JP2013064958A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】縁無し印刷を行っているときに転写部材に付着する現像剤を減らすことができる画像形成装置を得る。
【解決手段】画像形成装置10は、中間転写ベルト14と、画像形成ユニット30と、二次転写ロール50と、二次転写ロール50へ記録用紙Pを搬送する位置合せロール25と、記録用紙センサ51と、主制御部18とを有している。ここで、主制御部18が、記録用紙センサ51で記録用紙Pの位置を検出した後、記録用紙Pを一旦後退させ、通常時よりも低い速度で、記録用紙Pを再度、記録用紙センサ51に搬送させる。これにより、記録用紙センサ51での検出信号の分解能が増加し、記録用紙Pの先端位置の検出誤差が減少するので、縁無し印刷時に予め設定しておく余分な先端画像領域を小さくでき、二次転写ロール50に付着するトナーを減らすことができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
特許文献1の画像形成装置は、位置合せロールの下流側で、且つ転写位置までの位置に用紙センサを設け、画像に対してタイミングを合わせて位置合せロールから送られた用紙の先端が位置合せロールオンから用紙センサの位置に達するまでの時間をカウントし、この時間に応じて位置合せロールの回転数を増、減速することにより、位置合せロールによる用紙送り速度の増、減速を行い、用紙先端が転写位置に到達する前に位置合せロールの回転数を通常の回転速度に戻している。
特許文献2の画像形成装置は、連続印字処理時に、位置合せロールで一旦停止した搬送用紙の先端停止位置を検出する発光側ラインセンサ及び受光側ラインセンサからなる用紙先端検出手段を備えている。そして、制御部は、検出された用紙の先端停止位置が一定のタイミングに対応して設定されている適正停止位置に対して感光体側である場合には、搬送速度を減速するように制御し、検出された用紙の先端停止位置が適正停止位置に対して給紙部側である場合には、搬送速度を加速するように制御する。
特開2006−248644号公報 特開2007−320760号公報
本発明は、縁無し印刷を行っているときに転写部材に付着する現像剤を減らすことができる画像形成装置を得ることを目的とする。
本発明の請求項1に係る画像形成装置は、回転可能に設けられ外周に現像剤像を保持する像保持部材と、前記像保持部材に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記像保持部材と対向配置され、前記現像剤像形成手段で形成された現像剤像を記録媒体に転写させる転写部材と、回転しながら前記転写部材に向けて記録媒体を搬送する搬送部材と、前記搬送部材から前記転写部材までの記録媒体の搬送経路に設けられ、記録媒体の先端の通過を検出する記録媒体検出手段と、下記(1)または(2)のように前記搬送部材の回転動作を制御する回転制御部と、を有する画像形成装置。(1)縁無し印刷を行わない通常モードの場合は、前記搬送部材を回転して、記録媒体を前記転写部材による現像剤像の転写位置へ搬送する。(2)縁無し印刷を行う高精度モードの場合は、前記搬送部材を第1設定速度で回転して記録媒体を前記記録媒体検出手段まで搬送する第1搬送工程と、前記記録媒体検出手段で記録媒体の先端が検出された後、前記搬送部材を逆回転して記録媒体を逆方向に搬送する第2搬送工程と、前記搬送部材を前記第1設定速度よりも低い第2設定速度で回転して、前記記録媒体検出手段が記録媒体の先端位置を検出するまで該記録媒体を搬送する第3搬送工程と、前記搬送部材を回転して、記録媒体を前記転写部材による現像剤像の転写位置へ搬送する第4搬送工程と、を行う。
本発明の請求項2に係る画像形成装置は、前記回転制御部は、前記第2搬送工程後、前記第3搬送工程を開始する前に前記搬送部材を順方向に回転させる。
本発明の請求項3に係る画像形成装置は、前記回転制御部は、前記搬送部材の回転を台形波制御又は曲線制御する。
本発明の請求項4に係る画像形成装置は、前記回転制御部は、少なくとも前記像保持部材の回転速度が低下する高画質モードを有し、該高画質モードで前記縁無し印刷を行うときには、前記第1搬送工程、前記第2搬送工程、前記第3搬送工程、及び前記第4搬送工程を行う。
本発明の請求項5に係る画像形成装置は、前記回転制御部は、記録媒体の先端の入力画像データの画像濃度が予め設定した設定値よりも小さいとき、前記高精度モードを選択不可とする。
本発明の請求項6に係る画像形成装置は、前記装置制御部は、入力画像データが罫線及びテキストの少なくとも一方のとき、前記高精度モードを選択不可とする。
請求項1の発明は、1枚の記録媒体に画像形成を行うときに記録媒体検出手段が記録媒体の先端を検出する回数が1回の構成に比べて、縁無し印刷を行っているときに転写部材に付着する現像剤を減らすことができる。
請求項2の発明は、第2搬送工程後、第3搬送工程を開始する前に搬送部材を順方向に回転させない構成に比べて、搬送部材のバックラッシュによる記録媒体の先端位置の誤差を低減することができる。
請求項3の発明は、搬送部材の回転を矩形波制御する構成に比べて、記録媒体の先端位置ずれを低減することができる。
請求項4の発明は、像保持部材の回転速度が低下しているときに第1搬送工程、第2搬送工程、第3搬送工程、及び第4搬送工程を行なわない構成に比べて、画像形成装置の生産性を上げることができる。
請求項5の発明は、記録媒体の先端の入力画像データの画像濃度が予め設定した設定値よりも小さいときに高精度モードを選択する構成に比べて、画像形成装置の生産性を上げることができる。
請求項6の発明は、入力画像データが罫線及びテキストの少なくとも一方のときに高精度モードを選択する構成に比べて、画像形成装置の生産性を上げることができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 本発明の実施形態に係る位置合せロール及び二次転写ロールの配置状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の縁無し印刷の説明図である。 本発明の実施形態に係る記録用紙Pの先端画像領域を示す模式図である。 (A)本発明の実施形態に係る位置合せロールを台形波制御するときの速度プロファイルである。(B)本発明の実施形態に係る位置合せロールを曲線制御するときの速度プロファイルである。 本発明の実施形態に係る高精度モードの実行手順のフローチャートである。 (A)、(B)、(C)、(D)、(E)本発明の実施形態に係る位置合せロールによる記録用紙Pの搬送手順及び記録用紙センサによる位置検出手順を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る位置合せロールに厚さの異なる普通紙と厚紙を進入させる状態を示す模式図である。 (A)本発明の実施形態に係る高精度モードにより、余分な先端画像形成領域を減らせることを示す模式図である。(B)記録用紙先端からの画像はみ出し幅Lと二次転写ロールへのトナー付着量mとの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態の他の実施例に係る高精度モードの実行手順のフローチャートである。 (A)、(B)本発明の実施形態に係る記録用紙Pの先端画像領域において、罫線又はテキストが画像形成されることを示す説明図である。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例について説明する。
図1には、本発明の実施形態の一例としての画像形成装置10が示されている。画像形成装置10は、装置本体としての筐体12を有している。そして、筐体12内には、矢印A方向に回転(周回移動)可能に設けられ外周に現像剤像(トナー画像)を保持する像保持部材の一例としての中間転写ベルト14と、中間転写ベルト14にトナー画像を形成する現像剤像形成手段の一例としての画像形成ユニット30と、が設けられている。
さらに、筐体12内には、中間転写ベルト14と対向配置され、画像形成ユニット30で形成されたトナー画像を記録用紙P(記録媒体の一例)に二次転写させる転写部材の一例としての二次転写ロール50と、二次転写ロール50に向けて回転して記録用紙Pを搬送する搬送部材の一例としての位置合せロール25と、位置合せロール25から二次転写ロール50までの記録用紙Pの搬送経路の一例としての用紙搬送路22(破線で示す)に設けられ、記録用紙Pの先端の通過を検出する記録媒体検出手段の一例としての記録用紙センサ51と、記録用紙センサ51で検出された記録用紙Pの先端位置に基づいて、後述するように位置合せロール25の回転動作を制御する回転制御部の一例としての主制御部18と、が設けられている。なお、主制御部18は、画像形成装置10の各部の動作も制御している。
画像形成ユニット30は、一例として、K(ブラック)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の各色のトナー画像が形成される複数の画像形成ユニット30K、30C、30M、30Yで構成されている。また、中間転写ベルト14の内側には、各色のトナー画像を中間転写ベルト14に一次転写させる一次転写ロール42K、42C、42M、42Yが回転可能に設けられている。
画像形成ユニット30Kは、円筒状で矢印R方向(図示の時計回り方向)に回転すると共に外周面にトナー画像を保持する感光体32Kと、感光体32Kの表面(外周面)を帯電する帯電ロール33Kと、帯電された感光体32Kの外周面をK色(ブラック色)の画像情報に基づいて変調された露光光Bにより露光し、感光体32K上に静電潜像を形成する露光装置34Kと、K色のトナーを保持する現像ロール35Kを有し感光体32K上に形成された静電潜像をK色トナーで現像してトナー画像(K色)を形成する現像器36Kと、一次転写後の感光体32Kの表面を清掃するクリーニングユニット38Kと、を含んで構成されている。なお、感光体32Kの外周面と対向する位置には、トナー画像の一次転写後において感光体32Kの表面の残留電荷を除去する除電器が設けられているが、この除電器の図示は省略している。
ここで、画像形成ユニット30C、30M、30Yは、画像形成ユニット30Kとトナーの色が異なるだけで基本構成は同じである。このため、画像形成ユニット30C、30M、30Yを構成する各部材については、部材の符号の末尾にトナー色を表す添字C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)を付与して画像形成ユニット30Kと区別し、各部材の説明は省略する。なお、以後の説明では、トナー色(K、C、M、Y)毎の区別が不要のとき、添字K、C、M、Yを省略した符号で画像形成ユニット30の各部材を説明する場合がある。
筐体12内で画像形成ユニット30K、30C、30Mよりも上側には、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各トナーを収容するトナーカートリッジ19K、19C、19M、19Yが交換可能に設けられている。そして、トナーカートリッジ19K、19C、19M、19Yは、トナー色に合わせて現像器36K、36C、36M、36Yに接続されており、各色のトナーを現像器36K、36C、36M、36Yに送り込むようになっている。
中間転写ベルト14は、一例として、ポリイミド樹脂を主成分としており、円筒状に形成されている。また、中間転写ベルト14の内側には、矢印A方向の上流側から下流側へ向けて、中間転写ベルト14を移動させる駆動ロール45と、一次転写ロール42Y、42M、42C、42Kと、中間転写ベルト14に張力を付与する張力付与ロール46と、中間転写ベルト14を内側から支持する複数の支持ロール47と、中間転写ベルト14の二次転写位置Q(図2参照)の内側に配置され二次転写ロール50の対向電極となるバックアップロール48とが、それぞれ図示の反時計回り方向に回転可能に設けられている。さらに、バックアップロール48には、トナーの帯電極性(一例としてマイナス極性)と同極性の二次転写バイアスをバックアップロール48に印加する給電ロール49が接触している。
そして、中間転写ベルト14は、駆動ロール45、一次転写ロール42K、42C、42M、42Y、張力付与ロール46、複数の支持ロール47、及びバックアップロール48に巻き掛けられて支持されており、駆動ロール45が駆動手段(図示省略)によって回転駆動されることで、矢印A方向に周回移動するようになっている。
一次転写ロール42K、42C、42M、42Yは、ベアリング(図示省略)により両端部が回転可能に支持され、外周面が中間転写ベルト14の内周面と接触している。また、一次転写ロール42K、42C、42M、42Yは、中間転写ベルト14に転写されるトナー画像の極性とは逆の極性(プラス極性)の電圧が芯金(図示省略)に印加されている。ここで、各感光体32が接地されており、各感光体32の電位と各一次転写ロール42の電位との間に電位差が生じているため、この電位差で形成される電界の作用によって、感光体32の外周面に保持されているトナー画像が中間転写ベルト14に一次転写される。
また、中間転写ベルト14の外側(駆動ロール45とは反対側)には、中間転写ベルト14と接触して表面をクリーニングするベルトクリーナ43が設けられている。さらに、中間転写ベルト14を挟んでバックアップロール48側とは反対側には、中間転写ベルト14上のトナー画像を記録用紙Pに二次転写する既述の二次転写ロール50が設けられている。
二次転写ロール50は、円柱状の芯金(図示省略)の周囲に発泡弾性層を被覆した構成となっている。そして、この芯金は接地されており、二次転写ロール50の電位とバックアップロール48の電位との間に電位差が生じている。この電位差により、中間転写ベルト14上のトナー画像が二次転写位置Q(図2参照)で記録用紙Pに二次転写されるようになっている。また、二次転写ロール50の外周面には、当該外周面を清掃するためのクリーニングブレード52が接触している。なお、クリーニングブレード52で掻き落とされたトナーや埃などは、回収容器(図示省略)に回収される。
一方、筐体12内の下部で中間転写ベルト14よりも下側には、記録用紙Pを収納する箱状の収納部21が設けられている。収納部21には、記録用紙Pを1枚ずつ送り出す送出ロール21Aが回転可能に設けられている。また、筐体12内には、送出ロール21Aから二次転写ロール50を経由して定着部60へ記録用紙Pを搬送する既述の用紙搬送路22と、用紙搬送路22の終端で上方へ分岐された用紙排出路24と、用紙搬送路22の終端で下方へ分岐された両面搬送路26と、が設けられている。
用紙搬送路22は、記録用紙Pの搬送方向で二次転写位置Q(図2参照)よりも上流側に複数の搬送ロール23と位置合せロール25が設けられており、二次転写位置Qよりも下流側に搬送ユニット54と定着部60が設けられている。搬送ロール23は、互いに外周面が接触した一対のロールで構成されている。
図2に示すように、位置合せロール25は、互いに外周面が接触した一対のロールで構成されており、一方のロール(一例として下側のロール)がパルスモータ及び駆動ギア(図示省略)を含む駆動部70で駆動されるようになっている。また、位置合せロール25は、下側のロールの駆動部70による回転駆動が、主制御部18(図1参照)で制御されることにより、予め設定されたタイミング(中間転写ベルト14上のトナー画像が二次転写位置Qに到達するタイミング)に合わせて、記録用紙Pを二次転写位置Qへ送り込むようになっている。なお、二次転写位置Qは、一例として、記録用紙Pが無い状態で中間転写ベルト14と二次転写ロール50が接触する位置に設定されている。
また、位置合せロール25は、縁有り印刷の画像形成が行われる後述の通常モードでは、速度V1で回転するように主制御部18(図1参照)に設定されている。そして、縁無し印刷の画像形成が行われる高精度モードでは、速度V1と、速度V1よりも低速の速度V2とが切り換えられて回転するように主制御部18に設定されている。なお、位置合せロール25の速度Vは、周速度を意味している。
一方、記録用紙センサ51は、用紙搬送路22上で位置合せロール25と二次転写ロール50との間の位置合せロール25に近い側に設けられている。即ち、記録用紙センサ51は、位置合せロール25よりも下流側に設けられている。
また、記録用紙センサ51は、一例として、フォトセンサが用いられており、用紙搬送路22よりも上側に設けられ用紙搬送路22と交差するように下側に向けて光を出射する出射部51Aと、用紙搬送路22よりも下側に設けられ出射部51Aから出射された光を受光する受光部51Bとで構成されている。そして、記録用紙センサ51は、出射部51Aから出射された光が記録用紙Pの先端部によって遮断され、受光部51Bの検出信号の出力レベルが低下することにより、記録用紙Pの先端の位置(先端の通過)を検出するようになっている。なお、記録用紙センサ51は主制御部18(図1参照)に接続されており、記録用紙センサ51で検出された記録用紙Pの先端の位置情報が主制御部18へ送られるようになっている。
図1に示すように、搬送ユニット54は、回転可能に設けられた搬送ロール54A、54Bと、搬送ロール54A、54Bに巻き掛けられた無端状の搬送ベルト54Cと、を含んで構成されている。そして、搬送ユニット54は、搬送ロール54Bがモータを含む駆動手段(図示省略)により回転駆動されることで、搬送ベルト54Cを周回移動させるようになっている。
定着部60は、記録用紙Pのトナー画像面側に配置され内部に熱源(一例としてハロゲンヒータ)を有する定着ロール62と、定着ロール62に向けて記録用紙Pを加圧する加圧ロール64と、を有している。そして、定着部60では、記録用紙Pが定着ロール62と加圧ロール64との接触部(ニップ部)に進入して加熱及び加圧されることで、トナー画像が記録用紙Pに定着される。
また、用紙搬送路22の終端(定着部60よりも下流側)で用紙排出路24と両面搬送路26との分岐位置には、三角柱状の切替ゲート27が設けられている。切替ゲート27は、先端部分(鋭角部分)を用紙搬送路22側に向けて回転可能に設けられており、先端部分を下側へ移動させることにより記録用紙Pを用紙排出路24へ案内し、先端部分を上側へ移動させることにより記録用紙Pを両面搬送路26へ案内するようになっている。
用紙排出路24は、複数の搬送ロール23が設けられている。そして、用紙排出路24では、複数の搬送ロール23が駆動手段(図示省略)によって回転駆動されることで記録用紙Pが上方へ搬送され、筐体12の上部に形成された排出口12Aから筐体12の上面に記録用紙Pが排出されるようになっている。
両面搬送路26は、表面と裏面が反転される前の記録用紙Pが送り込まれる反転前搬送路26Aと、反転前搬送路26Aで先端と後端が入れ替えられた後の記録用紙Pが送り込まれる反転後搬送路26Bとで構成されている。また、反転前搬送路26Aと反転後搬送路26Bとの分岐位置には、三角柱状の切替ゲート29が設けられている。切替ゲート29は、先端部分(鋭角部分)を反転後搬送路26B側に向けて回転可能に設けられており、先端部分を下側へ移動させることにより記録用紙Pを反転前搬送路26Aの終端側へ案内し、先端部分を上側へ移動させることにより記録用紙Pを反転前搬送路26Aから反転後搬送路26Bへ案内するようになっている。
反転前搬送路26Aには、複数の搬送ロール23と、スイッチバックロール28とが設けられている。スイッチバックロール28は、切替ゲート29が下側へ向けられているとき、回転して記録用紙Pを反転前搬送路26Aの終端側へ送り込む。そして、スイッチバックロール28は、記録用紙Pの後端が切替ゲート29を通過して切替ゲート29が上側へ向けられているとき、逆回転して記録用紙Pの後端を反転後搬送路26Bへ送り込む。
反転後搬送路26Bには、複数の搬送ロール23が設けられている。また、反転後搬送路26Bの終端は、用紙搬送路22の位置合せロール25よりも上流側に接続されている。これにより、表面にトナー画像が二次転写及び定着された記録用紙Pは、両面搬送路26で表面と裏面が反転されると共に位置合せロール25によって二次転写位置へ送り込まれ、裏面にトナー画像が二次転写されると共に、定着部60で定着されるようになっている。
次に、画像形成装置10の高精度モードについて説明する。
図1に示す画像形成装置10において、高精度モード(縁無し印刷モード)が選択された場合、図3に示すように、中間転写ベルト44上には、記録用紙P全面に相当する画像領域S1よりも大きい画像領域S2のトナー画像が形成される。なお、画像領域S1は、図示の破線で示す矩形の外形線LAよりも内側の網掛け領域であり、画像領域S2は、図示の実線で示す矩形の外形線LBよりも内側の網掛け領域である。また、縁無し印刷とは、記録用紙Pの縁全体に画像を形成するものに限らず、縁の一部に画像が形成されないものも含んでいる。
このため、二次転写ロール50により記録用紙Pにトナー画像が二次転写されたとき、外形線LAよりも外側で且つ外形線LBよりも内側の画像領域S3に相当する部分のトナー画像が、中間転写ベルト44上に残留することになる。そして、中間転写ベルト44上に残留したトナー画像は、ベルトクリーナ43(図1参照)によりクリーニングされる。
一方、二次転写ロール50に記録用紙Pの先端が到達したとき、二次転写ロール50には、既に画像領域S3の先端側(記録用紙Pの搬送方向である矢印X方向の下流側)のトナーが付着している。この二次転写ロール50に付着する余分なトナーは、クリーニングブレード52(図2参照)により取り除かれるが、二次転写ロール50へのトナーの付着量が許容量(図9(B)のグラフのトナー付着量m2)を超えると、クリーニングブレード52で除去しきれなくなる。そして、二次転写ロール50で二次転写が行われた記録用紙Pの裏面に、除去しきれなかった余分なトナーが付着することになる。このため、本実施形態の画像形成装置10では、画像領域S3の先端側のトナー量を低減させて、二次転写ロール50へのトナー付着量をm2よりも低減させることにした。
次に、主制御部18における各設定について説明する。
図1に示す主制御部18は、記録用紙Pに形成する画像のデータを含む印刷データが、入出力部(図示省略)を介して入力されるようになっている。そして、この印刷データは、主制御部18において各色K、C、M、Yの画像情報に分解された後に露光装置34K、34C、34M、34Yに出力され、露光光Bが出力されるようになっている。なお、画像形成装置10に設けられた各部、各装置、及び各ユニットは、主制御部18に電気的に接続されている。
また、主制御部18は、記録用紙Pの少なくとも先端に画像形成される既述の高精度モード(縁無し印刷モード)と、記録用紙Pの縁部に余白領域を設けて該余白領域よりも内側の領域で画像形成を行う通常モード(縁有り印刷モード)と、画像の高画質化のために画像形成装置10の各部の動作速度を通常の動作速度よりも低下させる高画質モードと、を有している。なお、高画質モードは、高精度モード及び通常モードのいずれか一方の選択よりも前の段階で実行の有無が選択されるようになっている。
さらに、主制御部18は、図4に示すように、記録用紙PのX方向先端側の矩形状部分(以後、先端画像領域SAという)において、入力画像データの画像濃度(以後、画像濃度Cinと記載する)が予め設定した設定値(一例として200%)以上のとき、位置合せロール25(図1参照)の速度V1、V2を後述する手順で切り換える設定となっている。そして、主制御部18は、先端画像領域SAの入力画像データの画像濃度Cinが予め設定した設定値よりも小さいとき、後述する高精度モードを選択不可として通常モードを実行する設定となっている。
ここで、先端画像領域SAは、記録用紙Pの先端PAからX方向に距離L、X方向と直交する幅方向であるY方向に幅Wの範囲で矩形状に設定されるものであり、一例として、L=1mmに設定されている。また、画像濃度Cinとは、記録用紙Pの単位面積当たりに予め設定した重量のトナーを付着させる設定を100%としており、一例として挙げた画像濃度Cin200%とは、予め設定した重量の2倍のトナーを付着させる設定を意味している。
また、主制御部18は、位置合せロール25の回転の速度Vを台形波制御するように設定されている。詳述すると、主制御部18は、位置合せロール25の速度について、図5(A)に示すように、時点t1から時点t2までの時間で速度を0からVまで上昇させ、時点t2から時点t3までの時間で速度Vに維持し、時点t3から時点t4までの時間で速度をVから0へ減少させる設定となっている。なお、主制御部18による位置合せロール25の回転の制御は、台形波制御に限らず、図5(B)に示すようにSin関数や、指数関数(図示省略)といった曲線制御で行ってもよい。
さらに、主制御部18は、高画質モードが選択され、さらに縁無し印刷が選択されているときには、後述する第1搬送工程、第2搬送工程、第3搬送工程、及び第4搬送工程を行う設定となっている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
ここでは、高精度モード、通常モード、及び高画質モードで共通する画像形成装置10の一連の画像形成工程について説明する。
図1に示すように、画像形成装置10では、記録用紙Pに形成する画像のデータ(画像情報)を含む印刷データが主制御部18へ入力されると、この印刷データが、主制御部18において各色(K、C、M、Y)の画像情報に分解され、露光装置34K、34C、34M、34Yに出力される。そして、各露光装置34から、露光光Bが、各帯電ロール33で帯電された各感光体32の表面に照射される。このようにして、各感光体32上には、対応する色の画像情報に応じた静電潜像が形成される。
続いて、各現像器36によって各感光体32上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体32上にトナー画像(トナー像)が形成される。そして、各感光体32上に形成されたトナー画像は、各一次転写ロール42により中間転写ベルト14の外周面に順次、一次転写される。なお、トナー画像の一次転写が終了した各感光体32は、表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングユニット38によって除去されると共に、除電器(図示省略)により残留電荷が除去される。
続いて、中間転写ベルト14の外周面に順次、一次転写されて重ねられたトナー画像は、中間転写ベルト14の移動によって二次転写ロール50まで搬送される。そして、このトナー画像は、収納部21から搬送され、さらに位置合せロール25によって二次転写位置Q(図2参照)に搬送されてきた記録用紙Pに二次転写ロール50によって二次転写される。
続いて、二次転写後の記録用紙Pは、搬送ユニット54によって定着部60へ搬送され、定着部60において、記録用紙P上のトナー画像が定着される。そして、トナー画像が定着された記録用紙Pは、用紙排出路24を通って筐体12の上面に排出され、あるいは、反転前搬送路26A及び反転後搬送路26Bを搬送されて表裏が反転され、裏面の画像形成及び定着が同様の手順で行われた後、用紙排出路24を通って筐体12の上面に排出される。
次に、高精度モード実行時の位置合せロール25の制御について説明する。
画像形成装置10において、筐体12に設けられた操作パネル(図示省略)のボタンが押され、又はコンピュータからデータ送信されるなどして、画像形成のモードが選択される。ここで、図6のフローチャートに示すように、ステップS1において、縁無し印刷の実行が選択されたとき、即ち、高精度モードが選択されたときは、ステップS2に移行する。一方、縁無し印刷の実行無し(通常モード)が選択されたときは、ステップS8(詳細は後述する)に移行する。なお、記録用紙Pの搬送に合わせて画像形成ユニット30(図1参照)による画像形成工程も実行されているが、ここでは説明を省略し、位置合せロール25の制御のみについて説明する。
続いて、ステップS2において、記録用紙Pの先端画像領域SAにおける入力画像データの画像濃度Cinが、予め設定した設定値(一例として200%)以上のときは、ステップS3に移行して、搬送ロール23(図1参照)による記録用紙Pの搬送が開始される。一方、画像濃度Cinが設定値よりも小さいときは、ステップS8に移行する。
ここで、搬送ロール23の回転によって位置合せロール25に搬送された記録用紙Pは、位置合せロール25よりも搬送方向の上流側に設けられた位置検出センサ(図示省略)によって先端位置が検出されている。そして、この先端位置情報に合わせて、図7(A)に示すように、予め記録用紙Pの先端が位置合せロール25の接触部Nの上流側(進入側)に突き当てられている。なお、記録用紙Pは、位置合せロール25に先端が突き当てられることにより、先端の傾き(スキュー)が補正される。
図6及び図7(B)に示すように、ステップS3では、位置合せロール25を速度V1で順方向(記録用紙Pが下流側へ搬送される方向)に回転して、記録用紙Pの先端が記録用紙センサ51で検出されるまで搬送し、検出されたら停止する(第1搬送工程)。位置合せロール25は、台形波制御されているため、矩形波制御する構成に比べて、慣性による回転ずれ量が低減されている。これは、後述する第2、第3、第4搬送工程にも共通する作用である。また、位置合せロール25を駆動する駆動部70(図2参照)及び主制御部18(図1参照)では、パルスモータ(図示省略)の回転量に相当するパルス数がカウントされている。
続いて、図6及び図7(C)に示すように、ステップS4において、位置合せロール25を逆方向(記録用紙Pが上流側へ戻る方向)に速度V1で回転して、記録用紙Pを逆方向(上流側)に搬送する(第2搬送工程)。このとき、ステップS3でカウントされたパルスモータのパルス数(記録用紙Pが位置合せロール25の接触部Nに進入してから記録用紙センサ51に到達するまでのパルス数)よりも少ないパルス数で、位置合せロール25が逆方向に回転される。これにより、記録用紙Pは、接触部Nから上流側へ抜けずに一対の位置合せロール25で挟まれたままの状態で保持される。
ここで、使用される記録用紙Pの種類が、一例として、普通紙(P1とする)と、普通紙P1よりも厚い厚紙(P2とする)であった場合、図8に示すように、普通紙P1又は厚紙P2が接触部Nに進入していない状態(接触部Nから抜けてしまっている状態)で停止させておくと、厚さd1の普通紙P1の先端と厚さd2(>d1)の厚紙P2の先端とで、搬送方向の停止位置に距離ΔLの誤差が生じてしまう。そして、この距離ΔLの誤差が、位置合せロール25を駆動するパルスモータでカウントされるパルス数に含まれることになる。
一方、本実施形態では、図7(C)に示すように、第2搬送工程において、記録用紙Pが接触部Nから上流側へ抜けずに一対の位置合せロール25で挟まれた状態で保持される。このため、次に位置合せロールを回転して記録用紙Pを搬送するときに、パルスモータでカウントされるパルス数に記録用紙Pの厚さの違いによる送り量の誤差が生じにくくなる。なお、ここでは記録用紙Pの厚さの違いにより生じる誤差について説明したが、同じ厚さで摩擦係数が異なる記録用紙Pを用いる場合についても、記録用紙Pを接触部Nから上流側へ抜かずに、位置合せロール25で挟んだままの状態で保持することで、記録用紙Pが接触部Nへ進入するときのスリップなどによる送り量の誤差が低減される。
続いて、図6及び図7(D)に示すように、ステップS5において、位置合せロール25を順方向に予め定めた設定量(パルス数)で回転させる。なお、予め定めた設定量での回転とは、一例として、位置合せロール25が速度V1よりも低速の速度V3で回転し、且つ記録用紙Pが搬送方向に僅かに移動する程度の回転である。これにより、第2搬送工程で位置合せロール25を逆方向に回転させたことで生じた、位置合せロール25の駆動ギア(図示省略)のバックラッシュが解消される。そして、この駆動ギアのバックラッシュによる記録用紙Pの送り量(パルス数)の誤差が低減される。
続いて、図6及び図7(E)に示すように、ステップS6において、位置合せロール25を速度V3よりも速く、速度V1よりも遅い速度V2(一例として、V2=(1/2)V1)で回転して、記録用紙センサ51が記録用紙Pの先端位置を検出するまで搬送し、検出されたら停止する(第3搬送工程)。なお、記録用紙Pの先端位置を検出したときに位置合せロール25を停止せずに、記録用紙Pを二次転写位置Qへ搬送してもよい。
ここで、記録用紙センサ51の検出位置に再度進入する記録用紙Pの速度V2が、第1搬送工程で進入したときの速度V1よりも低くなっているので、記録用紙センサ51で検出される検出信号の分解能が増加する。一例として、速度V2が速度V1の半分であるので、記録用紙センサ51の検出周期が一定のとき、その分解能は2倍になる。これにより、記録用紙Pを速度V1で搬送した場合に比べて、記録用紙センサ51における記録用紙Pの先端位置の検出誤差が低減される。そして、トナー画像を二次転写する前の記録用紙Pの位置検出精度が上がるため、二次転写ロール50の二次転写位置Qに記録用紙Pの先端を精度良く進入させられる。
続いて、ステップS7において、画像形成ユニット30(図1参照)で形成されたトナー像が二次転写ロール50による二次転写位置Qへ到達するとき、記録用紙Pの先端が二次転写位置Qへ到達するように、位置合せロール25を速度V1で回転して記録用紙Pを二次転写位置Qへ搬送する(第4搬送工程)。即ち、二次転写位置Qへのトナー画像(中間転写ベルト14上のトナー画像)の到達に合わせて位置合せロール25を速度V1で回転して、記録用紙Pを二次転写位置Qへ搬送する。
第4搬送工程で位置合せロール25の速度をV2からV1へ上げているのは、位置合せロール25の速度V2が律速となって画像形成工程全体の速度(プロセススピード)が低下するのを抑制するためである。なお、記録用紙センサ51から二次転写位置Qまで記録用紙Pを搬送する位置合せロール25の回転量は、予め設定された回転量(パルスモータでカウントされるパルス数)で行われる。
続いて、ステップS9において、中間転写ベルト14上のトナー画像が記録用紙Pに二次転写される。
図9(A)に示すように、中間転写ベルト14上の画像領域S3の余分な先端画像領域について、比較例として、高精度モードが無い場合は、位置合せロール25(図2参照)による記録用紙Pの搬送で生じる前述の各誤差分を見込んで、記録用紙Pの先端PAからの画像のはみ出し幅(X方向の距離)をL3で設定しておかなければならない。
一方、本実施形態では、高精度モードがあるため、図7(E)に示すように、二次転写位置Qに記録用紙Pの先端が精度良く進入する。これにより、図9(A)に示す画像領域S3の先端画像領域を予め(画像形成を開始する前の段階で)狭く設定しておくことが可能となる。即ち、記録用紙Pの先端PAからのはみ出し幅をL3よりもΔL短いL2(又はL2よりもさらに短いL1)で設定することが可能となる。
ここで、記録用紙Pの先端PAからの画像のはみ出し幅Lと、二次転写ロール50(図7(E)参照)へのトナー付着量mとの間には、図9(B)のグラフGで示すように比例関係があり、はみ出し幅LがL1、L2、L3・・・と長くなると、トナー付着量mがm1、m2、m3・・・と増加し、はみ出し幅Lが短くなるとトナー付着量mが減少する。
そして、図3及び図9(A)、(B)に示すように、本実施形態では、高精度モードにより、はみ出し幅LがL2以下となっており、二次転写時に二次転写ロール50に付着するトナーが減少して、トナー付着量mが許容範囲のm2以下となるので、1枚の記録用紙Pへのトナー画像の二次転写が行われた後で二次転写ロール50に搬送されてくる次の記録用紙Pの裏面に付着するトナーが低減される。
続いて、ステップ10において、定着部60(図1参照)によってトナー画像が記録用紙Pに定着される。このようにして、高精度モードが行われる。
一方、ステップS8では、二次転写位置Qへのトナー画像の到達に合わせて位置合せロール25を速度V1で回転して、記録用紙Pを二次転写位置Qへ搬送する。そして、ステップS9に移行する。
続いて、ステップS9において、中間転写ベルト14上のトナー画像が記録用紙Pに二次転写され、ステップ10において、定着部60(図1参照)によってトナー画像が記録用紙Pに定着される。このようにして、通常モードが行われる。なお、通常モードでは、縁有り印刷となり、記録用紙Pの先端に余白があるため、二次転写ロール50に付着するトナーはほとんど無い。
ここで、本実施形態の高精度モードでは、ステップS2において、記録用紙Pの先端の入力画像データの画像濃度Cinが、予め設定した設定値(一例として200%)以上のときに高精度モードを選択するようになっているので、画像濃度Cinが予め設定した設定値よりも小さいときは高精度モードを行わない。即ち、本実施形態では、画像濃度Cinが小さく、二次転写ロール50に付着する量が少なくなって、次に搬送される記録用紙Pの裏面に付着するトナー量が少なくなる(問題とならない)場合は、記録用紙センサ51による記録用紙Pの位置検出が1回だけ実行され、且つ位置合せロール25による記録用紙Pの搬送速度をV1のままとする。これにより、縁無し印刷時に毎回、高精度モードを実行する構成に比べて、画像形成装置10の生産性が上がる。
また、主制御部18は、ステップS1の前に予め高画質モードが選択された場合において、少なくとも中間転写ベルト14の回転速度が通常モード(通常時)よりも低下しているとき、前述の第1搬送工程、第2搬送工程、第3搬送工程、及び第4搬送工程を行う。即ち、画像形成装置10のプロセススピードが低下しているときに第1搬送工程、第2搬送工程、第3搬送工程、及び第4搬送工程を行なうので、画像形成装置10の生産性が上がる。
図3に示す余分な画像領域S3の先端画像領域は、二次転写ロール50及び記録用紙Pの裏面へのトナー付着量を減少させるために小さくする必要があるが、画像領域S3における幅方向(Y方向)両端のトナーの縁残り領域と、X方向後端の縁残り領域については、先端画像領域に比べると問題は無い。これは、画像領域S3の幅方向の両端については、記録用紙Pの搬送が真っ直ぐなら記録用紙Pはトナーで汚れないこと、また、後端については、次の記録用紙Pが搬送されてくるまでにクリーニングブレード52で十分除去できるためである。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
図6のフローチャートにおいて、先端画像領域の画像濃度Cinが設定値以上であるかどうかを選択するステップS2に換えて、図10のフローチャートのステップS22に示すように、画像データが罫線、テキストであるかどうかを選択するように設定してもよい。なお、図10のフローチャートでは、ステップS21が、図6のフローチャートのステップS1と同じ内容であり、ステップS23からステップS30までが、図6のフローチャートのステップS3からステップS10までと同じ内容になっている。
ここで、図11(A)に示すように、記録用紙Pの先端画像領域(L×Wの範囲)において罫線Lfが画像形成される場合は、先端画像領域に使用されるトナーの量がベタ画像に比べて極端に少なくなる。このため、二次転写ロール50(図2参照)へのトナーの付着量が許容値m2(図9(B)参照)以下となるので、高精度モードを実施しなくてもよい。そして、無駄に高精度モードを実行しなくて済むので、画像形成装置10の生産性が上がる。
同様に、図11(B)に示すように、記録用紙Pの先端画像領域において、テキスト(複数の文字Ch)が画像形成される場合は、先端画像領域に使用されるトナーの量がベタ画像に比べて極端に少なくなる。このため、二次転写ロール50(図2参照)へのトナーの付着量が許容値m2(図9(B)参照)以下となるので、高精度モードを実施しなくてもよい。そして、無駄に高精度モードを実行しなくて済むので、画像形成装置10の生産性が上がる。
また、図10のフローチャートを実行するにあたり、ステップS21の前に予め高画質モードが選択され、少なくとも中間転写ベルト14の回転速度が通常モード(通常時)よりも低下しているとき、前述の第1搬送工程、第2搬送工程、第3搬送工程、及び第4搬送工程を行ってもよい。さらに、位置合せロール25を台形波制御、あるいは曲線制御してもよい。
加えて、画像領域S3の先端画像領域の設定において、位置合せロール25のバックラッシュ量が影響しない程度に小さい場合は、図6のステップS6、図10のステップS26を実行しなくてもよい。
また、中間転写ベルト14を介さずに感光体32から記録用紙Pへ直接転写する画像形成装置の場合は、感光体32が像保持部材の一例となり、現像器36が現像剤像形成手段の一例となる。
10 画像形成装置
14 中間転写ベルト(像保持部材の一例)
18 主制御部(回転制御部の一例)
22 用紙搬送路(搬送経路の一例)
25 位置合せロール(搬送部材の一例)
30 画像形成ユニット(現像剤像形成手段の一例)
50 二次転写ロール(転写部材の一例)
51 記録用紙センサ(記録媒体検出手段の一例)

Claims (6)

  1. 回転可能に設けられ外周に現像剤像を保持する像保持部材と、
    前記像保持部材に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
    前記像保持部材と対向配置され、前記現像剤像形成手段で形成された現像剤像を記録媒体に転写させる転写部材と、
    回転しながら前記転写部材に向けて記録媒体を搬送する搬送部材と、
    前記搬送部材から前記転写部材までの記録媒体の搬送経路に設けられ、記録媒体の先端の通過を検出する記録媒体検出手段と、
    下記(1)または(2)のように前記搬送部材の回転動作を制御する回転制御部と、
    を有する画像形成装置。
    (1)縁無し印刷を行わない通常モードの場合は、前記搬送部材を回転して、記録媒体を前記転写部材による現像剤像の転写位置へ搬送する。
    (2)縁無し印刷を行う高精度モードの場合は、
    前記搬送部材を第1設定速度で回転して記録媒体を前記記録媒体検出手段まで搬送する第1搬送工程と、
    前記記録媒体検出手段で記録媒体の先端が検出された後、前記搬送部材を逆回転して記録媒体を逆方向に搬送する第2搬送工程と、
    前記搬送部材を前記第1設定速度よりも低い第2設定速度で回転して、前記記録媒体検出手段が記録媒体の先端位置を検出するまで該記録媒体を搬送する第3搬送工程と、
    前記搬送部材を回転して、記録媒体を前記転写部材による現像剤像の転写位置へ搬送する第4搬送工程と、
    を行う。
  2. 前記回転制御部は、前記第2搬送工程後、前記第3搬送工程を開始する前に前記搬送部材を順方向に回転させる請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記回転制御部は、前記搬送部材の回転を台形波制御又は曲線制御する請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記回転制御部は、少なくとも前記像保持部材の回転速度が低下する高画質モードを有し、該高画質モードで前記縁無し印刷を行うときには、前記第1搬送工程、前記第2搬送工程、前記第3搬送工程、及び前記第4搬送工程を行う請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記回転制御部は、記録媒体の先端の入力画像データの画像濃度が予め設定した設定値よりも小さいとき、前記高精度モードを選択不可とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記装置制御部は、入力画像データが罫線及びテキストの少なくとも一方のとき、前記高精度モードを選択不可とする請求項4に記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013152302A (ja) * 2012-01-24 2013-08-08 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置

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