間の滑り発生等、種々の原因によって、転写位置に転写材を到達せしめるタイミングが不安定になってしまう問題があった。

これらの要因は、例えば、シート状の転写材上における画像領域を転写材毎に異ならしめたり、両面記録の場合には、表裏の画像領域にズレが生じ、結果として、できあがりの品質を著しく低下せしめていた。

特に、電子写真法を利用した画像形成装置が軽印刷機として用いられるような場合、１枚の転写材上における表裏画像の許容位置ズレ量は１００乃至１５０μｍ程度に抑える必要があるが、何らの工夫をしないと許容範囲に納めることは困難である。

一方、像担持体上に担持されながら位置移動するトナー画像に対して、転写位置でみて、安定したタイミングで転写材を送り込む制御方法が提案されている。

具体的には、記録部の直前部に用紙の先端位置決め装置を設け、当該位置決め装置と記録部との間に用紙検知センサを配置した構成を有し、位置決め装置のレジローラの駆動速度を多段階にステップを踏んで上昇させて、記録部への到達タイミングと、その用紙の速度を一定にする駆動手段を設け、更に、前記駆動手段における最終速度の２段階前まではソフトウェアで設定したタイマで駆動制御し、用紙の先端が前記センサで検知されたとき、実際の送りに要した時間と基準時間との差を計算して最終速度の直前の段階の速度で駆動する時間を設定する方法がそれである（例えば、特許文献１を参照）。
特開平４−１３４３５８号公報

前記特許文献１に開示された駆動制御方法は非常に有用なものであると思われるが、レジローラの駆動制御に当たって、ＣＰＵに設定されたソフトウェアのタイマとセンサからの用紙の検知の時間に基づいて最終速度にする時間を計算して制御する多段階速度制御方式であり、レジストローラの駆動方式における駆動信号出力から用紙が送り出されるまでの間に発生する用紙遅れに起因する画像ズレを軽印刷分野で要求される許容範囲に抑える上で有効である。

上記駆動制御方式を採用した画像形成装置であっても、定着手段を構成する熱源により発生する熱によってレジストローラ部の温度が上昇する、あるいは定着手段で加熱された転写材がレジストローラへ再給紙する両面記録動作時に、加熱された転写材からの熱伝達によりレジストローラ自体の温度が徐々に上昇することに起因する画像位置ズレが発生した。

近年、多く採用されている、スタックレス両面記録方式の画像形成装置では、定着手段で加熱された転写材が直ちにレジストローラへ再給紙されるために、加熱された転写材を媒介にして効率的にレジストローラが加熱されるような形態になっており、両面記録時の表裏画像位置ズレが顕著であった。

詳細に説明すると、レジストローラの温度上昇によって、レジストローラの表面層（ゴム層）の熱膨張のためにレジストローラの外径が大きくなり、レジストローラの所定回転量に対する転写材の搬送距離が大きくなり、転写位置への進入タイミングが想定しているタイミングよりも早くなる。

一方、裏面時には表面印刷時の用紙先端が用紙後端に対応するために、転写材の表裏における画像は、転写材基準で考えると相互に逆方向にズレることになっており、表裏の画像位置ズレは片面印刷の場合に比較して２倍程度に増大するために、画像品質上より顕著な問題となる。

本願発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、装置内の温度上昇に伴う熱膨張によってレジストローラの用紙搬送性能が変わっても、レジストローラ駆動の補正制御を適宜施すことによって、像担持体上に担持されたトナー像（トナー画像領域）に対して、常に安定したタイミングで転写材を転写位置に案内すること、あるいは、所定のタイミングで案内される転写材に対して像担持体上に形成されるトナー像の位置を補正制御することによって、転写材上に転写されるトナー像の位置を常に安定化することができ、
品質のよいプリントを作成できる画像形成装置を提供することにある。

言い換えると、様々な温度環境の下で多量に連続印刷されるＨｅａｖｙ−Ｄｕｔｙな用途が多く、かつ、画像品質要求の高い軽印刷分野において常に安定した表裏の画像位置揃えの可能な画像形成装置を提供することにある。

本願発明の目的は下記の構成要件によって達成することができる。
（１）
可回転の像担持体上に形成されたトナー像を、レジストローラの回転開始により搬送せしめた転写材に転写させるとともに、前記転写材を反転搬送手段で反転せしめて再度前記レジストローラに導き、前記像担持体上に形成された新たなトナー像を前記転写材の他面に転写することができる画像形成装置において、
前記レジストローラ、あるいは前記レジストローラの近傍の温度を検出する温度センサを前記レジストローラの近傍に配設するとともに、
前記温度センサの出力情報に基づいて、前記レジストローラの駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
（２）
前記制御手段は、前記レジストローラの回転速度を制御することを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
（３）
前記制御手段は、前記レジストローラの回転開始タイミングを制御することを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
（４）
前記制御手段は、前記レジストローラの変速タイミングを制御することを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
（５）
可回転の像担持体上に形成されたトナー像を、レジストローラの回転開始により搬送せしめた転写材に転写させるとともに、前記転写材を反転搬送手段で反転せしめて再度前記レジストローラに導き、前記像担持体上に形成された新たなトナー像を前記転写材の他面に転写することができる画像形成装置において、
前記レジストローラ、あるいは前記レジストローラの近傍の温度を検出する温度センサを前記レジストローラの近傍に配設するとともに、
前記温度センサの出力情報に基づいて、前記像担持体上への像形成の露光開始タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

前記（１）に係わる発明によれば、装置内に設けた温度センサの出力情報に基づいてレジストローラの駆動を制御するので、像担持体上に担持されるトナー像（トナー画像領域）に対して、常に安定したタイミングでシート状の転写材を転写位置に持ちきたすことができる。

換言すれば、同じ画像データに基づく転写画像形成を想定した場合、転写材に対するトナー画像の位置ズレが殆どない高精度の転写画像を安定して形成することができる。

また、高速画像形成装置に適用できる。

前記（２）乃至前記（４）に係わる発明によれば、温度センサの出力情報に基づいて：レジストローラの回転速度、回転開始タイミング、または、変速タイミングを制御すれば事足りるので、レジストローラに対する制御が容易である。

前記（５）に係わる発明によれば、温度センサの出力情報に基づいて像記録信号発生タイミングを制御するので、制御が容易であり、かつ、高精度の転写画像を安定して形成できる。更に、高速画像形成装置に適用できる。

次に、本発明に係わる第一の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、フルカラー画像を作成できるタンデム構成のデジタル画像形成装置の全体図である。図において、画像形成装置本体ＧＨは、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と、給紙搬送手段、及び、定着手段２４等から構成されている。

また、装置本体の上面には、プリントボタン、テンキー、モード（片面記録、両面記録）設定ボタンや、コピー濃度、用紙選択、倍率選択等を行うタッチパネル型の操作表示部を含む操作部２５０を備えている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム型の感光体からなる像担持体１Ｙと、当該像担持体の周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、および、ブレードからなるクリーニング手段８Ｙを有する。

マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム型の感光体からなる像担持体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、および、ブレードからなるクリーニング手段８Ｍを有する。

シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム型の感光体からなる像担持体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、および、ブレードからなるクリーニング手段８Ｃを有する。

黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム型の感光体からなる像担持体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、および、ブレードからなるクリーニング手段８Ｋを有する。

上述した各色ごとの像担持体、帯電手段、露光手段、現像手段は画像形成手段を構成し、また、各色ごとの帯電手段と露光手段とは、潜像形成手段を構成する。

なお、前記した各露光手段は、レーザ光源、ｆθレンズ、コリメータレンズ、ポリゴンミラー等を具備した半導体レーザ露光装置からなる。

前記した各現像手段は、例えば、トナーとキャリヤとを主成分とする二成分の現像剤を自身の表面に担持し、現像領域に搬送できるスリーブからなる現像剤担持体Ｓと、当該現像剤担持体Ｓの内部に位置固定で設けた磁石（図示せず）を具備する現像装置からなる。

前記磁石は、現像剤を前記現像剤担持体Ｓ上に吸着保持せしめる機能と、現像処理後の現像剤を前記現像剤担持体Ｓ上から自動的に除去する機能を果たすように配置してあるが、その構成は公知であるので省略する。

前記中間転写体６は、複数のローラに回動可能に支持されている。

なお、本実施の形態においては、像担持体である感光体上に形成されるトナー像は、次いで中間転写体６上に転写された後、最終の転写材、例えば、用紙に転写される構成であるので、中間転写体も像担持体と言えるが、混乱をさけるため、以下、感光体は感光体、中間転写体は中間転写体と呼称する。

但し、本実施の形態において、本願発明に係わる像担持体とは、転写材との兼ね合いから、前記中間転写体が像担持体となる。

前記中間転写体６の内側であって、前記した各感光体に対向する位置には、導電性ロ
ーラからなる第１転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを配置してある。

また、転写材に対する転写位置には、中間転写体６内に設けたバックアップローラ（参照符号なし）とベルトを挟んで圧接する転写ローラ７Ａとが第２転写手段として準備されている。以下、説明の便宜上、転写ローラ７Ａの呼称を以て第２転写手段に置き換える。

参照符号８Ａは中間転写体６の表面を清浄に保つためのブレードからなるクリーニング手段を示す。

前記第１転写手段は、感光体に対して中間転写体６を押しつけるように、バネで付勢してある。

また、前記定着手段２４は、加熱源を内蔵する第１加熱ローラと、当該第１加熱ローラと圧接回転可能に設けた第２加熱ローラ、もしくは、第２ローラとを有するローラ型の定着装置からなる。

なお、図中、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、色ごとの現像手段に対して、対応する色のトナーを補給するトナー補給手段である。

画像形成装置本体ＧＨの上部に示すのは、画像読み取り装置ＹＳで、自動原稿送り装置２１０と原稿画像走査露光装置２２０とを備えている。

ｄは原稿で、前記自動原稿送り装置２１０に設けてある原稿載置台２１１上に載置され、参照符号を付さない分離手段で１枚づつ分離され、ローラからなる搬送手段と可回転ドラム２１２等によって読み取り位置に搬送され、前記原稿画像走査露光装置２２０で読みとられる。

前記原稿画像走査露光装置２２０は、照射ランプと第１ミラーとを一体的に備えた第１ブロック２２１と、第２ミラーおよび第３ミラーとを一体的に備えた第２ブロック２２３と、結像用レンズ２２５と、ラインイメージセンサＣＣＤとを有する。

換言すれば、搬送状態にある原稿ｄの画像は、読み取り位置において照射ランプにより照射され、前述した３つのミラーを介して結像用レンズ２２５に至り、当該結像レンズ２２５の作用によって順次前記ラインイメージセンサＣＣＤ上に結像され、読みとられる。

前記ラインイメージセンサＣＣＤに読みとられた画像情報（アナログ信号）は、制御手段ＳＧ（後記）内に設けてある画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等の適宜の処理後に、制御手段ＳＧ内の記憶手段（メモリ）に記憶される。

前記記憶手段に記憶された画像データは、画像形成プロセスに従って読み出され、画像書き込み部手段たる露光手段（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）に送られる。

前記露光手段は、画像データに従って変調されたレーザ光を前記像担持体（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の表面に照射せしめ、以て、画像データに対応した各色毎の静電潜像を感光体上に作成する。

なお、前記自動原稿送り装置２１０は自動両面原稿搬送手段を備えており、前記原稿載置台２１１上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄを送信する場合等に便利に使用することができる。

図中、ＳＧはＲＯＭ、ＲＡＭ、コンピュータを含む制御手段（以下、制御部ともいう）で、画像形成のためのシーケンス制御や、用紙Ｐの搬送制御、定着手段の加熱制御等、センサ（アクチュエータ）の出力情報を取り込んでのモータ駆動制御を行うなど、実質的に全ての制御を実行することができる。

このような制御関係を模式的なブロック図である図２に示す。

画像形成手段のプロセス制御、定着手段の温度制御、転写紙の給紙・搬送制御等は前記制御手段ＳＧで行う。

前記制御手段ＳＧはＣＰＵ、メモリＭ１を始め、図に記されてはいないが演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス等を有するコンピュータシステムであり、各手段を駆動するための回路も有している。

各手段の制御は、メモリＭ１に格納してあるプログラムを実行させることによりなされる。

なお、前記自動原稿送り装置ＡＤＦの制御手段も、前記制御手段ＳＧに比較して規模は小さいが、ＣＰＵを中心とした同様なシステム構成を有する。

前記制御手段ＳＧとＡＤＦの制御手段とは、本例においては通信手段Ｔ１、Ｔ２にて接続されている。

また、前記制御手段ＳＧは通信手段Ｔ１を介して、ＬＡＮ、もしくは公衆回線に接続され、他の情報機器とのデータの交換ができるようになっている。

図１に戻って、画像形成装置本体ＧＨの下部に示すのは、シート状の転写材（以下、用紙という）Ｐを収納する給紙カセット２０で、縦方向に三段に設けてある。

参照符号２１は給紙手段、２２Ａは前記給紙手段２１の下流位置に設けてある搬送ローラで、これら手段は各給紙カセットに対応して設けてあるが、図においては代表として最上部の給紙カセットに関係しての手段にのみ参照符号を付してある。

２２Ｂ、２２Ｃ、および、２２Ｄは、第１搬送路１０１の共通搬送路部に設けてある搬送ローラ（群）で、各給紙カセットから給紙される用紙Ｐをレジストローラ２３に向けて搬送する。

前記レジストローラ２３は、前記第２転写手段７Ａのある転写位置に対して前記搬送ローラ群よりも近接した位置（用紙搬送方向に見て、他の搬送ローラよりも転写位置に最も近いことを指す）にあり、前記制御手段ＳＧを介して駆動制御される。

直接の駆動源は、ステッピングモータであり、レジストローラのみを駆動する専用手段として設けてあるが、図からは省略してある。

要は、高精度な速度制御が可能なモータであれば格別限定されない。

そして、前記レジストローラ２３は、画像形成プロセスに従って、前記給紙手段や前記搬送ローラ２２Ｂ等の搬送ローラ群を介して給紙、搬送されてくる用紙Ｐが当接するときは回転停止状態に制御されている。

斯様な状態において用紙Ｐが前記レジストローラ２３に当接し、その後の若干の搬送力が用紙Ｐに加えられると、用紙Ｐの先端部は前記レジストローラ２３のニップ部に押し込まれ、同時に用紙の曲がりが矯正（規制）される。

また、前記レジストローラ２３は、中間転写体６上に形成されるトナー画像（領域）に対して用紙Ｐが常にタイミング良く転写位置に到達しうるように回転制御される。

前記レジストローラ２３を構成する下側ローラは表面にゴム層を有し、当該ローラと当接しながら回転する上側ローラは金属で構成してある。この構成は、転写材に対するニップ状態が常に一様になるように意図したものである。

前記レジストローラの制御についての詳細は後述する。

なお、前記レジストローラ２３から排出ローラ２５に至る搬送路１０２は第２搬送路（以下、第２搬送路１０２という）、搬送路切替手段５０の右辺を通って搬送ローラ５３に通じている、ベルト搬送手段５２を有する搬送路１０３は第３搬送路（以下、第３搬送路１０３という）、前記第３搬送路１０３に送り込まれた用紙Ｐを反転し、搬送ローラ５４、５５、５６、およびドラム５８を介して前記搬送ローラ２２Ｄに至らしめる搬送路１０４は第４搬送路（以下、第４搬送路１０４という）、そして、前記第３搬送路１０３に送り込まれた用紙Ｐを反転し、前記搬送路切替手段５０の左辺を介して前記排出ローラ２５に至らしめる搬送路１０５（以下、第５搬送路１０５という）を示す。

次に、若干の補足を加えながら作像プロセスに伴う全体的な動作について簡単に説明する。

なお、便宜上、露光手段或いは感光体等、複数ある手段について、色ごとの区分けをする必要性がない場合には、単に、露光手段３、感光体１、等と言う。

上述の如くのラインイメージセンサＣＣＤにより原稿読み取りが行われ、画像処理部で作られた画像データに従った露光が露光手段３により行われると、一様な帯電が施されている感光体１上に静電潜像が作成される。

前記露光は適宜のタイミングを以て各色ごとに行われ、作成された潜像は現像手段４によって各色ごとのトナー像に変換される。

これらトナー像は、第１転写手段７の作用の下に順次、中間転写体６に転写され、当該中間転写体６上で重ね合わされてフルカラーのトナー画像を形成する。

前記トナー像は、中間転写体６の継続する回転によって転写位置に向け移動される。

一方、転写領域を通過した感光体１の表面は、クリーニング手段８でクリーニングされ、次の画像作成に備えられる。

このとき、前記画像形成処理に応じて給紙される用紙Ｐの先端は既にレジストローラ２３に当接、挟持されており、タイミングを図って駆動される前記レジストローラの回転に伴って転写位置（第２転写手段７Ａのある位置）に向け送り出され、トナー画像領域と用紙Ｐとの精度の良い重畳が図られる。

転写位置において、前記中間転写体６上のトナー像は、適宜の電流値が印加された第２転写手段７Ａの作用を受けて用紙Ｐ上に転写され、当該用紙Ｐは、第２搬送路１０２上に設けた定着手段２４の加熱、押圧作用によるトナー像の定着が図られた後に、排出ローラ２５を介して機外に設けたトレイ２６に排出される。

このとき、当然のことながら搬送路切替手段５０は図示実線の位置に保持され、第２搬送路１０２を解放している。

第２転写手段７Ａにより用紙Ｐ上に画像が転写された後の前記中間転写体６はクリーニング手段８Ａによりクリーニングされ、新たな中間転写体として機能しうるように準備される。

上記は用紙Ｐの第１面（表面）に画像形成する片面記録モードの場合を例として述べたが、用紙Ｐの両面に画像を作成する両面記録モードにおいては、用紙の搬送ルートは次の如くになる。

片面に画像が形成された用紙Ｐは、定着処理が施された後、搬送路切替手段５０の搬送路切り替えにより第３搬送路１０３に導かれ、後端が搬送ローラ５３に挟持された状態で停止される。

次いで、前記と逆方向に回転駆動される前記搬送ローラ５３の回転によって上方に送り出され、搬送路切り替え部材（参照符号なし）の搬送路切り替えによって解放された第４搬送路１０４に送り込まれて表裏が反転される。

更に、前記用紙Ｐは搬送ローラ群５５、５６およびドラム５８によって継続搬送され、既に回転駆動停止状態にある前記レジストローラに当接される。

次いで、中間転写体６上に担持されたトナー画像に重畳するタイミングで回転駆動制御される前記レジストローラ２３により用紙Ｐは転写位置に向けて給送され、第２転写手段７Ａの作用を受けて、自身の第２面（裏面）にトナー画像を担持するに至る。

そして、定着処理を施された後、前記排出ローラ２５を介して機外に排出される。

このとき、前記搬送路切替手段５０は前記第２搬送路１０２を解放している。

なお、第１面或いは両面に画像形成された用紙Ｐを、頁揃え等のために反転排紙するモードが選択されている場合、用紙Ｐの搬送ルートは次のようになる。

即ち、最終画像に対する定着処理が施された用紙Ｐは前記第３搬送路１０３に導かれ、用紙の進行方向に見て用紙Ｐの後端がベルト搬送手段５２により挟持されている状態で一次停止される。

直後、前記当該ベルト搬送手段５２が逆回転制御されるに伴って用紙Ｐは上昇され、前記搬送路切替手段５０の左辺、換言すれば、第５搬送路１０５に送り込まれ、前記排出ローラ２５を介してトレイ２６に排紙される。

次に本発明に係わるレジストローラの制御のための構成について図３を基に述べる。

図３は、図１のレジストローラ近傍の概略構成を示す要部拡大図である。

図において、レジストローラ２３は下側ローラ（以下、駆動ローラという）２３１と上側ローラ（以下、従動ローラという）２３２とからなり、当該両ローラは側板２３３（図では片側のみ示す）によって可回転に支持され不図示のステッピングモータからなる駆動源により駆動される構成にある。

前記駆動ローラ２３１は、軸Ｊ１上にＥＤＰＭ（エチレンプロピレンゴム）を固着した構成からなり、前記従動ローラ２３２は、軸Ｊ２を含む金属ローラからなる。

前記側板２３３と一体的に構成され、前記レジストローラ２３を覆うように設けられた上部板２３６の下側面には、前記従動ローラの周面に対向して、サーミスタからなる温度センサ２３７が固設してある。

前記温度センサ２３７は、前記レジストローラ２３が存在する位置から転写手段を設置してある転写位置までの間に置くことができる。

但し、できうる限り前記レジストローラもしくはレジストローラに近接する周囲の温度に近い温度を示す場所が望ましく、温度センサをレジストローラ表面に軽圧接せしめることが最も好ましい。

前記温度センサ２３７の出力は、前記制御手段ＳＧに取り込まれ、前記駆動ローラ２３１のゴム層が熱膨張することによって変化する単位時間当たりの用紙搬送量を、前記駆動ローラの回転速度を予測せしめるための補正因子として用いられる。

参照符号Ｓ１は用紙の先端を検知する用紙検知手段で、前記側板２３３と一体的に構成されたガイド板２３５に固設してある。

言い換えると、前記用紙検知手段Ｓ１は、用紙の搬送方向に見て、前記レジストローラ２３の位置よりも下流の位置であって、用紙の移動を妨げない状態で前記ガイド板２３５に固設してある。

前記用紙検知手段Ｓ１の用紙検知出力は、前記制御手段ＳＧに入力され、前記制御手段ＳＧは、この出力信号から用紙の先端が通過する時間（通過タイミング）と基準時間（基準通過タイミング）の時間差を求め、その時間差に対応してレジストローラの回転速度を用紙搬送の途中で変更する時間を決定する。

決定された時間になるとレジストローラ駆動用のパルスモータを所定クロック周波数に切り替えるように制御する。

このような制御により、レジストローラの用紙送りの開始時に生ずる用紙遅れに起因するトナー画像領域と転写材の位置ズレは補正される。

換言すれば、レジストローラ２３により搬送される用紙の線速度が基準の線速度に対してどのくらいの差があるのかを制御手段ＳＧ内で演算し、用紙搬送途中から、その差分に応じて、前記レジストローラの速度を変更制御する（変速のタイミングを決定するということと同義）ための因子として用いられる。

本発明は、レジストローラの回転開始に伴って搬送開始される用紙Ｐを、定速度で回転移動する中間転写体上の画像領域に同期して、常に同じタイミングで転写手段のある転写位置に到達するようにレジストローラの駆動を制御し、レジストローラの熱膨張による単位時間当たりの用紙搬送量の変化に伴う影響をなくすことを趣旨とするものであり、次に、レジストローラの制御の態様を概略整理して述べる。

なお、本明細書にいう「レジストローラの搬送速度の変更或いはレジストローラの駆動制御」なる語句は、例えば、回転数の変更、回転開始のタイミングの変更、あるいは、回転開始後の変速の態様を含む。
（制御態様１）
温度センサ２３７の出力情報を前記制御手段ＳＧに取り込んで、前記レジストローラ２３の回転速度（この回転速度は、ステッピングモータの駆動パルスの周波数、すなわち単位時間あたりの駆動パルス数と一定の比例関係にある）を変更する。

制御手段ＳＧは、温度センサ２３７からの出力温度情報を取り込んで基準温度との差分を演算し、次いで、例えば、複数段の温度（基準温度Ｈｒと温度センサ２３７の実測温度Ｈｘとの差分）とステッピングモータの駆動パルス周波数の変更量ΔＶｍ（ΔＶｍ＝Ｖｍ−Ｖｒ。Ｖｒは温度センサ２３７が基準温度Ｈｒであるときに、例えば調整したときのステッピングモータ駆動パルス周波数を意味し、予めメモリＭ１に記憶されている。ＶｍはＨｘ時のモータ駆動パルス周波数を意味する。）が対応づけられて制御手段ＳＧ内のメモリＭ１に記憶された参照テーブルを参照し、ステッピングモータの駆動周波数の補正量ΔＶｍを決定する。

しかる後、制御手段ＳＧはメモリＭ１の所定アドレスに記憶されたステッピングモータの基準駆動パルス周波数ＶｒとΔＶｍを読み出し、Ｖｍ＝Ｖｒ＋ΔＶｍの演算を実行し、ステッピングモータの駆動周波数を決定している。ＶｍはメモリＭ１の他の所定アドレスに記憶される。

このようにして、温度センサの出力情報Ｈｘに対してレジストローラの回転速度を補正するために、レジストローラを駆動するステッピングモータの駆動パルス周波数Ｖｍを決定し、当該駆動パルスの周波数を以てレジストローラ（具体的には、駆動ローラ２３１）を回転駆動させる。

上記の補正処理の駆動パルス周波数の決定は、レジストローラ２３の回転開始前に行われ、従って、回転直後のレジストローラ２３は中間転写体の線速度と等しい線速度で用紙Ｐを搬送させるので、転写位置における中間転写体上の画像領域と用紙との相対的な位置関係は常に一定に保たれる。

なお、テーブル作成に当たり、熱膨張によるレジストローラ２３（具体的には、駆動ローラ２３１）の線速度の変化は実験により確認することができ、本態様は、軽印刷機に望まれる精度をもった最終画像を得ることを可能とする。
（制御態様２）
制御態様１に記した手法で温度センサ２３７からの出力により、熱膨張があった場合でもレジストローラ２３の線速度を求めることができる。

一方、レジストローラ２３の位置から転写位置までの距離は一定であるので、中間転写体上の画像領域と整合させるには基準に対してレジストローラの回転開始をどのくらい遅らせることができるかを制御手段ＳＧで演算し、演算結果に基づいた時間分遅れて当該レジストローラを回転駆動させる。

上記制御により、転写位置における中間転写体上の画像領域と用紙との相対的な位置関係を常に一定に保つことができる。

レジストローラの温度変化量ΔＨと給紙開始タイミングの補正変更量Δｔｍとの関係は実験的に求められ、その関係を対応テーブルとしてメモリＭ１の所定アドレスに予め登録できるように工夫されている。

更に、ユーザ或いはサービスマンの調整において適正な給紙開始タイミングｔｒが得られた場合に、制御手段ＳＧは、その適正な給紙開始タイミングｔｒと調整時の温度センサ出力値（基準温度）ＨｒをメモリＭ１の他の所定のアドレスに予め自動的、或いは、マニュアル操作的に記憶するように制御する。

そして、印刷ジョブを実行する際に、制御手段ＳＧは用紙を給紙する前に温度センサによりレジストローラの温度を実測し、レジストローラの基準温度からの変化量ΔＨを演算し、メモリＭ１の対応関係テーブルを参照し、給紙開始タイミングの補正変更量Δｔｍを求め、レジストローラの給紙開始タイミングｔｘ（＝ｔｒ＋Δｔｍ）を求め、得られた給紙タイミングｔｘをメモリＭ１の所定アドレスに記憶する。

制御手段ＳＧは、ページ印刷処理を実行する際にメモリＭ１に記憶されている給紙開始タイミングｔｘを読み出し、このタイミングに基づきレジストローラを回転駆動させる。

このような制御でも、転写位置における中間転写体上の画像領域と用紙との相対的な位置関係を常に一定に保つことができる。

上記のように温度センサ２３７の出力情報に基づきレジストローラの給紙開始タイミングを補正制御する手法は、軽印刷で要求される画像レジストの精度、表裏の画像画像位置合わせを比較的に簡便に実現できる長所がある。

但し、中間転写体の速度とレジストローラによる用紙搬送速度は必ずしも一致させていないので、転写部位置において用紙と中間転写体との間でスリップによる用紙方向の倍率が変化する画像ひずみ、あるいは、部分的な画像ズレが生じる要素が存在し、この影響が無視できる実施形態での適用となる。

一般に図１の転写ローラ７Ａのような形態では上記の速度変化の累積が転写位置とレジストローラ間の給紙経路における用紙の張り、あるいは、撓みで吸収されており、この影響はないと考えられる。

また、給紙タイミングを補正制御する方法として、レジストローラから転写位置に至る用紙搬送速度プロフィルを多数登録しておき、レジストローラ温度に対応する陽子搬送速度プロフィルを適宜選択するようにして、結果的に、転写位置における中間転写体上の画像領域と陽子との相対的な位置関係を常に一定に保つようにすることを含むものである。
（制御態様３）
制御形態３は、レジストローラを所定の速度プロフィルで駆動するような構成の下では、温度センサの出力情報の基準温度に対する差分ΔＨと，この差分に起因して変化する転写位置に至る用紙のタイミングに対して感光体上にトナー像を形成する露光開始タイミングの補正量Δｔｅ（基準温度時の露光開始タイミングに対する）との間には一定の関係があり、この関係を利用して用紙と中間転写体のトナー像との位置合わせを実行制御する実施形態である。以下に詳細に記載する。

ΔＨとΔｔｅとの関係は制御手段ＳＧのメモリＭ１に所定テーブルとして記憶されている。

市場、あるいは工場におけるタイミング調整を実施するときに、制御手段ＳＧはレジストローラの温度（基準温度Ｈｒ）と基準露光開始タイミングｔｅｒがメモリＭ１に自動、あるいは、操作部からの入力により書き込まれるように制御する。

制御手段ＳＧは、印刷ジョブの開始指令を受けると、温度センサ２３７の出力からレジストローラ温度Ｈｘを求め、基準温度に対する差分ΔＨ（＝Ｈｘ−Ｈｒ）を演算し、前述のメモリＭ１の所定テーブルを参照し、露光開始タイミングの補正量Δｔｅを求め、更に、ｔｅ＝ｔｅｒ＋Δ手の演算処理を実行し、印刷ジョブする際のトナー像を形成する露光開始タイミングｔｅを決定し、メモリＭ１の所定アドレスに記憶されたデータを更新するように制御する。

そして、前記制御手段ＳＧは、ページ印刷処理の実行の際には、上記メモリＭ１の所定アドレスに記憶された最新の露光開始タイミングｔｅに基づき、感光体上にトナー画像を形成するプロセス処理が実行されるように制御する。

斯様な制御により、レジストローラの温度による転写位置に至る用紙タイミング変化に対応して中間転写体上に形成されたトナー画像が転写位置を通過するタイミングを可変制御することにより、転写位置における中間転写他状の画像領域と用紙との相対的な位置関係を常に一定に保つことができる。

制御態様３は制御態様２と類似した長所と実施形態の適用範囲が挙げられる。
（制御態様４）
特に、用紙の表裏面に画像形成する場合の画像ズレに注視した制御態様の１つである。

先ず、用紙の表面（第１面）に対するページ印刷処理において、調整工程において（基準温度Ｈｒの下で）定められている基準給紙パラメータでれ時ストローラによる給紙動作を制御し、レジストローラの膨張状態に関係なく用紙を搬送せしめ、転写領域（転写位置）において、中間転写体上のトナー画像を転写せしめる。

従って、レジストローラの温度変化（基準温度に対する）により第１面のページ印刷処理における中間転写体上のトナー像の画像位置に対する用紙の位置は正規位置よりズレ量（Δｔｙ）が生じることになる。

ここでは、レジストローラの実測温度が基準温度よりΔＨだけ高くなった場合で説明すると、Δｔｙだけ用紙がトナー像の画像位置より先行することになる。

次に、用紙を反転させて再びレジストローラによって給紙する（裏面のページ印刷処理）際に、前記位置ズレ量の略２倍の量（２Δｔｙ）に対応する時間分だけ遅れて用紙が転写位置に到達するような補正給紙パラメータを制御手段ＳＧで決定し、メモリＭ１の所定アドレスに記憶するようにしている。

しかる後に、前記メモリＭ１の所定アドレスに記憶された補正給紙パラメータに基づき、用紙の裏面に対おするページ印刷処理を実行するように制御することにより、軽印刷で要求される表裏の画像位置合わせを実現できることを確認した。

上記の給紙のパラメータとして、レジストローラによる給紙を開始するタイミング レジストローラの回転速度プロフィル、あるいは、レジストローラの回転速度を変更するタイミングを含むものである。

また、制御手段ＳＧは、レジストローラ温度の基準温度に対する差分ΔＨと給紙パラメータの補正量との対応関係を予め制御手段ＳＧのメモリＭ１に対応テーブルとして予め記憶させるようになっており、裏面のページ印刷処理を実行する際に、この対応関係を参照し、補正給紙パラメータを決定するように制御されている。

この制御は、用紙の表面に対する画像形成時は補正がなく、裏面に対する画像形成時のみレジストローラの温度に基づく補正をかけることを特徴とする。

略２倍の量の根拠は、発明が解決しようとする課題の項で述べてある通りである。

言い換えると、スタックレス式の両面画像形成装置においては、例えば、４〜５枚の用紙が常時装置内で搬送されている態様であり、１枚の用紙の表面に画像形成した後、当該用紙の裏面に画像形成するまでに係る時間はたかだか２〜４秒程度であり、その間、レジストローラ表面の温度は殆ど変化しない（用紙搬送量に影響が出ないことの意）ことを究明し、利用したものである。

なお、上記制御による効果は、高速補正処理の応答性に優れ、かつ、用紙表裏の画像位置揃えの厳しい市場要望を充分にクリアでき、軽印刷のような高速分野に適している。

図４は、前述の如き制御態様を盛り込んだ形で示す全体制御フロー図である。

ＳＴ−１は、印刷実行待ちの印刷ジョブがメモリＭ１に存在し、かつ、図２の画像形成手段が印刷実行可能状態にあるか否かを判断する。

即ち、印刷開始（画像形成プロセス開始）指令がｙｅｓであるかｎｏであるかを判定する工程であり、印刷開始指令がｙｅｓである場合にはＳＴ−２の工程へ移行し、ｎｏの場合にはＳＴ−１へ戻る。

ＳＴ−２において印刷ジョブの処理カウントの初期化が実行され、次のＳＴ−３に移る。

ＳＴ−３では、上記実施形態１から３で説明したように、温度センサ２３７の出力に基づいて画像形成手段の所定動作パラメータを補正し、その補正された動作パラメータを制御手段ＳＧのメモリＭ１の所定アドレスに書き換えることを実行する。

そして、ページ印刷の開始指令の有無を判断するＳＴー４に移行する。

次のＳＴ−５において、制御手段ＳＧはメモリＭ１に記憶された各動作パラメータ（レジストローラ温度の補正済み）に基づき画像形成手段を制御し、ページ印刷処理が実行され、ＳＴ−６へ移行する。

ＳＴ−６はページ処理カウンタＮを＋１カウントアップする工程であり、ＳＴ−７へ移行する。

ＳＴ−７は、未印刷ページを残しているか否かを判定する工程であり、未印刷ページを残している場合、（フロー図ではｎｏの場合）にはＳＴ−３に戻る。

未印刷ページがない場合、には印刷ジョブは終了する。

つまり、設定枚数分の印刷がなされるまではＳＴ−３からＳＴ−７の動作を繰り返す。

この制御フローでは、複数ページを一部印刷する印刷ジョブの処理を実行している。

複数ページを複数部印刷する場合には、複数ページの印刷ジョブを複数個、制御手段ＳＧのメモリＭ１に登録することになり、上記印刷ジョブの制御フローが複数回繰り返し実行されることになる。

図４の制御では、各ページ印刷処理毎にレジストローラ温度補正処理を行っているが、所定枚数のページ毎、あるいは所定時間の経過毎にレジストローラ温度補正処理を実行してもよい。

次に、実施形態１および２を統合した高い画像品質と高速性性能の要求される軽印刷のような分野に最も適している一例について、画像印刷実行制御タイムチャートの一例を図５に、また、頁印刷処理の制御フローを図６に示す。

前記タイムチャートおよび制御フローは、レジストローラ（実質は前記駆動ローラ）の熱膨張に係わる補正と、レジストローラの回転開始時における誤差分を補正することができることを示す。

図１乃至図３の構成を前提として、両図を説明する。

図において、頁印刷開始指令が出されると像形成タイマ（ｔｉｍ）が作動を開始し（ＳＴ−２１）、補正処理を含んだイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および、黒（Ｋ）の各色トナー画像に係わる像形成が順次タイミングをとって行われる（ＳＴ−２２）。

タイマ（ｔｉｍ）が所定時間（ｔｐ）に達したか否かがＳＴ−２３で判断され、ｎｏであれば所定時間に達するまでタイマはカウントを続行する。

所定時間（ｔｐ）は、印刷開始指令からレジストローラによる給紙開始指令までの設計的に定められている時間である。

タイマが所定時間に達すると、給紙開始指令が出され、レジストローラに係わる給紙タイマが起動（ＳＴ−２４）し、レジストローラ駆動用のステッピングモータが駆動される（ＳＴ−２５）。

当該ステッピングモータは所定のプロフィルに従って駆動制御される。即ち、図５の下側に示されるように、立ち上がりから徐々に増大する駆動パルスを以て、所定時間（ｔｘ）を越えて駆動制御されるプロフィルに従う。

次いで、前記レジストローラの回転に伴って搬送が開始された用紙の先端が用紙検知手段Ｓ１により検知される（ＳＴ−２６）と、ここで、基準設定時間（ｔｒ）と実際にかかった時間（ｔｘ）との時間差（ｔｘ−ｔｒ）が求められ（ＳＴ−２７）（この差分は用紙先端の通過タイミングからの遅れに対応する）、この差分に基づいて、ステッピングモータの目標速度復帰時間（変速タイミングと同義）（ｔｄ）の補正項（ｔ１）が決定される。

ここで、ステッピングモータの目標速度復帰時間（ｔｄ）の補正項として、前記時間差（ｔｘ−ｔｒ）のみならず、レジストローラの熱膨張による補正項（ｔ２）がある。

仮に、前述した制御態様１に記載のように、温度センサ２３７からの出力温度情報と基準温度との差分をレジストローラの回転開始前に予め演算により求め、その差分に対応してレジストローラの回転速度（ステッピングモータの駆動パルス周波数）を減じているものであればここでは、前記時間差（ｔｘ−ｔｒ）の補正のみで事足りる。

一方、熱膨張によるレジストローラの回転速度（単位時間当たりの用紙搬送量）による補正もここで考慮しなければならない場合は、ＳＴ−２９でメモリから熱膨張による差分（ｔ２）を読み出して、ｔｄ＝ｔ０＋ｔ１−ｔ２を演算し、メモリの所定アドレスに書き込む。

この（ｔ１）（ｔ２）の値に基づいて、ステッピングモータの変速のタイミングは図において左右に振れることになる。

即ち、実測時間（ｔｘ）値が基準設定時間（ｔｒ）値よりも大きい場合（用紙の先端の通過タイミングが基準タイミングより遅れている場合）には、レジストローラの回転速度を転写前の基準回転速度から目標回転速度へ減速するタイミングを（ｔ１）遅らせることにより（ｔ１×（Ｖｍｒ−Ｖｍｏ））だけ用紙の先端を前進させる。

（ｔ１）と（ｔｘ−ｔｒ）の関係は、レジストローラの回転速度プロフィルの設計仕様に依存するが、実装置では一定に関係になる。

また、レジストローラの温度Ｈｘが基準温度Ｈｒより高くなると、その差分（Ｈｘ−Ｈｒ）に応じて所定回転速度プロフィルの下で移動する用紙の先端は、転写位置に到達するタイミングが早くなる。

これを修正するために、レジストローラの回転速度を転写前の基準回転速度から目標回転速度へ減速するタイミングを（ｔ２）だけ早くすることにより、（ｔ２×（Ｖｍｒ−Ｖｍｏ）だけ用紙先端の進行を遅くさせる。

（ｔ２）と（Ｈｘ−Ｈｒ）の関係は実装置では一定の関係にあり、実験的に求めることができる。

前記（ｔ１）および（ｔ２）は制御手段ＳＧ内のメモリに格納された参照テーブルにおける（ｔｘ−ｔｒ）、或いは（Ｈｘ−Ｈｒ）を参照し決定している。
（ｔ１）および（ｔ２）は、タイミングを早める場合には負の値を、遅らせる場合には正の値を示す。

換言すれば、いずれの場合でも、熱膨張による影響および、レジストローラの初期における用紙搬送の不具合による影響が全て補正できる。

次に、ＳＴ−３０でメモリ内の（ｔｄ）と前記給紙タイマ（ｔｐｆ）のカウント値を比較し、カウント値が等しければ前記ステッピングモータに対する第２駆動制御に移る（ＳＴ−３１）。

これは目標速度（Ｖｍｏ）での定速制御である。上記においてＶｍｏは例えばプロセス速度（中間転写体の速度でもある）と等しい速度であり、用紙は中間転写体上のトナー像領域と常に同じ位置関係で転写位置に到達し、転写手段の作用によりトナー像を端時するに至る。

なお、ＳＴ−３２において給紙タイマ（ｔｐｆ）と、予め設定されているレジストローラの作動時間（ｔｅ）とが一致したことが判断されると（ＳＴ−３２）ステッピングモータの駆動は停止され（ＳＴ−３３）、レジストローラは回転を停止する。

上記の制御フローを取り込んだ画像形成装置、或いは前記制御態様１乃至４に示す制御を取り込んだ画像形成装置により、例えば、連続プリント時のように定着手段が発生する熱の影響を受けて、前記レジストローラが膨張したときにも容易に対応でき、両面記録モードにおける表裏画像の位置ズレも１００μｍ〜２００μｍに押さえることができ、視認ではそのズレが即座にわからない程度にまで品質を向上させることができたことが確認された。

上記実施の形態においては、中間転写体を介在させたタンデム型のデジタル画像形成装置を例としたが、１つのドラム型感光体の周囲にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対応したトナー像を形成する画像形成手段を具備する態様の画像形成装置にも本発明は適用できる。

その場合、ドラム型感光体が本発明に係わる像担持体に該当する。

また、モノクロ機にも適用できることは言うまでもない。

ところで、本発明は、特に連続した画像形成或いは連続した用紙表裏に対する画像形成において、レジストローラの熱膨張とそれに起因した用紙搬送量との間に相関関係があることに注目してなされたものである。

この結果、レジストローラもしくはその近傍の熱を計測することによって、レジストローラ２３の線速度（用紙の搬送量）を予め確認でき、一方、当該レジストローラ２３から転写位置までの距離が解っているので、制御手段ＳＧを介しての通常のプロセス制御シーケンスに従ったタイミングでレジストローラの駆動回転を制御せしめるようになす一方、各色の像形成処理（像形成開始タイミングとその後の現像処理等）を、レジストローラ温度（Ｈｘ）と基準温度（Ｈｃ）との差分（Ｈｘ−Ｈｃ）に対応する補正時間分だけ基準時間よりも早めることにより、転写位置における像担持体上のトナー画像と用紙との位置関係を一定に保ち、表裏の画像ズレを抑制した品質の良い画像を形成するようにしてもよい。）
像形成処理を早める時間は、例えば、設計上（熱膨張が関係しない環境下と言い換えることができる）の回転速度によるレジストローラと、熱膨張したレジストローラとにより送られたそれぞれの用紙が転写位置に到達するまでに要した時間の差分に相当し、この差分は、制御手段ＳＧで演算させて求める、または、レジストローラ温度と基準温度の差分（ｔｘ−ｔｒ）と補正時間との対応表を参照して求めるようにしてもよい。

フルカラー画像を作成できるタンデム構成の画像形成装置の全体図である。 制御関係を模式的に示すブロック図である。 レジストローラ近傍の概略構成を示す要部拡大図である。 全体制御フローを示す図である。 印刷実行制御タイムチャートの一例を示す図である。 頁印刷処理の制御フローを示す図である。

符号の説明

１ 感光体
６ 中間転写体
２０ 給紙カセット
２３ レジストローラ
２３１ 駆動ローラ
２３２ 従動ローラ
２４ 定着手段
１０１ 第１搬送路
１０２ 第２搬送路
１０３ 第３搬送路
１０４ 第４搬送路
１０５ 第５搬送路
２３７ 温度センサ
Ｓ１ 用紙検知手段
ＳＧ 制御手段

Claims (5)

1. 可回転の像担持体上に形成されたトナー像を、レジストローラの回転開始により搬送せしめた転写材に転写させるとともに、前記転写材を反転搬送手段で反転せしめて再度前記レジストローラに導き、前記像担持体上に形成された新たなトナー像を前記転写材の他面に転写することができる画像形成装置において、
   前記レジストローラ、あるいは前記レジストローラの近傍の温度を検出する温度センサを前記レジストローラの近傍に配設するとともに、
   前記温度センサの出力情報に基づいて、前記レジストローラの駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記レジストローラの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記レジストローラの回転開始タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記レジストローラの変速タイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 可回転の像担持体上に形成されたトナー像を、レジストローラの回転開始により搬送せしめた転写材に転写させるとともに、前記転写材を反転搬送手段で反転せしめて再度前記レジストローラに導き、前記像担持体上に形成された新たなトナー像を前記転写材の他面に転写することができる画像形成装置において、
   前記レジストローラ、あるいは前記レジストローラの近傍の温度を検出する温度センサを前記レジストローラの近傍に配設するとともに、
   前記温度センサの出力情報に基づいて、前記像担持体上への像形成の露光開始タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。

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