JP2014066775A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】平歯車によって回転駆動力が伝達されるローラの回転速度を変化させることにより副走査方向上の転写材の位置を補正する画像形成装置において、ローラの回転精度の低下を防ぐ。
【解決手段】感光体にトナー像を形成する画像形成部と、トナー像を転写材に転写する転写部と、転写部に向けて転写材を搬送する搬送部とを有し、搬送部に、平歯車232によって回転駆動力が伝達されるローラ231と、主走査方向上の転写材の位置のずれを補正するための主走査方向補正機構とが設けられた画像形成装置において、主走査方向補正機構による主走査方向上の転写材の位置の補正と、ローラ231の回転速度を変化させることによる副走査方向上の転写材の位置の補正とを、時間的に重複して実行させる制御部を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、感光体等の像担持体に形成されたトナー像を用紙等の転写材に転写する画像形成装置に関し、特に、平歯車によって回転駆動力が伝達されるレジストローラ等のローラの回転速度を変化させることにより副走査方向上の転写材の位置を補正する画像形成装置に関する。
帯電させた感光体を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成し、この感光体にトナーを付着させることによりトナー像を形成し、このトナー像を用紙等の転写材に転写することにより画像を形成する複写機,プリンタ,ファクシミリ,複合機等の画像形成装置が普及している。
こうした画像形成装置において、転写材をトナー像の転写位置に搬送する搬送部には、一般に、転写位置のすぐ上流側にレジストローラが配置されている。搬送部では、転写材をレジストローラにまで搬送した後、転写材にトナー像を転写可能になるタイミングで、レジストローラにより転写材を転写位置に送り出す。
転写材がレジストローラに搬送されるまでに生じた主走査方向(用紙の搬送方向と直交する方向)上の転写材の位置の片寄りを補正する方法としては、レジストローラを主走査方向に揺動させる揺動機構を設け、転写材をニップした状態でレジストローラを揺動させるという方法が用いられている。
また、転写材を転写位置に送り出すためにレジストローラの回転を開始させた後、実際に転写材が送り出されるタイミングのばらつきの補正、すなわち副走査方向(転写材の搬送方向)上の転写材の位置の補正を行う方法としては、レジストローラの回転速度を変化させるという方法が用いられている。
従来の画像形成装置では、上記のレジストローラの揺動による主走査方向上の転写材の位置補正と、レジストローラの回転速度の変化による副走査方向上の転写材の位置補正とを、主走査方向上の転写材の位置補正が終了してから副走査方向上の転写材の位置補正を開始するというように、別々の時間に行っていた。
なお、主走査方向上または副走査方向上の転写材の位置補正に関する技術としては、従来から次の〔1〕−〔3〕のようなものも開示されている。
〔1〕レジストローラを主走査方向に揺動させる揺動機構を設けた画像形成装置において、転写材の先端を検知する先端検知センサをレジストローラと一体的に揺動するように取り付けることにより、転写材をレジストローラにニップして揺動しても、先端検知センサの出力が安定するようにする(例えば特許文献1参照。)。
〔2〕レジストローラを主走査方向に揺動させる揺動機構を設けた画像形成装置において、レジストローラの揺動量が所定量を超えることを検出した場合、転写材の先端が他の搬送ローラに達する前に、レジストローラの搬送速度及び/または揺動速度を調節して転写材の位置補正を終了する(例えば特許文献2参照。)。
〔3〕レジストローラと転写位置との間に転写材の先端及び側端部を検知するセンサを設け、センサの検知結果に基づいて転写材の位置を補正する(例えば特許文献3参照。)。
しかし、上記の特許文献1では、副走査方向上の転写材の位置補正については全く言及されておらず、また上記の特許文献2,3でも、副走査方向上の転写材の位置補正を開始するタイミングについては全く言及されていない。
特開平6−40608号公報 特開2000−280554号公報 特開2006−301087号公報
ところで、レジストローラを主走査方向に揺動させる揺動機構を設けた場合、モータからの回転駆動力をレジストローラに伝達するギアとしては、スラスト方向に変位可能な平歯車が用いられる。しかし、一般的に、平歯車は、はすば歯車と比較して噛み合い率が低い。そして、従来の画像形成装置では、主走査方向上の転写材の位置補正が終了してから副走査方向上の転写材の位置補正を開始しているため、時間的な制約から、副走査方向上の転写材の位置を補正する際の単位時間あたりのレジストローラの回転速度の変化量が多くなっている。このように単位時間あたりのレジストローラの回転速度の変化量が多くなると、ギアにかかる負荷が変動し、噛み合い率の低い平歯車の場合にはレジストローラの回転精度が低下してしまう。
本発明は、上述の点に鑑み、平歯車によって回転駆動力が伝達されるローラの回転速度を変化させることにより副走査方向上の転写材の位置を補正する画像形成装置において、ローラの回転精度の低下を防止することを目的とする。
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、トナー像を転写材に転写する転写部と、平歯車によって回転駆動力が伝達されるローラを有し、転写部に向けて転写材を搬送する搬送部と、 主走査方向上の転写材の位置を補正するための主走査方向補正機構と、主走査方向補正機構による主走査方向上の転写材の位置の補正と、前記ローラの回転速度を変化させることによる副走査方向上の転写材の位置の補正とを、時間的に重複して実行させる制御部とを備える。
上記構成の画像形成装置によれば、主走査方向上の転写材の位置の補正と、平歯車によって回転駆動力が伝達されるローラの回転速度を変化させることによる副走査方向上の転写材の位置の補正とが、時間的に重複して実行される。したがって、主走査方向上の転写材の位置補正が終了してから副走査方向上の転写材の位置補正を開始する場合よりも、副走査方向上の転写材の位置補正を行うための時間を長く確保できる。これにより、副走査方向上の転写材の位置補正を行う際に、単位時間あたりのローラの回転速度の変化量を少なくすること、すなわちローラの回転速度を長い時間をかけて変化させることができるので、回転駆動力をローラに伝達するギアとして平歯車を用いても、ローラの回転精度の低下を防ぐことができる。
本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部,中間転写ベルト,2次転写部,定着部等の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置におけるレジストローラ及びその周辺部分の外観構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における主走査方向上の用紙の位置補正を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における副走査方向上の用紙の位置補正を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における主走査方向上の用紙の位置補正と副走査方向上の転写材の位置補正との時間的関係を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部,中間転写ベルト,2次転写部,定着部等の構成を示す。この画像形成装置1は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。画像形成装置1は、原稿搬送部10と、用紙収納部20と、画像読取部30と、画像形成部40と、中間転写ベルト50と、2次転写部70と、定着部80を有する。
原稿搬送部10は、原稿をセットする原稿給紙台11と、複数のローラ12とを有している。原稿搬送部10の原稿給紙台11にセットされた原稿Gは、複数のローラ12によって、画像読取部30の読取位置に1枚ずつ搬送する。画像読取部30は、原稿搬送部10により搬送された原稿G又は原稿台13に載置された原稿の画像を読み取って、画像信号を生成する。
用紙収納部20は、装置本体の下部に配置されており、用紙Sのサイズに応じて複数設けられている。この用紙Sは、給紙部21により給紙されて搬送部23に送られ、搬送部23によって転写位置である2次転写部70に搬送される。また、用紙収納部20の近傍には、手差部22が設けられている。この手差部22からは、用紙収納部20に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、OHPシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。
画像読取部30と用紙収納部20の間には、画像形成部40と中間転写ベルト50が配置されている。画像形成部40は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色のトナー像を形成するために、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kを有する。
第1の画像形成ユニット40Yは、イエローのトナー像を形成し、第2の画像形成ユニット40Mは、マゼンダのトナー像を形成する。また、第3の画像形成ユニット40Cは、シアンのトナー像を形成し、第4の画像形成ユニット40Kは、ブラックのトナー像を形成する。これら4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第1の画像形成ユニット40Yについて説明する。
第1の画像形成ユニット40Yは、ドラム状の感光体41と、感光体41の周囲に配置された帯電部42と、露光部43と、現像部44と、クリーニング部45を有している。感光体41は、不図示の駆動モータによって反時計回りに回転する。帯電部42は、感光体41に電荷を与え感光体41の表面を一様に帯電する。露光部43は、原稿Gから読み取られた画像データに基づいて、感光体41の表面に対して露光走査を行い感光体41上に静電潜像を形成する。
現像部44は、像担持体である感光体41に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体41の表面は、イエローのトナー像が形成される。なお、第2の画像形成ユニット40Mの現像部44は、感光体41にマゼンタのトナーを付着させ、第3の画像形成ユニット40Cの現像部44は、感光体41にシアンのトナーを付着させる。そして、第4の画像形成ユニット40Kの現像部44は、感光体41にブラックのトナーを付着させる。
感光体41上に付着したトナーは、像担持体の一例を示す中間転写ベルト50に転写される。クリーニング部45は、中間転写ベルト50に転写した後感光体41の表面に残留しているトナーを除去する。
中間転写ベルト50は、無端状に形成されており、不図示の駆動モータで感光体41の回転方向とは逆方向の時計回りに回転する。中間転写ベルト50における各画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kの感光体41と対向する位置には、1次転写部51が設けられている。この1次転写部51は、中間転写ベルト50にトナーと反対の極性を印加させることで、感光体41上に形成されたトナー像を中間転写ベルト50に転写させる。
そして、中間転写ベルト50が回転することで、中間転写ベルト50の表面には、4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kで形成されたトナー像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト50上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合いカラー画像が形成される。
中間転写ベルト50の近傍で、かつ搬送部23の下流には、2次転写部70が配置されている。2次転写部70は、対向する二つのローラで構成されており、加圧ローラにより搬送部23によって送られてきた用紙Sを中間転写ベルト50側に押圧する。そして、2次転写部70は、搬送部23によって送られてきた用紙S上に中間転写ベルト50に形成されたカラー画像を転写する。クリーニング部52は、用紙Sに転写した後中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去する。また、2次転写部70における用紙Sの排出側には、定着部80が設けられている。定着部80は、用紙Sに転写されたトナー像を加圧加熱定着させる。
定着部80の下流には、切換ゲート24が配置されている。切換ゲート24は、定着部80を通過した用紙Sの搬送経路を切り替える。すなわち、切換ゲート24は、片面画像形成におけるフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Sを直進させる。これにより、用紙Sは、一対の排紙ローラ25によって排紙される。また、切換ゲート24は、片面画像形成におけるフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙Sを下方に案内する。
フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート24によって用紙Sを下方に案内した後に、用紙反転搬送部26によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、用紙Sは、一対の排紙ローラ25によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート24によって用紙Sを下方に案内した後に、用紙反転搬送部26によって表裏を反転し、再給紙路27により再び転写位置へ送られる。
また、一対の排紙ローラ25の下流側に、用紙Sを折ったり、用紙Sに対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。
図2は、図1の搬送部23におけるレジストローラ及びその周辺部分の外観構成を示す。搬送部23には、図1の2次転写部70のすぐ上流側にレジストローラ231が配置されている。搬送部23では、不図示の搬送ローラによりレジストローラ231にまで用紙を搬送した後、用紙にトナー像を転写可能になるタイミングでレジストローラ231により用紙を2次転写部70に送り出す。
搬送部23には、レジストローラ231を主走査方向に揺動させる不図示の揺動モータ等の揺動機構が設けられている。そのため、不図示のレジストモータからの回転駆動力をレジストローラ231に伝達するギアとしては、スラスト方向に変位可能な平歯車232が用いられている。
レジストローラ231の下流側(図の左上側)には、レジストローラ231から送り出される用紙の側端を検知することによって主走査方向上の用紙の位置の片寄りを検知する片寄りセンサ233が設けられている。また、レジストローラ231の下流側には、レジストローラ231から送り出される用紙の先端を検知することによって用紙が送り出されるタイミングを検知する先端タイミングセンサ234が設けられている。
図3は、画像形成装置1の制御系の構成を示す。画像形成装置1は、例えばCPU(Central Processing Unit)101と、CPU101が実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)102と、CPU101の作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)103と、を有する。さらに、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ(HDD)104と、操作表示部105を有する。なお、ROM102としては、通常電気的に消去可能なプログラマブルROMが用いられる。
CPU101は、制御部の一例であり、ROM102、RAM103、HDD104及び操作表示部105にそれぞれシステムバス107を介して接続され、装置全体を制御する。また、CPU101は、画像読取部30、画像処理部110、画像形成部40、給紙部21、搬送部23にシステムバス107を介して接続されている。
HDD104は、画像読取部30で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部105は、液晶表示装置(LCD)又は有機ELD(Electro Luminescence Display)等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部105は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部105は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて入力信号を出力する。
画像読取部30は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。例えば、カラー原稿を読み取る場合は、一画素当たりRGB各10ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。画像読取部30によって生成された画像データや、画像形成装置1に接続された外部装置の一例を示すPC(パーソナルコンピュータ)120から送信される画像データは、画像処理部110に送られ、画像処理される。画像処理部110は、受信した画像データをアナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。
なお、本例では、外部装置としてパーソナルコンピュータを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置は、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を用いることができる。
例えば、画像形成装置1でカラーの画像形成を行う場合、画像読取部30等によって生成されたR・G・Bの画像データを画像処理部110における色変換LUT(look up table)に入力する。そして、画像処理部110は、R・G・BデータをY・M・C・Bkの画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正、濃度補正LUTを参照した網点などのスクリーン処理、あるいは細線を強調するためのエッジ処理などを行う。
画像形成部40は、画像処理部110によって画像処理された画像データを受け取り、用紙S上に画像を形成する。
搬送部23からは、図2に示した片寄りセンサ233,先端タイミングセンサ234による検知結果を示す信号が、CPU101に送信される。CPU101は、これらのセンサ233,234の検知結果に基づき、搬送部23を制御して、主走査方向上の用紙の位置補正及び副走査方向上の用紙の位置補正を実行させる、
図4は、CPU101が実行させる主走査方向上の用紙の位置補正の内容を示す。図4Aに示すように、CPU101が、不図示のレジストモータでレジストローラ231の回転を開始させることにより用紙Sをレジストローラ231から図の左方向に送り出すと、片寄りセンサ233によって主走査方向(図の縦方向)上の用紙Sの位置の片寄りが検知される。CPU101は、その検知結果に応じて、図4Bに示すように、不図示の揺動モータでレジストローラ231を主走査方向に揺動させることにより、主走査方向上の用紙Sの位置を補正する。
図5は、CPU101が実行させる副走査方向上の用紙の位置補正の内容を示しており、横方向に時間を表している。図1に示した画像形成部40からは、トナー像を形成する過程における所定のタイミングで、画像同期信号VtopがCPU101に送信される。CPU101は、この画像同期信号Vtopが送信されると、その後図1の2次転写部70にトナー像が到達するまでの所要時間T0+T5に合わせて、時間T0経過後に、レジストモータによりレジストローラ231を定常の線速(図1の中間転写ベルト50と同じ線速)の1.4倍程度の速度で回転開始させて、用紙を2次転写部70に送り出す。
用紙が正常に送り出された場合は、レジストローラ231の回転開始から時間T1後に、図2の先端タイミングセンサ234により用紙の先端が検知される。しかし、実際には、用紙が正常に送り出されず、用紙の先端が検知されるまでの時間に±T3のばらつきが生じることがある。例えば、レジストローラ231の回転開始時に用紙が滑ったことにより送り出しの開始が遅れると、用紙の先端が検知されるまでの時間が長くなる。
用紙の先端が検知されるまでの時間がT1であった場合は、CPU101は、レジストローラ231の回転開始から時間T2後に、レジストローラ231の回転速度を定常の線速の1.005倍程度の速度にまで低下させることにより、レジストローラ231の回転開始から時間T5後(すなわち2次転写部70にトナー像が到達するタイミング)に用紙を2次転写部70に到達させる。
他方、用紙の先端が検知されるまでの時間に±T3のばらつきが生じた場合は、CPU101は、レジストローラ231の回転速度を1.005倍速に低下させるまでの時間を±T4前後させることにより、やはりレジストローラ231の回転開始から時間T5後に用紙を2次転写部70に到達させる。例えば、用紙の送り出しの開始が遅れて用紙の先端が検知されるまでの時間が長くなった場合は、レジストローラ231の回転速度を1.005倍速に低下させるまでの時間をT2よりも長くし、1.4倍速で用紙を送り出す時間を長くすることにより遅れを取り戻して、レジストローラ231の回転開始から時間T5後に用紙を2次転写部70に到達させる。
このようにレジストローラ231の回転速度を低下させるまでの時間を前後させることにより、レジストローラ231から用紙が送り出されるタイミングのばらつきの補正、すなわち副走査方向上の用紙の位置の補正を行う。
図6は、図4に示した主走査方向上の用紙の位置補正と、図5に示した副走査方向上の用紙の位置補正との時間的関係を示しており、横方向に時間を表している。CPU101は、図5を用いて説明したようにレジストモータによりレジストローラ231を1.4倍速で回転開始させた後、図4を用いて説明したように、片寄りセンサ233の検知結果に応じて揺動モータによりレジストローラ231を主走査方向に揺動させる。
また、CPU101は、先端タイミングセンサ234により用紙の先端が検知されると、揺動モータによりレジストローラ231を主走査方向に揺動させている最中に、図5に示したようにレジストローラ231の回転速度を1.005倍速に低下させる。
このようにして、CPU101は、用紙を2次転写部70に送り出すためにレジストローラ231の回転を開始させた後、レジストローラ231を揺動させることによる主走査方向上の用紙の位置補正と、レジストローラローラ231の回転速度を低下させることによる副走査方向上の用紙の位置補正とを、時間的に重複して実行させる。
この実施の形態に係る画像形成装置によれば、図6の点線の範囲に示したように、主走査方向上の用紙の位置の補正と副走査方向上の用紙の位置補正とが、時間的に重複して実行される。したがって、主走査方向上の用紙の位置補正が終了してから副走査方向上の用紙の位置補正を開始する場合よりも、副走査方向上の用紙の位置補正を行うための時間を長く確保できる。これにより、副走査方向上の用紙の位置補正を行うためにレジストローラ231の回転速度を1.005倍速に低下させる際に、単位時間あたりのレジストローラ231の回転速度の変化量を少なくすること、すなわちレジストローラ231の回転速度を長い時間をかけて低下させることができるので、回転駆動力をレジストローラ231に伝達するギアとして図2のように平歯車232を用いても、レジストローラ231の回転精度の低下を防止することができる。
〔変形例〕
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、上述の実施の形態では、画像形成部40に4つの画像形成ユニット40Y,40M,40C,40Kを設けてカラー画像を形成する例を説明したが、画像形成ユニットを1つだけ設けた単色画像を形成する画像形成装置に適用してもよい。
さらに、感光体41に形成されたトナー像を転写させる転写材として中間転写ベルト50を設け、この中間転写ベルト50から用紙Sに画像を2次転写させた例を説明したが、感光体から用紙に直接トナー像を転写させる画像形成装置に適用してもよい。
また、上述の実施の形態では、レジストローラ231を揺動させることにより主走査方向上の用紙の位置を補正し、レジストローラローラ231の回転速度を低下させることにより副走査方向上の用紙の位置を補正する例を説明した。しかし、これに限らず、主走査方向上の用紙の位置を補正するための主走査方向補正機構として、レジストローラを揺動させる揺動機構以外の機構を設けた画像形成装置に適用してもよい。また、レジストローラ以外のローラであって、平歯車によって回転駆動力が伝達されるローラの回転速度を変化させることによって副走査方向上の用紙の位置を補正する画像形成装置に適用してもよい。
1…画像形成装置、 10…原稿搬送部、 20…用紙収納部、 21…給紙部、 22…手差部、 23…搬送部、 30…画像読取部、 40…画像形成部、 40Y,40M,40C,40K…画像形成ユニット、 41…感光体、 50…中間転写ベルト、 70…2次転写部、 80…定着部、 101…CPU、 231…レジストローラ、 232…平歯車、 233…片寄りセンサ、 234…先端タイミングセンサ

Claims (2)

  1. 像担持体にトナー像を形成する画像形成部と、
    前記トナー像を転写材に転写する転写部と、
    平歯車によって回転駆動力が伝達されるローラを有し、前記転写部に向けて転写材を搬送する搬送部と、
    主走査方向上の転写材の位置を補正するための主走査方向補正機構と、
    前記主走査方向補正機構による主走査方向上の転写材の位置の補正と、前記ローラの回転速度を変化させることによる副走査方向上の転写材の位置の補正とを、時間的に重複して実行させる制御部と、
    を備えた画像形成装置。
  2. 前記ローラはレジストローラであり、
    前記主走査方向補正機構は、前記レジストローラを主走査方向に揺動させる揺動機構であり、
    前記制御部は、前記転写部に転写材を送り出すために前記レジストローラの回転を開始させた後、前記揺動機構により前記レジストローラを揺動させることによる主走査方向上の転写材の位置の補正と、前記レジストローラの回転速度を低下させることによる副走査方向上の転写材の位置の補正とを、時間的に重複して実行させる
    請求項1記載の画像形成装置。
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