JP2017171477A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】モーターからタイミングローラーに至る間の動力伝達機構におけるバックラッシによる影響を低減して、シート間に生じる相対的な画像ずれを可能な限り抑制すること。【解決手段】モーターの起動と停止によりタイミングローラーを回転後、一旦停止させる動作を繰り返して、厚紙と3枚の普通紙を、厚紙については厚紙速度で、普通紙については普通紙速度でそれぞれ1枚ずつ搬送する場合、1枚目の普通紙については基準信号から時間Ta経過時にモーターを起動し、2枚目と3枚目の普通紙については基準信号から時間Ts経過時にモーターを起動する。時間Taは、バックラッシにより生じる回転遅延時間T1とT2の差分だけ時間Tsよりも長い時間に設定される。【選択図】図7

Description

本発明は、プリンターや複写機などの画像形成装置に関し、特に、タイミングローラーによるシートの搬送技術に関する。
電子写真方式で画像を形成するジョブを実行する画像形成装置では、例えば、感光体ドラム上に形成されるトナー像を用紙の正しい位置に転写するため、用紙の先端を回転停止中のタイミングローラーのニップ部に衝合させて、一旦搬送を停止する。そして、感光体ドラムに形成されたトナー像(余白部分を含む)の先端と用紙の先端とが転写位置で合うタイミングでタイミングローラーの回転を開始することによって用紙を搬送し、当該トナー像を用紙の正しい位置に転写するようにしている。
タイミングローラーは、通常、動力伝達機構を介してモーターから伝達される回転動力により回転駆動され、モーターのオン(起動)・オフ(停止)によって、タイミングローラーの回転開始と回転停止の制御が行われている。
このような動力伝達機構は、歯車などの複数の部品が連結されてなり、連結部の各々が、回転方向のいわゆる遊び、すなわちバックラッシを有する。このため、モーター停止後も動力伝達機構の各部品は、その慣性によってバックラッシの範囲で回転する。以下、モーターの停止後に部品各々の慣性によって回転する量を「惰性回転量」という。
これによりモーターを再起動させた際、惰性回転量だけ余分に回転してからタイミングローラーの回転が開始される。すなわち、モーターの起動とタイミングローラーの回転開始との間に、上記の惰性回転量の大きさに応じた分の時間差(回転遅延時間)が生じる。
惰性回転量は、モーターの回転速度が速い程(すなわち、タイミングローラーによる用紙の搬送速度が速い程)多くなり、回転速度が遅い程(すなわち、タイミングローラーによる用紙の搬送速度が遅い程)少なくなる。よって、回転遅延時間は、搬送速度の速い用紙ほど長くなり搬送速度の遅い用紙ほど短くなる。
例えば、タイミングローラーにより厚紙を第1の搬送速度で搬送し、その次に複数枚の普通紙を1枚目、2枚目・・として第1の搬送速度よりも速い第2の搬送速度で1枚ずつ搬送して各用紙に画像を形成するジョブを実行した場合、タイミングローラーにより1枚目の普通紙の搬送が開始される際の回転遅延時間よりも、2枚目以降の普通紙のそれぞれの搬送が開始される際の回転遅延時間の方が長くなり、1枚目の普通紙と2枚目以降の各普通紙との間で用紙上の画像形成位置に相対的なずれが生じてしまう。
このような用紙上における画像形成位置の相対的なずれを抑制するため、特許文献1には、上記の1枚目の普通紙の先端がタイミングローラーに到達する前に、モーターを起動して普通紙を搬送する場合と同じ回転速度でタイミングローラーを回転させた後、モーターを停止させる空回転動作を実行する構成が開示されている。
これにより、1枚目の普通紙の搬送開始の際の回転遅延時間を2枚目以降の各普通紙の搬送開始の際の回転遅延時間に等しくすることができ、1枚目以降の各普通紙間で用紙上の画像形成位置の相対的なずれを抑制できるとしている。
特開2013−82513号公報
しかしながら、上記の特許文献1の構成では、空回転動作に要する時間の分、次の用紙をタイミングローラーに向けて搬送するタイミングが遅れることになり、プリントの生産性が低下してしまう。また、空回転動作のためにモーターを起動させなければならず、それだけモーターの消費電力が余分に必要になる。
本発明は、上記した課題に鑑み、空回転動作を実行することなく、動力伝達機構におけるバックラッシによる影響を効果的に低減して、上記の画像ずれを可能な限り抑制し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、画像書込部により像担持体に画像を書き込むとともに、停止中のタイミングローラーのニップ部にシートの先端を衝合させた後、回転を開始し、前記シートを転写位置に向けて搬送し、前記像担持体に書き込まれた画像を、前記転写位置を通過するシートに転写する画像形成装置であって、前記タイミングローラーに動力伝達機構を介して回転動力を伝達し、当該タイミングローラーを回転駆動するモーターと、前記画像書込部の書込動作と前記モーターの起動とを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記モーターにより前記タイミングローラーを第1の速度で回転させて第1のシートを搬送し、搬送完了して前記モーターを一旦停止した後、起動して、次の第2のシートを前記タイミングローラーにより前記第1の速度と異なる第2の速度で搬送する場合、当該第2のシートに転写されるべき画像の前記像担持体への書込動作と前記モーターの起動の少なくとも一方を、前記タイミングローラーが前記第2の速度から停止した場合に用いられる基準タイミングに対し、前記動力伝達機構の遊びによる動力伝達の遅延量の大きさに基づき補正されたタイミングで実行することを特徴とする。
また、前記第1のシートと前記第2のシートは、一の画像形成ジョブにおいて連続する2枚のシートであるとしても良い。
さらに、前記第1のシートは、一の画像形成ジョブにおける最後のシートであり、前記第2のシートは、前記画像形成ジョブに後続する画像形成ジョブにおける最初のシートであるとしても良い。
また、前記制御手段は、前記モーターの起動のみを前記補正されたタイミングで実行するとしても良い。
ここで、前記制御手段は、基準信号から一定時間を経過した時点を前記基準タイミングとし、前記基準タイミングで前記モーターを起動した場合に、前記基準信号から、前記タイミングローラーへの回転動力の伝達開始までに要する時間をTwとしたとき、前記第2のシートの搬送に際し、基準信号から前記タイミングローラーへの回転動力の伝達開始までに要する時間が前記時間Twと一致するように、前記基準タイミングを補正したタイミングで、前記モーターの起動を実行するとしても良い。
また、前記制御手段は、基準信号から所定時間を経過した時点を前記補正されたタイミングとし、前記所定時間を示すデータを予め記憶しているとしても良い。
上記の構成により、第2のシートに対する書込動作とモーターの起動の少なくとも一方のタイミングを、第2のシートの次の第3のシートが第2の速度により搬送される場合に当該第3のシートが転写位置に到達するタイミングおよび当該第3のシートに転写すべき像担持体上の画像が当該転写位置に到達するタイミングに近づけることができ、その結果、空回転動作を行わなくても、第2のシートと第3のシートとの間の画像の相対的な位置ずれを抑制することができる。
実施の形態1に係るプリンターの概略構成を示す図である。 タイミングローラーおよびその駆動機構の概略構成を示す斜視図である。 モーター、動力伝達機構、およびタイミングローラーの端部部分の拡大斜視図である。 (a),(b),(c)は、動力伝達機構における平歯車とシャフトによる連結部を示す図であり、(d),(e)は、平歯車同士による連結部を示す図である。 用紙間に相対的な画像の位置ずれが生じる理由を説明するための図である。 1枚目の普通紙と2枚目の普通紙との間で先端余白の長さに差が生じている様子を示す図である。 モーター制御のタイミングチャートを示す図である。 普通紙と厚紙について先端余白の長さが等しい様子を示す図である。 モーター制御の上記とは別のタイミングチャートを示す図である。 搬送対象の普通紙と厚紙のそれぞれについてタイミングローラーの回転速度と惰性回転量と回転遅延時間との関係を示す図である。 普通紙と厚紙のそれぞれについて基準信号から画像書込開始までの走査ライン数と基準信号から画像書込開始までの時間と基準信号からモーターの起動開始までの基準時間との関係を示す図である。 タイミングローラーの回転速度と惰性回転量と普通紙速度における遅延時間と厚紙速度における遅延時間との関係を示す図である。 搬送対象の用紙と1枚前の用紙の組み合わせと、基準信号からモーターの起動開始までの時間との対応関係を示す図である。 制御部の概略構成を示すブロック図である。 設定処理の内容を示すフローチャートである。 起動制御の内容を示すフローチャートである。 比較例のタイミングチャートを示す図である。 実施の形態2に係る画像書込タイミングを補正する制御を説明するための図である。 搬送対象の用紙とこれの1枚前の用紙の組み合わせと、基準信号から画像書込開始までの走査ライン数との対応関係を示す図である。 実施の形態2に係る設定処理の内容を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る画像書込制御の内容を示すフローチャートである。 実施の形態3に係る画像書込タイミングを補正する制御を説明するための図である。 感光体ドラムと露光位置と一次転写位置の関係を示す模式図である。 モーターの起動タイミングの補正において補正量に誤差があることを説明するための図である。 実施の形態3における、搬送対象の用紙とこれの1枚前の用紙の組み合わせと、基準信号から画像書込開始までの走査ライン数との対応関係を示す図である。 実施の形態4に係る設定処理の内容を示すフローチャートである。 実施の形態4に係る画像書込タイミングとモーター起動タイミングの補正制御の内容を示すフローチャートの一部である。 実施の形態4に係る画像書込タイミングとモーター起動タイミングの補正制御の内容を示すフローチャートの残りの部分である。
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
〔実施の形態1〕
<画像形成装置の全体構成>
図1は、タンデム型プリンター(以下、「プリンター」という。)10の概略構成を示す図である。
同図に示すように、プリンター10は、筐体12内部に水平に架設され、矢印Aの方向に走行する中間転写ベルト14、中間転写ベルト14の走行方向に列設された4つの作像部16Y,16M,16C,16K、各作像部に対応して設けられた一次転写ローラー18Y,18M,18C,18K、および二次転写ローラー20を含み、各作像部16Y,16M,16C,16Kによって形成された各色成分のトナー像を、一旦中間転写ベルト14に重ね合わせて転写した後、記録シートとしての用紙Sに転写してカラー画像を形成する、いわゆる中間転写方式の画像形成装置である。
作像部16Y,16M,16C,16Kの各々は、像担持体である感光体ドラム22Y,22M,22C,22Kを中心としてその周囲に配された帯電部24Y,24M,24C,24K、現像部26Y,26M,26C,26Kを有している。
作像部16Y〜16Kの下方には、露光部(画像書込部)28が配されており、各感光体ドラム22Y〜22Kに向けて、光変調されたレーザー光LBが出射される。矢印Bの方向に回転される感光体ドラム22Y〜22Kの表面は、帯電部24Y〜24Kによって一様に帯電された後、露光部28から出射されたレーザー光LBにより露光走査される。この露光走査により、感光体ドラム22Y〜22Kの表面に静電潜像が形成される。
感光体ドラム22Y、22M、22C、22K上に形成された静電潜像は、現像部26Y,26M,26C,26Kによってトナー像に現像される。各現像部26Y〜26Kは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のトナーを現像剤として感光体ドラム22Y〜22Kに供給する。
感光体ドラム22Y〜22Kの各々に形成されたトナー像は、対応する一次転写ローラー18Y〜18Kと感光体ドラム22Y〜22Kとの間に発生する電界の作用を受けて、周回走行する中間転写ベルト14上に順次転写される。中間転写ベルト14上に多重転写されたトナー像は、中間転写ベルト14の走行により、二次転写ローラー20が中間転写ベルト14と対向する位置(転写位置)19に向かって移動する。
一方、シート搬送装置29の第1給紙カセット30と第2給紙カセット32のいずれかから、所望の用紙種類(例えば、普通紙、厚紙、薄紙など)、所望サイズの用紙Sが給紙される。ここで、普通紙は、例えば坪量が64〔g/m2〕〜90〔g/m2〕の範囲の記録シートである。厚紙は坪量が普通紙よりも大きく、その厚みが普通紙よりも大きい記録シートであり、薄紙は坪量が普通紙よりも小さく、その厚みが普通紙よりも小さい記録シートである。なお、他の種類のシートを用いる構成もあり得る。
第1給紙カセット30からは、第1ピックアップローラー34によって用紙Sが繰り出され、繰り出された用紙Sは、第1縦搬送ローラー38および第2縦搬送ローラー40によって、タイミングローラー42へと搬送される。第2給紙カセット32からは、第2ピックアップローラー36によって用紙Sが繰り出され、第2縦搬送ローラー40によって、タイミングローラー42へと搬送される。
搬送される用紙Sは、その先端が、回転停止中のタイミングローラー42のニップ部に衝合される。衝合後も用紙Sは、タイミングローラー42よりも用紙搬送方向上流側において当該用紙Sを挟持しているローラー(第2縦搬送ローラー40など)によって、所定時間搬送される。その結果、用紙Sの先端側にループLp(破線)が形成される。これにより、用紙Sの搬送方向に対する斜め送り(スキュー)が補正される。
そして、中間転写ベルト14上に転写されたトナー像(空白部分も含めて)と用紙Sの先端とが二次転写ローラー20による転写位置19で合うタイミングで、タイミングローラー42用の後述のモーター64が起動されてタイミングローラー42の回転が開始され、タイミングローラー42によって、用紙Sが転写位置19へと搬送される。
タイミングローラー42よりも用紙搬送方向上流側かつタイミングローラー42の近傍の位置には、センサー44が配置されている。このセンサー44は、搬送路を搬送され、センサー44の検出位置を通過する用紙Sの搬送方向先端および後端を検出するためのものである。上記のスキュー補正は、センサー44が用紙Sの先端を検出した時点から所定の時間、停止中のタイミングローラー42よりも用紙搬送方向上流側で当該用紙Sを挟持しているローラー(第2縦搬送ローラー40など)が回転されることよってなされる。
二次転写ローラー20は、中間転写ベルト14上に多重転写されたトナー像を電界の作用により、転写位置19を通過する用紙Sに二次転写させる。
転写位置19を通過した用紙Sは、定着装置46に搬送され、定着装置46で加熱、加圧により当該用紙S上のトナー像が当該用紙Sに定着される。定着後の用紙Sは、排出ローラー48によって、排紙トレイ50へ排出される。
なお、実施の形態1では、第1給紙カセット30に厚紙が収納されており、第2給紙カセット32に普通紙が収納されている。また、用紙Sのタイミングローラー42による搬送速度は、厚紙を用いる場合は低搬送速度LSに、普通紙を用いる場合は低搬送速度LSよりも速い高搬送速度HSに設定される。タイミングローラー42による用紙Sの搬送速度は、プリンター10のシステムスピードに他ならないため、以下、当該搬送速度とシステムスピードとを同義で用いる。よって、低搬送速度LSを低システムスピードLSと、高搬送速度HSを高システムスピードHSということがある。
プリンター10は、その上面の操作しやすい位置に、操作パネル52を備えている。操作パネル52は、液晶表示部の他、メニュー選択キー、カーソルキー、キャンセルキー等を備えており(いずれも不図示)、メニュー選択キーおよびカーソルキーの操作によって、液晶表示部に表示されるメニューを選択し、各種の設定を行うことができる。例えば、第1および第2給紙カセット30,32に収納する用紙の種類やサイズを設定することができる。
なお、上記ではY〜K色のカラー画像形成動作を説明したが、カラーに限られず、例えばK色のみのモノクロの画像形成動作も実行できる。このK色のモノクロの画像形成動作は、K色の作像部16Kのみを動作させ、Y、M、C色の作像部16Y、16M、16Cの動作を停止することにより実行される。ユーザーは、操作パネル52においてカラーとモノクロの画像形成モードを選択入力でき、画像形成モードが選択されると、その選択された画像形成モードによる画像形成ジョブが実行される。
また、プリンター10は、制御部54を有している。制御部54は、上記の各部と各装置を統括的に制御して、プリント動作などの画像形成ジョブを円滑に実行する。
<タイミングローラー>
図2は、タイミングローラー42およびその駆動機構の概略構成を示す斜視図である。
同図に示すようにタイミングローラー42は、駆動ローラー56と従動ローラー58で構成される一対のローラー(ローラー対)からなる。駆動ローラー56は、アルミニウム製のパイプ材からなる芯金60に円筒状をしたゴム製のロール62を複数個、その長手方向に間隔をあけて嵌着したものである。従動ローラー58は、駆動ローラー56に対し、ばね等の弾性部材(不図示)によって径方向に押圧されていて、これにより駆動ローラー56と従動ローラー58間の当接部分にニップ部が形成されている。
芯金60の一方の端部には、平歯車78が取着されている。
タイミングローラー42を構成する駆動ローラー56は、平歯車78を含む動力伝達機構66を介しモーター64の回転動力が伝達されて、回転駆動される。本実施の形態では、モーター64にステッピングモーターが用いられるが、これに限られず、他の種類のモーター、例えばブラシレスモーターなどを用いることもできる。
<動力伝達機構>
図3は、モーター64、動力伝達機構66、およびタイミングローラー42の端部部分の拡大斜視図である。
同図に示すようにモーター64の出力軸68には、斜歯歯車70が取着されている。斜歯歯車70には、これよりも大きい径を有する斜歯歯車72が歯合している。斜歯歯車72の中心に開設された軸孔(不図示)には、シャフト74が挿入されている。斜歯歯車72の回転動力は、連結ピン(不図示)によってシャフト74に伝達される。
シャフト74の端部部分は、横断面が「D」字状になるように、その周面の一部がカットされている。このカットされたシャフト74の端部部分をDカット部74Aという。
シャフト74のDカット部74Aには、同じく横断面が「D」字状をした軸孔を有する平歯車76が、当該軸孔にDカット部74Aが挿入される形で取り付けられている。
そして、平歯車76には、駆動ローラー56の一端部部分に取着された平歯車78が歯合している。
上記の構成からなる動力伝達機構66において、モーター64が起動されて出力軸68が矢印Cの向きに回転すると、これに伴って、斜歯歯車70も矢印Cの向きに回転する。斜歯歯車70が矢印Cに向きに回転すると、これと歯合している斜歯歯車72が矢印Eの向きに回転する。
斜歯歯車72の回転に伴って、シャフト74、ひいては平歯車76も矢印Eの向きに回転する。平歯車76が矢印Eの向きに回転すると、これと歯合している平歯車78は、矢印Fの向きに回転し、これに伴って駆動ローラー56も矢印Fの向きに回転する。そして、駆動ローラー56に当接している従動ローラー58は矢印Gの向きに回転する。
以上のような経路によって、モーター64の回転動力が伝達されてタイミングローラー42が回転駆動される。
<動力伝達機構における遊びによる動力伝達遅れ等>
動力伝達機構66の動力伝達経路上の隣接する部材間(各連結部)において、回転方向のいわゆる遊びによる動力伝達の遅れについて、図4を参照しながら説明する。
図4(a)〜図4(c)は、駆動側のシャフト74と被動側の平歯車76との連結部を拡大して示している。
図4(a)に示すように、平歯車76は横断面が「D」字状をした軸孔76Aを有し、シャフト74はDカット部74Aを有していて、Dカット部74Aが軸孔76Aに挿入されており、この部分で、シャフト74から平歯車76へ回転動力が伝達される。
図4(b)に示すように、シャフト74が矢印Eの向きに回転すると、両者のDカット面の右端部同士が当接して、平歯車76に動力が伝達され、平歯車76も矢印Eの向きに回転する。
シャフト74の回転が停止されると、図4(c)に示すように平歯車76が惰性で回転を続ける。この惰性による回転は、軸孔76AとDカット部74Aとの間の回転方向における遊びの大きさの範囲内で行われ、惰性による回転量は、回転停止前の平歯車76の回転速度が速い程(慣性が大きいため)、多くなる。最大に回転した状態は図4(c)に示す通りである。
シャフト74の回転が再開されると、シャフト74が現在の惰性による回転量に応じた分回転し、図4(b)に示すような状態になって初めて、平歯車76が回転し始める。
したがって、シャフト74の回転開始から、平歯車76の回転開始までの間に惰性による回転量に応じた分の時間差(遅延時間)が生じる。惰性による回転量は、回転停止前の回転速度による。その結果、回転停止前の回転速度が速い程、回転再開時の遅延時間が長くなり、遅い程、回転再開時の遅延時間が短くなる。
図4(d)、図4(e)は、駆動側の平歯車76と被動側の平歯車78との連結部を拡大して示している。この連結部における遊びは、両平歯車間のバックラッシである。
図4(d)では平歯車76が回転し、これと歯合している平歯車78に動力が伝達されて、平歯車78が矢印Fの向きに回転している状態を示している。
平歯車76の回転が停止されると、平歯車78は惰性によりバックラッシの範囲で回転を続ける。この惰性による回転量は、回転停止前の平歯車78の回転速度が速い程(慣性が大きいため)、多くなる。最大に回転した状態は、図4(e)に示す通りである。
平歯車76の回転が再開されると、平歯車76が惰性による回転量に応じた分回転し、図4(d)に示すような状態になって初めて、平歯車78が回転し始める。
したがって、平歯車76の回転開始から、平歯車78の回転開始までの間に惰性による回転量に応じた分の時間差(遅延時間)が生じる。惰性による回転量は、上記同様に、回転停止前の回転速度による。その結果、回転停止前の回転速度が速い程、回転再開時の遅延時間が長くなり、遅い程、回転再開時の遅延時間が短くなる。
図4(a)〜(e)では、シャフト74と平歯車76との連結部および平歯車76と平歯車78との連結部のそれぞれについて、回転停止前の回転速度が速い程、惰性による回転量が多くなり、回転再開時の遅延時間が長くなることを説明したが、これに限られない。例えば、斜歯歯車70の停止時に斜歯歯車70から斜歯歯車72に掛かるスラスト方向の力を逃がすために斜歯歯車72を軸方向に移動可能に構成している場合、斜歯歯車70の回転再開時には、その移動量の分、斜歯歯車72の回転開始が遅れることになる。この遅れも上記の回転再開時の遅延時間になる。
このように各連結部において駆動側の回転開始から被動側の回転開始までに時間差(遅延時間)が生じることを説明したが、動力伝達機構66全体においてモーター64の起動(回転開始)からタイミングローラー42の回転開始までは、各連結部で生じる上記時間差(遅延時間)の累積分に相当する時間差(遅延時間)が生じるものと考えられる。よって、回転停止前のモーター64の回転速度(ひいては、タイミングローラー42の回転速度)が速い程、モーター64の次の起動からタイミングローラーの回転開始までの時間差(遅延時間)が長くなり、回転停止前のモーターの回転速度(ひいては、タイミングローラーの回転速度)が遅い程、モーターの次の起動からタイミングローラーの回転開始までの時間差(遅延時間)が短くなる。
以下、モーター64の起動からタイミングローラー42の回転開始までに、動力伝達の遅延により時間差が生じることを「回転遅延」といい、当該時間差(動力伝達の遅延量)を「回転遅延時間」という。
<画像の位置ずれ>
タイミングローラー42による用紙Sの搬送速度(タイミングローラー42の回転速度)が切り替わると、上記の回転遅延に起因して、切り替わり直後の用紙S上に形成されるトナー像とその次以降の用紙S上に形成されるトナー像との間に相対的なずれが生じる原因について、さらに詳しく説明する。
図5は、横軸に時間を縦軸にタイミングローラー42の回転速度(実線)を採ったグラフであり、これにタイミングローラー42を駆動するモーター64の動作線図(破線)を重ねたものである。当該動作線図における縦軸は、モーター64の回転速度である。なお、タイミングローラー42とモーター64とで縦軸の回転速度の尺度は異なっている。また、図5は、上記のずれを説明するために概念的に作図したものであり、両回転速度共に正確なものではない。
図5は、複数枚の用紙を1枚ずつタイミングローラー42により搬送して各用紙Sに画像を形成するジョブの実行において、最初の厚紙に続いて3枚の普通紙を1枚ずつ搬送する場合の例を示している。以下、3枚の普通紙をその搬送順に1枚目の普通紙、2枚目の普通紙、3枚目の普通紙として区別する。
また、厚紙に画像形成する場合のタイミングローラー42の回転速度(定常回転速度)をPL、普通紙に画像形成する場合のタイミングローラー42の回転速度(定常回転速度)をPH(>PL)とする。
最初の厚紙のグラフにあるように、モーター64の起動から回転遅延時間T1後にタイミングローラー42の回転が開始されている。また、モーター64の停止後も惰性によりタイミングローラー42が回転速度PLに応じた時間D1の間、回転を続けている。
タイミングローラー42による厚紙の搬送終了後、次の1枚目の普通紙の搬送の際には、モーター64の起動から、直前の厚紙に対する回転速度PLに応じた回転遅延時間T1後にタイミングローラー42の回転が開始される。その後、モーター64の停止後は、厚紙の場合よりも回転速度が速い分(PH>PL)、D1よりも長くタイミングローラーが回り続ける(時間D2)。
2枚目の普通紙では、モーター64の起動から、直前の1枚目の普通紙に対する回転速度PHに応じた回転遅延時間T2(>T1)後にタイミングローラー42の回転が開始される。その後、モーター64の停止後は、1枚目の普通紙と同様に、時間D2だけタイミングローラーが回り続ける。
3枚目の普通紙も、モーター64の起動から、直前の2枚目の普通紙に対する回転速度PHに応じた回転遅延時間T2後にタイミングローラー42の回転が開始される。
用紙Sをタイミングローラー42からトナー像の転写位置19へと搬送を開始するタイミングは、モーター64の起動により計られる。よって、回転遅延時間が長い程、用紙Sが転写位置19に到達するのが遅くなるため、転写位置19において、相対的にトナー像が先行することとなる。その結果、上記の例の場合、1枚目の普通紙よりも2枚目の普通紙の方が搬送方向における先端寄りにトナー像が形成されることになる。
図6は、プリント後の1枚目の普通紙と2枚目の普通紙の様子を示す模式図である。
1枚目と2枚目とでは、図5に示すように回転遅延時間がT1とT2とで異なるので、図6に示すように1枚目と2枚目の普通紙上に形成される(転写される)トナー像は、2枚目の方が1枚目よりも当該普通紙の先端寄りに形成されることとなり、同じ種類の用紙間で画像の相対的なずれが生じる。なお、3枚目の普通紙は、2枚目と回転遅延時間T2が同じであるため、用紙間における画像の相対的なずれはほとんど生じない。
なお、図示は省略するが、上記の場合とは逆に、最初の普通紙の次に1枚目、2枚目・・の厚紙を1枚ずつ搬送するジョブが実行される場合には、1枚目の厚紙の方が2枚目以降の各厚紙よりもトナー像が当該厚紙の先端寄りに形成されることとなり、1枚目と2枚目以降とで画像の相対的なずれが生じる。
このような問題に対処するため、本実施の形態では、タイミングローラー42の回転速度が第1の速度から第2の速度に切り替わる際には、モーター64の起動制御を次のような制御とした。
すなわち、第1の速度からモーター64を停止させた後の起動時における回転遅延時間(上記の例では時間T1)と第2の速度からモーター64を停止させた後の起動時における回転遅延時間(上記の例では時間T2)との差分の大きさに基づき、第2の速度でモーター64を回転する場合に対して予め決められたモーター64の起動タイミングを補正した補正後のタイミングで、タイミングローラー42の回転速度が第2の速度に切り替わる最初の用紙S(上記の例では1枚目の普通紙)に対するモーター64の起動を実行する制御である。具体的に図7により説明する。
図7は、本実施の形態の一実施例に係るモーター制御のタイミングチャートであり、厚紙の次に、1〜3枚目の普通紙が1枚ずつタイミングローラー42で搬送されて各用紙に画像を形成するジョブが実行される場合の例を示している。なお、以下、本実施の形態1では、K色のモノクロ画像形成のジョブを実行する場合の例を説明する。
同図では、ジョブ実行中に各用紙に対して予め決められた一定間隔ごとに基準信号がオフからオンに立ち上がり(時点t2、t7、t12など)、この立ち上がりを契機にしてモーター64がオンすることにより、タイミングローラー42の回転が開始され、タイミングローラー42から転写位置19への用紙Sの搬送が開始される構成になっている。なお、作像部16Y〜16Kにおけるトナー像の形成開始(画像書込)タイミングもこの基準信号を契機に予め決められているので、基準信号は、画像書込タイミングとモーター64の起動タイミングを1枚の用紙ごとに決めるための基準信号といえる。
図7に示す時点t0は、タイミングローラー42により搬送されている厚紙の後端がタイミングローラー42を通過した時点を示しており、これと同期してモーター64がオフ(停止)される。このモーター64のオフから時間D1経過時にタイミングローラー42の回転が一旦停止される(時点t1)。この時間D1がタイミングローラー42により厚紙の搬送が終了したときに生じる惰性回転に相当する時間になる。
なお、モーター64の停止(時点t0)から次の起動(時点t3)までの間に、モーター64の位相合わせが行われる。この位相合わせとは、モーター64がステッピングモーターであり、本実施の形態では、普通紙を搬送する場合と厚紙を搬送する場合とで励磁方式を異ならせており、その励磁方式を切り替えた後に必要になる動作である。
具体的には、普通紙の搬送に2相励磁、厚紙の搬送に1-2相励磁を用いており、位相合わせとしては、ここでは例えば前励磁時間に50ms、位相合わせパルス出力に10ms、後励磁に50msを行い、合計110msの時間が位相合わせに必要になる。
なお、同図では示されていないがモーター64の位相合わせ終了から次の起動までの間に、1枚目の普通紙が、回転停止中のタイミングローラー42に向かって給送されて来ており、1枚目の普通紙の先端部にループLpが形成されてからモーター64が起動されるようにタイミングが決められている。このループ形成後にモーター64が起動されることは、後述の2枚目、3枚目の普通紙についても同様である。
1枚目の普通紙は、タイミングローラー42の回転速度が低速のPLから高速のPHに切り替わるときの最初の用紙になり、1枚目の普通紙に対する基準信号の立ち上がり(時点t2)から時間Taの経過時(時点t3)にモーター64がオン(起動)され、時間T1だけ遅れて(時点t3)、タイミングローラー42の回転が開始される。これにより、1枚目の普通紙のタイミングローラー42による搬送が開始される。
遅延時間T1は、図5に示す時間T1に相当し、タイミングローラー42により厚紙の搬送が終了したときに生じる惰性回転量の分、1枚目の普通紙に対するモーター64の起動からタイミングローラー42の回転が開始されるまでに要する回転遅延時間になる。
タイミングローラー42による1枚目の普通紙の搬送開始から、その普通紙の後端がタイミングローラー42を通過すると、モーター64がオフされ(時点t5)、時間D2の経過時にタイミングローラー42の回転が停止される(時点t6)。この時間D2がタイミングローラー42により普通紙の搬送が終了したときに生じる惰性回転に相当する時間になる。
次の2枚目の普通紙については、その基準信号の立ち上がり(時点t7)から時間Tsの経過時(時点t8)にモーター64がオン(起動)され、時間T2だけ遅れて(時点t9)、タイミングローラー42の回転が開始される。これにより、2枚目の普通紙のタイミングローラー42による搬送が開始される。
遅延時間T2は、図5に示す時間T2に相当し、タイミングローラー42により1枚目の普通紙の搬送が終了したときに生じる惰性回転量の分、2枚目の普通紙に対するモーター64の起動からタイミングローラー42の回転が開始されるまでに要する回転遅延時間になる。
タイミングローラー42による2枚目の普通紙の搬送開始から、その普通紙の後端がタイミングローラー42を通過すると、モーター64がオフされ(時点t10)、時間D2の経過時にタイミングローラー42の回転が停止される(時点t11)。この時間D2は、1枚目の普通紙に対する時間D2と同じ長さであり、タイミングローラー42により普通紙の搬送が終了したときに生じる惰性回転に相当する時間になる。
次の3枚目の普通紙については、その基準信号の立ち上がり(時点t12)から時間Tsの経過時(時点t13)にモーター64がオンされ、時間T2だけ遅れて(時点t14)、タイミングローラー42の回転が開始される。これにより、3枚目の普通紙のタイミングローラー42による搬送が開始される。
遅延時間T2は、2枚目の普通紙に対する時間T2と同じ長さであり、タイミングローラー42により2枚目の普通紙の搬送が終了したときに生じる惰性回転量の分、3枚目の普通紙に対するモーター64の起動からタイミングローラー42の回転が開始されるまでに要する回転遅延時間になる。
2枚目と3枚目の普通紙間のようにモーター64の停止前のタイミングローラー42の回転速度が同じになる関係であれば、上記バックラッシによる惰性回転量も同じになり、次のモーター64の起動の際の回転遅延時間も同じになるからである。このことは後述の図9に示す2枚目と3枚目が厚紙の場合も同じである。
タイミングローラー42による3枚目の普通紙の搬送開始から、その普通紙の後端がタイミングローラー42を通過すると、モーター64がオフされ(時点t15)、時間D2の経過時にタイミングローラー42の回転が停止される。この時間D2は、1枚目、2枚目の各普通紙に対する時間D2と同じ長さであり、タイミングローラー42により普通紙の搬送が終了したときに生じる惰性回転に相当する時間になる。
図7に示すタイミングチャートにおいて、1枚目の普通紙と、2枚目と3枚目の普通紙との違いは、基準信号からモーター64の起動開始までの時間が、1枚目の普通紙については時間Ta、2枚目と3枚目の普通紙については時間Tsになっているところである。
時間TaとTsを異ならせているのは、1〜3枚目のいずれの普通紙についても基準信号の立ち上がりから、タイミングローラー42への回転動力の伝達開始までに要する時間Twを同じ長さにするためである。
すなわち、上記のようにトナー像の形成タイミングもタイミングローラー42による用紙搬送タイミングも基準信号の立ち上がりタイミングを基準に決められるので、時間Twを1〜3枚目のいずれの普通紙についても一定にできれば、1枚目の普通紙と、2枚目と3枚目の各普通紙との間で動力伝達機構66における惰性回転量の違い(回転遅延時間T1とT2の違いに相当)が生じても、1〜3枚目の普通紙のそれぞれごとに、その基準信号に対するタイミングローラー42の回転開始タイミングを一致させることができる。
1〜3枚目の普通紙のそれぞれごとに、基準信号に対するタイミングローラー42の回転開始タイミングが一致するということは、1〜3枚目のいずれの普通紙についても基準信号から、その普通紙の先端が転写位置19に到達するタイミングも一致することになる。従って、1〜3枚目のそれぞれの普通紙に対する、作像部16KによるK色のトナー像の形成が予め決められたタイミングで正常に実行されていれば、全てのプリント後の普通紙について図8に示すように用紙先端からトナー像の用紙搬送方向先端までの間隔(先端余白の長さ)を一定、同図の例では4.0mmにすることができる。時間Twは、この先端余白の長さの目標値が4.0mmになるように予め実験などで決められる。
仮に、1枚目の普通紙に対応する時間TaをTsに置き換えた場合、Tw=(Ts+T1)になり、2枚目と3枚目の各普通紙に対応する(Ts+T2)と異なる値になるので、この場合に図6に示す画像の位置ずれが生じることになる。
時間Taは、次のようにして求められる。すなわち、上記のように1枚目の普通紙については回転遅延時間がT1になり、2枚目と3枚目の各普通紙については回転遅延時間がT2(>T1)になる。従って、1〜3枚目のいずれの普通紙についても時間Twを同じ長さにするには、1枚目の普通紙については時間Taを(Tw−T1)にすれば良く、2枚目と3枚目の各普通紙については時間Tsを(Tw−T2)にすれば良い。時間Twが予め決められているから、時間T1、T2が判れば、時間Ta、Tsを決めることができる。なお、T2>T1の大小関係からTa>Tsの大小関係になる。
時間Tsは、タイミングローラー42の回転速度が切り替わらない場合の2枚目や3枚目の各普通紙に対するモーター64の起動タイミングを示す時間といえるので、これを基準時間Tsとすると、その切り替わりの最初の用紙Sである1枚目の普通紙に対するモーター64の起動タイミングを示す時間Taは、基準時間Tsを、回転遅延時間T1とT2の差分に応じて補正した補正時間といえる。
図7では、厚紙に続いて3枚の普通紙が1枚ずつ搬送される場合の例を説明したが例えば普通紙に続いて3枚の厚紙が1枚ずつ搬送される場合には、図9に示すタイミングチャートになる。
図9に示す例も上記同様に、1〜3枚目のいずれの厚紙についても基準信号の立ち上がりからタイミングローラー42の回転開始までに要する時間Tyが同じ長さになるように、時間Tb、Tpが決められる。
時間Tbは、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる1枚目の厚紙に対するモーター64の起動タイミングを示す時間であり、時間Tpは、タイミングローラー42の回転速度が切り替わらない2枚目と3枚目の各厚紙に対するモーター64の起動タイミングを示す時間である。
2枚目と3枚目の厚紙に対する時間Tpを基準時間とすると、1枚目の厚紙に対するモーター64の起動タイミングを示す時間Tbは、基準時間Tpを、回転遅延時間T1とT2の差分に応じて補正した補正時間になる。
1〜3枚目の各厚紙に対する時間Tyが同じ長さになれば、全てのプリント後の厚紙について図8に示すように先端余白の長さを一定、同図の例では4.0mmにすることができる。時間Tyは、先端余白の長さの目標値が4.0mmになるように予め実験などで決められる。
<時間TsとTaの決定方法>
次に、一実施例における基準時間と補正時間の決定方法について説明する。
図10は、搬送対象の用紙を普通紙と厚紙のそれぞれとした場合におけるタイミングローラー42の回転速度V〔mm/s(秒)〕と惰性回転量D〔mm〕と回転遅延時間T〔ms:ミリ秒〕との関係を示す図である。
ここで、タイミングローラー42の回転速度Vは、タイミングローラー42による用紙Sの搬送速度(上記のシステムスピード)に実質、等しい。
惰性回転量Dは、タイミングローラー42が回転速度Vで回転している状態からモーター64を停止後、タイミングローラー42の回転が停止したときの惰性回転量を示す。また、回転遅延時間Tは、タイミングローラー42の停止後、次にモーター64を起動したときに生じる回転遅延の時間を示す。
同図に示すように普通紙では、タイミングローラー42の回転速度V(高システムスピードHS)が200〔mm/s〕、惰性回転量Dが1.0〔mm〕、回転遅延時間Tが5〔ms〕になっている。一方、厚紙では、タイミングローラー42の回転速度V(低システムスピードLS)が普通紙の半分の100〔mm/s〕、惰性回転量Dが0.1〔mm〕、回転遅延時間Tが1〔ms〕になっている。厚紙の方が普通紙よりもタイミングローラー42の回転速度Vが遅いので、惰性回転量Dが小さくなり、それだけ回転遅延時間Tも短くなっていることが判る。
図11は、普通紙と厚紙のそれぞれの場合における基準信号から画像書込開始までの走査ライン数〔line〕と、基準信号から画像書込開始までの時間Tc〔ms〕と、基準信号からモーター64の起動開始までの基準時間〔ms〕との関係を示す図である。
ここで、基準信号は、図7、図9に示す基準信号である。走査ラインは、感光体ドラム22Y〜22Kのそれぞれにおいてレーザー光LBにより主走査方向に露光走査されるときの1本の主走査ラインを示す。時間Tcは、感光体ドラム22Y〜22Kのそれぞれごとに、1枚の用紙Sへの画像形成の際の基準信号からその感光体ドラムに対するレーザー光LBによる露光走査開始までの待ち時間を示している。基準信号から画像書込開始までの主走査ライン数は、その待ち時間Tcで露光走査可能な走査ラインの本数を示している。基準信号からモーター64の起動開始までの基準時間は、図7に示す時間Ts、図9に示す時間Tpに相当する。
上記の図10に示したように普通紙に対する厚紙の搬送速度が1/2なので、普通紙に対する厚紙使用時の感光体ドラムの回転速度も1/2になる。図11に示すように基準信号から画像書込開始までの主走査ライン数が普通紙でも厚紙でも同じであるので、感光体ドラムの回転速度が1/2になる分、厚紙に対する基準信号から画像書込開始までの時間(127〔ms〕)が普通紙の時間(63.5〔ms〕)の2倍になっている。
基準信号からモーター64の起動開始までの基準時間は、普通紙が125ms(=Ts)、厚紙が139ms(=Tp)になっている。この基準時間Ts、Tpは、上記のように図7と図9に示す時間Tw、Tyと時間T1、T2の大きさから決められる。すなわち、時間Ts=(Tw−T2)、時間Tp=(Ty−T1)になる。
時間Tw、Tyは、上記のように先端余白の長さが目標値になるように決められるので、T1、T2が決まれば、Ts、Tpが決まる。
図12は、タイミングローラー42の回転速度Vと惰性回転量Dと普通紙速度における遅延時間と厚紙速度における遅延時間との関係を示す図である。ここで、普通紙速度とは、普通紙を搬送する場合の速度PHのことであり、厚紙速度とは、厚紙を搬送する場合の速度PLのことである。
同図の左欄に示すようにタイミングローラー42の回転速度Vを普通紙速度に相当する200〔mm/s〕として1枚の普通紙を搬送した後、モーター64を停止させたときの惰性回転量Dが1.0mmになる場合、次にモーター64を普通紙速度(=200〔mm/s〕)で起動したときに生じる普通紙速度での遅延時間は、計算上、5〔ms〕(=1/200)になる。同様に惰性回転量Dが1.0mmの場合、次にモーター64を厚紙速度(=100〔mm/s〕)で起動したときに生じる厚紙速度での遅延時間は、10〔ms〕(=1/100)になる。
一方、同図の右欄に示すようにタイミングローラー42の回転速度Vを厚紙速度に相当する100〔mm/s〕として1枚の厚紙を搬送した後、モーター64を停止させたときの惰性回転量Dが0.1mmになる場合、次にモーター64を普通紙速度(=200〔mm/s〕)で起動したときに生じる普通紙速度での遅延時間は、計算上、0.5〔ms〕(=0.1/200)になる。同様に惰性回転量Dが0.1mmの場合、次にモーター64を厚紙速度(=100〔mm/s〕)で起動したときに生じる厚紙速度での遅延時間は、1〔ms〕(=0.1/100)になる。
この各遅延時間を図7の例に適用すると、D1が0.1mm、T1が0.5ms、D2が1.0mm、T2が5msになる。
図7において時間Twが130msの場合、時間T2が5msなので、時間Tsが125msになる。そして、時間T1が0.5msなので、時間Taが129.5msになるが、本実施の形態の構成では、ミリ秒よりも小さい単位での制御を行えないことから、ここでは四捨五入して、Taを130msとする。
タイミングローラー42の回転速度が切り替わらないときの2枚目と3枚目の普通紙に対する回転遅延時間T2が5msであるのに対し、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる1枚目の普通紙に対する回転遅延時間T1が0.5msということは、1枚目の普通紙に対するモーター64の起動開始タイミングを、2枚目と3枚目の普通紙に対するモーター64の起動開始タイミングよりも4.5ms(=5ms−0.5ms)だけ遅らせなければ、1〜3枚目の各普通紙について、基準信号からタイミングローラー42の回転開始までの時間Twの長さが同じにならないことになる。
従って、1枚目の普通紙に対する時間Taを、2枚目と3枚目の普通紙に対する時間Ts(=125ms)よりも4.5msだけ長い129.5ms(ここでは四捨五入して130ms)とすれば、1〜3枚目の各普通紙について時間Twを同じ長さまたはほとんど同じ長さにすることができる。
同様に図12の各遅延時間を図9例に適用すると、D1が0.1mm、T1が1.0ms、D2が1.0mm、T2が10msになる。
図9において時間Tyが140msの場合、時間T1が1msなので、時間Tpが139msになる。そして、時間T2が10msなので、時間Tbが130msになる。
タイミングローラー42の回転速度が切り替わらないときの2枚目と3枚目の厚紙に対する回転遅延時間T1が1msであるのに対し、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる1枚目の厚紙に対する回転遅延時間T2が10msということは、1枚目の厚紙に対するモーター64の起動開始タイミングを2枚目と3枚目の厚紙に対するモーター64の起動開始タイミングよりも9ms(=1ms−10ms)だけ早くしなければ、1〜3枚目の各厚紙について、基準信号からタイミングローラー42の回転開始までの時間Tyの長さが同じにならないことになる。
従って、1枚目の厚紙に対する時間Tbを、2枚目と3枚目の厚紙に対する時間Tp(=139ms)よりも9msだけ短い130msとすれば、1〜3枚目の各厚紙について時間Tyを同じ長さにすることができる。
図13は、搬送対象の用紙とこれの1枚前の用紙とが普通紙と厚紙のいずれであるかによって、基準信号からモーター64の起動開始までの時間としてどの値を用いるかをまとめて示した図である。搬送対象の用紙がこれから搬送しようとする用紙であり、1枚前の用紙が搬送対象の用紙に対して1枚前に搬送が終了している搬送済みの用紙になる。
同図に示すように1枚前の用紙が普通紙、搬送対象の用紙も普通紙の組み合わせ(普通紙−普通紙)の場合(図7の1枚目と2枚目の普通紙に相当)、速度切り替えが行われず、基準信号からモーター64の起動開始までの時間Tsが125msとされる。
1枚前の用紙が厚紙、搬送対象の用紙も厚紙の組み合わせ(厚紙−厚紙)の場合(図9の1枚目と2枚目の厚紙に相当)、速度切り替えが行われず、基準信号からモーター64の起動開始までの時間Tpが139msとされる。
一方、1枚前の用紙が厚紙、搬送対象の用紙が普通紙の組み合わせ(厚紙−普通紙)の場合(図7の厚紙と1枚目の普通紙に相当)、速度切り替えが行われ、基準信号からモーター64の起動開始までの時間Taが130msとされる。
1枚前の用紙が普通紙、搬送対象の用紙が厚紙の組み合わせ(普通紙−厚紙)の場合(図9の普通紙と1枚目の厚紙に相当)、速度切り替えが行われ、基準信号からモーター64の起動開始までの時間Tbが130msとされる。
時間Ts、Tpを基準時間とした場合、時間Ta、Tbは、基準時間Ts、Tpを補正した時間と捉えることができるので、同図では補正時間としている。
基準信号から基準時間Ts、Tpを経過した時点(図7と図9のt8、t13)が、タイミングローラー42の回転速度が切り替わらない場合にモーター64を起動するときの基準タイミングになる。また、基準信号から時間Ta、Tbを経過した時点(図7と図9のt3)が、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる場合にモーター64を起動するときの起動タイミングになる。
この起動タイミングは、タイミングローラー42の回転速度が切り替わらない場合の基準タイミングに対して、回転遅延時間T1、T2(動力伝達機構66の遊びよる動力伝達の遅延量)の大きさに基づき補正されたタイミングになる。上記の時間Ts、Tp、Ta、Tbは、予め実験などにより決められる。
なお、本実施の形態では、時間Ta、Tbを、基準時間Ts、Tpに補正量(+5ms、−9ms)を加算することにより求めるとしているので、基準時間Ts、Tp、補正量(+5ms、−9ms)を示すデータが制御部54に予め記憶され、記憶された各データはモーター制御の実行の際に読み出される。読み出された基準時間Ts、Tpは。モーター制御においてそのまま使用され、時間Ta、Tbは、モーター制御において、基準時間Ts、Tpと補正量(+5ms、−9ms)とから算出されるようになっている。
<制御部の構成>
図14は、モーター制御を実行する制御部54の概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部54は、画像データ受信部102、画像処理部104、画像メモリー106、レーザーダイオード駆動部108、モーター駆動部110、CPU112、およびROM114などを備える。
画像データ受信部102は、CPU112の指示により、パーソナルコンピュータなどの外部機器から受信した画像形成ジョブ中の画像データを画像処理部104に送信する。
画像処理部104は、画像データ受信部102から送信される画像データにエッジ強調などの各種の補正処理を施した後、当該画像データを画像メモリー106に記憶させる。
レーザーダイオード駆動部108は、CPU112の指示に従って、画像メモリー106から画像データを読み出し、当該データに基づいて、露光部28においてY,M,C,K色毎に設けられたレーザーダイオード(不図示)を変調駆動する。
モーター駆動部110は、CPU116を有しており、モーター64の起動、停止、および回転速度の制御を行う。例えば、厚紙の次に普通紙を搬送する場合には、モーター64によりタイミングローラー42を厚紙速度(第1の速度)で回転させて厚紙(第1のシート)を搬送し、搬送完了してモーター64を一旦停止した後、起動して、次の普通紙(第2のシート)をタイミングローラー42により厚紙速度と異なる普通紙速度(第2の速度)で搬送させる制御を行う。
また、モーター駆動部110は、上記の基準時間Ts、Tpと補正量のデータを記憶している記憶部118を有している。
<モーター回転制御>
次に、モーター駆動部110で実行されるモーター64の回転制御について、図15、図16を参照しながら説明する。
図15は、複数枚の用紙Sを1枚ずつタイミングローラー42により搬送して各用紙SにK色のモノクロ画像を形成するジョブにおいて、タイミングローラー42による搬送対象の用紙Sの1枚ごとに、基準信号からモーター64の起動開始までの時間Txを設定する設定処理の内容を示すフローチャートであり、1枚の用紙Sごとに、タイミングローラー42による搬送開始前に実行される。
同図に示すように搬送対象の用紙Sの紙種が普通紙であるか厚紙であるかを判断する(ステップS1)。この判断は、搬送対象の用紙Sがどの給紙カセットから給紙されたものかを判断することにより行われる。
上記のように第1給紙カセット30に厚紙が収納され、第2給紙カセット32に普通紙が収納されているので、搬送対象の用紙が第1給紙カセット30から給紙された用紙Sであれば厚紙と判断でき、第2給紙カセット32から給紙された用紙Sであれば普通紙と判断できる。なお、この方法に限られず、例えば搬送路上に用紙種類を検知するためのセンサーなどの検知手段が設けられている場合には、その検知結果を取得することにより行うこともできる。また、操作パネル52からユーザーがジョブ実行開始前に各用紙の用紙種類を用紙搬送順に設定入力するような構成であれば、その設定入力された情報を取得することにより行うこともできる。
なお、紙種の判断結果は、1枚の用紙Sごとにその搬送順と対応付けた情報として記憶されるので、その記憶された情報を参照することにより、搬送対象の用紙Sに対する時間Txの設定の際に、1枚前に搬送済の用紙の紙種を判断することができる。
ステップS1において、搬送対象の用紙Sが普通紙であることを判断すると、ステップS2に進み、時間Txを125msに設定する。この125msは、上記の図13に示す普通紙の基準時間Tsに相当し、記憶部118から読み出される。
そして、1枚前の用紙Sの搬送速度が普通紙速度であったか厚紙速度であったかを判断する(ステップS3)。この判断は、1枚前の用紙Sの紙種が普通紙であれば普通紙速度と判断し、厚紙であれば厚紙速度と判断することにより行われる。なお、上記のように用紙Sの搬送速度は、タイミングローラー42の回転速度に実質等しい。
1枚前の用紙Sの搬送速度が普通紙速度であったことを判断すると、当該設定処理を終了する。この場合、時間Txは125ms、つまり普通紙の基準時間Tsのままになる。
一方、厚紙速度であったことを判断すると、現在の時間Txに5msを加算して得られた値を新たな時間Txに設定し直して(ステップS4)、当該設定処理を終了する。この5msは、図13に記載の(厚紙−普通紙)の組み合わせの補正量に相当し、記憶部118から読み出される。ステップS4の処理が実行された場合、時間Txは130msになり、図13に示す厚紙の補正時間Taに相当する。
ステップS1において、搬送対象の用紙Sが厚紙であることを判断すると、ステップS5に進み、時間Txを139msに設定する。この139msは、図13に示す厚紙の基準時間Tpに相当し、記憶部118から読み出される。
そして、1枚前の用紙Sの搬送速度が厚紙速度であったか普通紙速度であったかを判断する(ステップS6)。厚紙速度であったことを判断すると、当該設定処理を終了する。この場合、時間Txは139ms、つまり厚紙の基準時間Tpのままになる。
一方、普通紙速度であったことを判断すると、現在の時間Txから9msを減算して得られた値を新たな時間Txに設定し直して(ステップS7)、当該設定処理を終了する。この−9msは、図13に記載の(普通紙−厚紙)の組み合わせの補正量に相当し、記憶部118から読み出される。ステップS7の処理が実行された場合、時間Txは130msになり、図13に示す普通紙の補正時間Tbに相当する。これにより、タイミングローラー42の搬送対象である用紙Sに対する時間Txが設定される。
図16は、モーター64の起動を制御する起動制御の内容を示すフローチャートであり、1枚の用紙Sごとに、図15に示す時間Txの設定後に実行される。
図16に示すようにまず起動タイマーのカウント値をリセットする(ステップS11)。この起動タイマーは、制御部54に設けられている。
搬送対象の用紙Sに対する基準信号がオンになったか否かを判断する(ステップS12)。図7において、例えば搬送対象の用紙Sが1枚目の普通紙であれば、時点t2に至ったか否かが判断される。
基準信号のオンを判断すると(ステップS12で「Yes」)、起動タイマーのカウントを開始する(ステップS13)。そして、基準信号のオンから所定時間Tcが経過すると、作像部16Kに指示してK色の画像書込動作を開始させる(ステップS14)。この所定時間Tcは、図11に示す時間Tcに相当する。これにより、感光体ドラム22Kに対する露光走査が開始され、感光体ドラム22K上にK色のトナー像が形成された後、周回走行する中間転写ベルト14上に転写され、中間転写ベルト14上に転写されたK色のトナー像が転写位置19に向かって移動する。
起動タイマーのカウントが時間Txに達したか否かを判断する(ステップS15)。起動タイマーのカウントが時間Txに達したことを判断すると(ステップS15で「Yes」)、モーター64を起動して(ステップS16)、当該起動制御を終了する。
図7において、例えば搬送対象の用紙Sが1枚目の普通紙であれば、モーター64の起動により(時点t3)、タイミングローラー42の回転が開始され(時点t4)、タイミングローラー42によりその用紙Sが転写位置19に向かって搬送される。
中間転写ベルト14上に転写されたK色のトナー像の先端が転写位置19に到達する時点と、タイミングローラー42により搬送された用紙Sの先端が転写位置19に到達する時点とが同期して、用紙Sが転写位置19を通過する際に中間転写ベルト14上のK色のトナー像が転写される。
上記の設定処理において時間Txを、動力伝達機構66の遊びにより生じる回転遅延時間T1、T2を考慮した時間に設定しているので、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる最初の用紙(図7の例では1枚目の普通紙)とその次の用紙(図7の例では2枚目の普通紙)間で画像の相対的なずれが生じることが防止される。これにより、図8に示すように一定の長さの先端余白を有するプリント物を得ることができる。
<実施例と比較例>
図17は、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる最初の用紙の先端がタイミングローラー42に到達する前に空回転動作を実行する比較例のタイミングチャートであり、厚紙の次に1枚目の普通紙を搬送する場合の例を示している。
同図に示すようにタイミングローラー42による厚紙の搬送が終了すると(時点t1)、位相合わせが実行され、その後、普通紙の搬送速度によるタイミングローラー42の空回転動作が開始される(時点t21)。
空回転動作は、普通紙速度でタイミングローラー42を回転させる場合、モーター64の性能にもよるが、例えば立ち上げ時間に50ms、駆動時間に50ms、立ち下げ時間に30ms、立ち下げ後励磁時間に50ms必要とすれば、合計180msが空回転動作に要する時間になる。図17において、時点t21からt22までが立ち上げから立ち下げまでの時間になり、時点t22からt23までが立ち下げ後励磁時間になる。厚紙速度でタイミングローラー42を回転させる場合、例えば210msが必要になる。
空回転動作の終了時(時点t23)以降に、タイミングローラー42に向かって給送されて来ている1枚目の普通紙の先端がタイミングローラー42に到達し、1枚目の普通紙の先端部にループLpが形成されると、モーター64が起動され(時点t24)、モーター64の起動後、タイミングローラー42による1枚目の普通紙の搬送が開始される。
図17に示す比較例では、図7に示す実施例に対し、空回転動作に要する時間が余分に必要になり、さらに、空回転動作中にはタイミングローラー42の回転により1枚目の普通紙の先端部にループLpを形成できないことから、空回転動作の終了を待って、1枚目の普通紙をタイミングローラー42に向けて給送しなければならず、1枚目の普通紙の給紙タイミングも遅れるので、それだけプリントの生産性が低下してしまう。
また、比較例では空回転動作のためにモーター64を起動させなければならず、タイミングローラー42の回転速度の切り替え回数が増えるほど、空回転動作のためのモーター64の消費電力が多くなり、それだけプリンター10の電力消費量が増えることになる。
比較例において普通紙の次に厚紙を搬送するとした場合、あるプリンターの実機で搬送に要する最短時間を実測したところ次のようになった。
位相合わせに要する時間が110ms、空回転動作に要する時間が210ms、ループ作成に要する時間が100ms、ループ作成後、タイミングローラー42により用紙搬送を開始し、その用紙が転写位置19に到達するまでに要する時間が540msになり、合計時間(搬送に要する最短時間)が960msという結果が得られた。
一方、実施例の場合、比較例の空回転動作が実行されないので、比較例よりも空回転動作の210msだけ短い時間、つまり搬送に要する最短時間が750msになり、少なくともその時間差の分、比較例よりもプリント生産性を向上できることが判った。
また、図7に示す厚紙の次に3枚の普通紙を1枚ずつタイミングローラー42により搬送して各用紙に画像を形成するジョブにおいて、画像形成後の1枚目の普通紙における選択余白の長さが4.1mm、画像形成後の2枚目と3枚目の各普通紙における先端余白の長さが4.0mmになったことが実際のプリンターでの実験で確認できた。
1枚目の普通紙と2枚目以降の普通紙との先端余白の長さの差が0.1mmしかなく、タイミングローラー42のスリップなどの搬送ばらつきを含めて、画像形成後の用紙における先端余白の長さのばらつきを例えば1.0mm以下に抑えることを目標とすれば、その1/10の大きさに抑制できていることから、十分に目標を達成できたといえる。
なお、先端余白の長さの差の0.1mmは、おそらく上記の四捨五入の影響と考えられるので、タイミング補正をミリ秒よりも小さな単位で行える構成であれば、そのばらつきを0.1mmよりもさらに小さな値に抑えることができる。
一方、モーター64の起動タイミングの補正を行わない構成、具体的には図7において時間TaをTsと同じ大きさにした場合、画像形成後の1枚目の普通紙における選択余白の長さが4.9mm、2枚目と3枚目の各普通紙における先端余白の長さが4.0mmになったことも実験から確認できた。この場合、1枚目の普通紙と2枚目以降の普通紙との先端余白の長さの差が0.9mmになり、わずかでも搬送ばらつきが増えれば目標値を直ぐに超えてしまう。
このことから、実施の形態に係るモーター64の起動タイミングの補正を行うことが、動力伝達機構66の遊びによる回転遅延の発生に起因する画像ずれ防止に対して、極めて有効であることが判る。
以上、説明したように本実施の形態では、タイミングローラー42により用紙搬送速度が切り替わる際に、切り替え後の最初に搬送される用紙に対するモーター64の起動タイミングを、切り替え前と後の回転遅延時間(T1とT2)の差分に応じて、その用紙に対する本来の基準タイミング(基準信号から基準時間TsまたはTp経過時)を補正したタイミングにすることにより、空回転動作を実行することなく、切り替え後の最初に搬送される用紙と次に搬送される用紙間で画像の相対的なずれが生じることを防止できる。
なお、上記では、一の画像形成ジョブにおいて、システムスピード(タイミングローラー42による用紙の搬送速度)の異なる2枚の用紙(普通紙と厚紙など)が連続してタイミングローラー42で搬送される場合の例を説明したが、これに限られない。
例えば、システムスピードの異なる第1と第2の画像形成ジョブがこの順に連続する場合、第2の画像形成ジョブにおける最初の用紙とこれに続く用紙に上記のモーター制御を適用することができる。
例えば、先の第1の画像形成ジョブにおける最後の用紙が図7に示す厚紙(または図9に示す普通紙)であり、後続する第2の画像形成ジョブにおける最初の用紙が図7に示す1枚目の普通紙(または図9に示す1枚目の厚紙)である場合に、第2の画像形成ジョブにおける各用紙に対して上記のモーター制御を行えば、第1と第2の画像形成ジョブの間に空回転動作を実行することなく、第2の画像形成ジョブにおける1枚目(最初)の用紙と2枚目以降の用紙との間における画像の相対的な位置ずれを防止できる。
〔実施の形態2〕
上記実施の形態1では、タイミングローラー42による用紙Sの搬送速度が切り替わる最初の用紙Sに対するモーター64の起動タイミングを本来の基準タイミングから補正するとしたが、実施の形態2では、モーター64の起動タイミングの補正を行わずに、画像の書込開始タイミングを補正するとしており、この点が実施の形態1と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態1と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
図18は、K色のモノクロの画像形成を実行するジョブにおいて作像部16Kによる感光体ドラム22Kへの画像書込タイミングを補正する制御を説明するための図である。
同図では、搬送対象の普通紙に対するタイミングローラー42の回転速度V(普通紙速度)が200mm/sの場合に惰性回転量が1.0mmであり、その惰性回転量Dに相当する走査ライン数が24ラインであることを示している。この走査ライン数は、惰性回転量がDmmであった場合の回転遅延時間をTとしたとき、その時間Tの間に露光走査可能な走査ラインの本数を示している。
一方、厚紙については、タイミングローラー42の回転速度(厚紙速度)が100mm/sの場合に惰性回転量が0.1mmであり、その惰性回転量に相当する走査ライン数が2ラインであることを示している。
本実施の形態では、モーター64の起動タイミングを一定にした上で、この走査ライン数を用いて画像書込タイミングを補正する。具体的に、図7に示す用紙種類が厚紙から1枚目の普通紙に切り替わる場合を説明する。
図7において、仮に、1枚目の普通紙に対する時間Taを2枚目と3枚目の普通紙に対する基準時間Tsと同じにすれば、1枚目の普通紙に対するモーター64の起動タイミング(タイミングローラー42による搬送開始タイミング)が制御されないことになり、回転遅延時間T1とT2の差分だけ、1枚目の普通紙と、2枚目以降の普通紙との間に相対的な画像ずれが生じる。
この相対的な画像ずれの発生は、中間転写ベルト14上のトナー像の先端が転写位置19に到達するタイミングと、1枚目の普通紙の先端が転写位置19に到達するタイミングとのずれに起因する。
従って、1枚目の普通紙に対するモーター64の起動タイミングを制御しない(時間Tsに固定する)のであれば、中間転写ベルト14上のトナー像の形成位置、つまり感光体ドラム、ここではK色用の22Kへの露光走査開始タイミングを制御することにより、1枚目の普通紙の先端が転写位置19に到達するタイミングに、中間転写ベルト14上のトナー像の先端が転写位置19に到達するタイミングを同期できることになる。
画像のずれ量が回転遅延時間T1とT2の差分に応じた大きさに起因することは実施の形態1でも2でも同じなので、回転遅延時間T1とT2の差分に応じた分、基準信号に対する露光走査開始タイミング(画像書込タイミング)を補正すれば良い。
回転遅延時間T1、T2と図18に示す走査ライン数とは、回転遅延時間に露光走査可能な走査ライン数という関係を有するので、この関係を図7の回転遅延時間T1、T2に適用すると、次のようになる。
すなわち、普通紙に対する走査ライン数24が、タイミングローラー42の回転速度が切り替わらない2枚目と3枚目の普通紙に対する回転遅延時間T2に対応する走査ライン数に相当し、厚紙に対する走査ライン数2が、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる1枚目の普通紙に対する回転遅延時間T1に対応する走査ライン数に相当する。
回転遅延時間T1、T2の差分、つまり走査ライン数の差分が22になり、時間Ta=Tsとした場合、1枚目の普通紙は、2枚目の普通紙よりもタイミングローラー42による搬送開始タイミングが22本分の走査ラインの露光走査に要する時間だけ早くなる。
従って、1枚目の普通紙に形成すべきK色の画像の、基準信号に対する露光走査開始タイミング(基準信号からの経過時間)を、2枚目と3枚目の普通紙に形成すべきK色の各画像の、基準信号に対する露光走査開始タイミング(基準信号からの経過時間:基準タイミング)よりも22本分の走査ラインの露光走査に要する時間だけ早めれば、1枚目の普通紙の先端が転写位置19に到達するタイミングに、中間転写ベルト14上のK色トナー像の先端が転写位置19に到達するタイミングを同期でき、1枚目の普通紙と2枚目以降の普通紙との間に相対的な画像ずれが生じることを防止できる。
一方、図9に示すように用紙種類が普通紙から1枚目の厚紙に切り替わる場合は、次のようになる。
すなわち、図18に示すように走査ライン数の差分が22なので、図9において時間Tb=Tpとした場合、1枚目の厚紙は、2枚目の厚紙よりもタイミングローラー42による搬送開始タイミングが22本分の走査ラインの露光走査に要する時間だけ遅くなる。
なお、上記では、走査ラインの本数(=22本)を普通紙と厚紙のいずれも同じ値を用いている。これは、厚紙速度が普通紙速度の1/2倍になっている関係から、感光体ドラム22Kに対する露光走査では、1本の主走査ラインの走査開始時から次の主走査ラインの走査開始時までの時間(主走査期間)を普通紙に対し厚紙を2倍の長さに予め設定してあるので、同じサイズの普通紙と厚紙について解像度が同じ場合、露光走査時の走査ラインの本数については、普通紙でも厚紙でも同じ値を用いることができるからである。
従って、1枚目の厚紙に形成すべきK色の画像の、基準信号に対する露光走査開始タイミングを、2枚目と3枚目の厚紙に形成すべきK色の各画像の、基準信号に対する露光走査開始タイミング(基準タイミング)よりも22本分の走査ラインの露光走査に要する時間だけ遅らせれば、1枚目の厚紙の先端が転写位置19に到達するタイミングに、中間転写ベルト14上のK色トナー像の先端が転写位置19に到達するタイミングを同期でき、1枚目の厚紙と2枚目以降の厚紙との間に相対的な画像ずれが生じることを防止できる。
図19は、搬送対象の用紙とこれの1枚前の用紙とが普通紙と厚紙のいずれであるかによって、基準信号から画像書込開始までの走査ライン数としてどの値を用いるかをまとめて示した図である。
同図に示すように(普通紙−普通紙)の組み合わせの場合、走査ライン数が300とされる。(厚紙−厚紙)の組み合わせの場合も走査ライン数が300とされる。この300が基準ライン数になる。
一方、(厚紙−普通紙)の組み合わせの場合、走査ライン数が278とされる。この278は、基準ライン数(=300)から補正量の22ラインを差し引いたものであり、上記の画像書込開始タイミングを早める場合に相当する。
(普通紙−厚紙)の組み合わせの場合、走査ライン数が322とされる。この322は、基準ライン数(=300)に補正量の22ラインを加算したものであり、上記の画像書込開始タイミングを遅らせる場合に相当する。基準ライン数300、補正量22のデータは記憶部118に予め記憶されている。
図20は、複数枚の用紙Sを1枚ずつタイミングローラー42により搬送して各用紙SにK色のモノクロ画像を形成するジョブにおいて、タイミングローラー42による搬送対象の用紙Sの1枚ごとに、基準信号から画像書込開始までの走査ライン数Lxを設定する設定処理の内容を示すフローチャートであり、1枚の用紙Sごとに、タイミングローラー42による搬送開始前に実行される。
同図に示すようにステップS21において、搬送対象の用紙Sの紙種が普通紙であることを判断すると、ステップS22に進み、走査ライン数Lxを300に設定する。この300は、記憶部118から読み出される。
そして、ステップS23において、1枚前の用紙Sの搬送速度が普通紙速度であったことを判断すると、当該設定処理を終了する。この場合、走査ライン数Lxは300、つまり基準ライン数のままになる。
一方、厚紙速度であったことを判断すると、現在の走査ライン数Lxから22を差し引いて得られた値を新たな走査ライン数Lxに設定し直して(ステップS24)、当該設定処理を終了する。ステップS24の処理により走査ライン数Lxが278に補正される。
ステップS21において、搬送対象の用紙Sが厚紙であることを判断すると、ステップS25に進み、走査ライン数Lxを300に設定する。
そして、ステップS26において1枚前の用紙Sの搬送速度が厚紙速度と判断すると、当該設定処理を終了する。この場合、走査ライン数Lxは300、つまり基準ライン数のままになる。
一方、普通紙速度であったことを判断すると、現在の走査ライン数Lxに22を加算して得られた値を新たな走査ライン数Lxに設定し直して(ステップS27)、当該設定処理を終了する。ステップS27の処理により走査ライン数Lxが322に補正される。
図21は、画像書込制御の内容を示すフローチャートであり、1枚の用紙Sごとに、図20に示す走査ラインLxの設定後に実行される。
図21に示すようにまずライン数カウンターのカウント値をリセットする(ステップS31)。このライン数カウンターは、制御部54に設けられており、基準信号のオンと同期して、画像が形成される用紙の種類別に、レーザー光LBにより感光体ドラム22Kを主走査方向に1本の主走査ラインで露光走査するのに要する時間(主走査期間の長さに相当)と同じ時間が経過する度に1つずつカウントアップするカウンターである。
搬送対象の用紙Sに対する基準信号がオンになったことを判断すると(ステップS32で「Yes」)、ライン数カウンターのカウントを開始する(ステップS33)。そして、基準信号のオンから所定時間Tdが経過すると、モーター64を起動する(ステップS34)。この所定時間Tdは、例えば普通紙であれば図7に示す時間Ts、厚紙であれば図9に示すTpに相当する。これにより、搬送対象の用紙Sがタイミングローラー42により転写位置19に向けて搬送される。なお、所定時間Tdは、タイミングローラー42の回転速度(用紙搬送速度)の切り替わりの有無に関係なく、用紙種類ごとにその用紙に対して予め決められた一定時間が適用される。
ライン数カウンターのカウント値が走査ライン数Lxに達したか否かを判断する(ステップS35)。ライン数カウンターのカウント値が走査ライン数Lxに達したことを判断すると(ステップS35で「Yes」)、作像部16KによりK色の画像書込動作、つまり感光体ドラム22Kへの露光走査を開始して(ステップS36)、当該画像書込制御を終了する。
これにより、感光体ドラム22Kに対する露光走査が開始され、感光体ドラム22K上にK色のトナー像が形成された後、周回走行する中間転写ベルト14上に転写され、中間転写ベルト14上に転写されたK色のトナー像が転写位置19に向かって移動する。
そして、中間転写ベルト14上に転写されたK色のトナー像の先端が転写位置19に到達したときに、タイミングローラー42により搬送された用紙Sの先端が転写位置19に到達して、その用紙Sが転写位置19を通過する際に中間転写ベルト14上のK色のトナー像が転写される。
上記のように走査ライン数Lxを、動力伝達機構66の遊びにより生じる回転遅延時間T1、T2を考慮した値に設定しているので、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる最初の用紙とその次の用紙間で画像の相対的なずれが生じることが防止される。
〔実施の形態3〕
上記実施の形態では、K色のモノクロの画像形成を実行する場合の例を説明したが、実施の形態3では、Y〜K色のカラーの画像形成を実行するとしており、この点が実施の形態1、2と異なっている。
図22は、カラーの画像形成を実行するジョブにおいて作像部16Y〜16Kによる感光体ドラム22Y〜22Kへの画像書込タイミングを補正する制御を説明するための図である。
同図に示すように、Y色について、(普通紙−普通紙)の場合、走査ライン数が300になっており、(厚紙−厚紙)の場合も走査ライン数が300になっている。
一方、(厚紙−普通紙)の場合、走査ライン数が278になっており、(普通紙−厚紙)の場合、走査ライン数が322になっている。
これらの走査ライン数は、図19に示すK色のモノクロ画像を形成する場合の走査ライン数と等しいことが判る。カラー画像形成の場合、中間転写ベルト14の走行方向最上流のY色からM、C、K色の順に画像書き込みが開始されるので、最初に画像書き込みが開始されるY色の画像書き込みタイミングを示す走査ライン数を、図19に示すK色のモノクロ画像を形成する場合の走査ライン数に置き換えたものである。
M色については、(普通紙−普通紙)の場合と(厚紙−厚紙)の場合とで、走査ライン数が2000になっており、(厚紙−普通紙)の場合、走査ライン数が1978、(普通紙−厚紙)の場合、走査ライン数が2022になっている。
M色の走査ライン数2000、1978、2022のそれぞれは、Y色の走査ライン数300、278、322のそれぞれに1700を加算した値であり、この走査ライン数の1700がY色とM色の画像書き込みタイミングのずれ量に相当する。
このずれ量を示す走査ライン数の1700は、M色とC色間、C色とK色間にも適用されており、本実施の形態では、隣り合う2つの作像部間における画像書き込みタイミングのずれ量になっている。
具体的には、図23の模式図に示すように、感光体ドラム22Y〜22K上におけるレーザー光LBによる露光位置を7Y、7M、7C、7K、感光体ドラム22Y〜22K上における一次転写位置を8Y、8M、8C、8K、感光体ドラム表面上における露光位置から回転方向に一次転写位置までの距離をDy、Dm、Dc、Dkとすると、Dy=Dm=Dc=Dkになり、一次転写位置8Yと8M間の距離Pyと一次転写位置8Mと8C間の距離Pmと一次転写位置8Cと8K間の距離Pcとがそれぞれ等しくなっている。
Dy=Dm=Dc=Dkの関係およびPy=Pm=Pcの関係を有し、感光体ドラム22Y〜22Kの周速と中間転写ベルト14の周速とが同じでシステムスピードに等しい。このことから、距離Py(=Pm=Pc)をシステムスピードで除して得られた時間が、隣り合う2つの作像部間の画像書込タイミングのずれ量になる。
図22に戻り、基準信号からモーター64の起動までの時間について、ここでは(普通紙−普通紙)の場合と(厚紙−普通紙)の場合には900ms、(厚紙−厚紙)の場合と(普通紙−厚紙)の場合には1800msになっている。Y〜K色のうち、最初のY色の画像書込開始タイミングに合わせて設定された時間になっている。
基準信号からモーター64の起動までの時間は、搬送速度の切り替わりの有無に関係なく、普通紙が搬送される場合に1800msが適用され、厚紙が搬送される場合に900msが適用される。
このようにカラー画像形成の場合も、タイミングローラー42の回転速度が切り替わる(厚紙−普通紙)の場合と(普通紙−厚紙)の場合のそれぞれのY〜K色の画像書込タイミングを、タイミングローラー42の回転速度が切り替わらない(普通紙−普通紙)と(厚紙−厚紙)の場合に用いるY〜K色の基準の画像書込タイミングに対して補正したものを適用することにより、実施の形態2に係るモノクロ画像形成と同様に、画像ずれが生じることを防止できる。
〔実施の形態4〕
上記実施の形態1では、モーター64の起動タイミングだけを補正し、実施の形態2では、画像書込開始タイミングだけを補正するとしたが、実施の形態4では、実施の形態1に係るモーター64の起動タイミングの補正で生じる誤差を画像書込開始タイミングで補正するとしており、この点が実施の形態1〜3と異なっている。
図24は、実施の形態1に係るモーター64の起動タイミングの補正において補正量に誤差があることを説明するための図である。同図に示すように(厚紙−普通紙)の場合について、補正量の誤差として、−0.5msが存在していることが判る。
この誤差は、上記のように時間Taを、計算上では129.5msのところ、四捨五入により130msとしたので、その差分として現れたものである。
上記のモーター64の起動タイミングの補正では、この誤差分の0.5msを補正できなかったが、作像部の画像書込動作において、基準信号から画像書込開始までの走査ライン数の補正により、誤差分の0.5msを補正できれば、計算通りのタイミング補正を行えることになる。
本実施の形態では、普通紙を搬送する場合の感光体ドラム22Kに対する露光走査における主走査期間が0.25msと決められているので、誤差分の(−0.5)msを補正するには、基準信号から画像書込開始までの走査ライン数を、厚紙の基準ライン数(図11に示す300)に2本分を加えた値(=302)に補正して、時間0.5msに相当する分だけ、画像書込開始タイミングを遅らせれば良い。
従って、図25に示すように(厚紙−普通紙)の場合に、これ以外の基準ライン数(=300)に「2」を追加した補正ライン数(=302)を用いることにより、動力伝達機構66による回転遅延の影響をより排除できるようになる。
図26は、実施の形態4における設定処理の内容を示すフローチャートである。この設定処理は、実施の形態1に係るモーター64の起動タイミングの補正を行う構成に付加されるものであり、K色のモノクロ画像を形成するジョブにおいて、用紙Sの1枚ごとに、タイミングローラー42による搬送開始前に、基準信号から画像書込開始までの走査ライン数Lxを設定する。なお、実施の形態4では図26に示す設定処理とは別に、図15に示す時間Txの設定処理も別途、用紙Sの1枚ごとに実行されているものとする。
図26に示すようにステップS21において、搬送対象の用紙Sの紙種が普通紙であることを判断すると、ステップ22に進み、走査ライン数Lxを300に設定する。
そして、ステップS23において、1枚前の用紙Sの搬送速度が普通紙速度であったことを判断すると、当該設定処理を終了する。この場合、走査ライン数Lxは300、つまり基準ライン数のままになる。
一方、厚紙速度であったことを判断すると、現在の走査ライン数Lxに2を加算した値を新たな走査ライン数Lxに設定し直して(ステップS41)、当該設定処理を終了する。ステップS41の処理により走査ライン数Lxが302に補正される。
ステップS21において、搬送対象の用紙Sが厚紙であることを判断すると、ステップS25に進み、走査ライン数Lxを300に設定した後、当該設定処理を終了する。図25に示すように搬送対象の用紙Sが厚紙の場合、上記の誤差が含まれないので、1枚前の用紙の種類に関係なく、走査ライン数=300が設定されるものである。誤差が含まれないということは、(普通紙−普通紙)の場合も同様である。
図27と図28は、画像書込タイミングとモーター起動タイミングの補正制御の内容を示すフローチャートであり、1枚の用紙Sごとに、図26に示す走査ラインLxの設定後に実行される。
図27に示すようにまずフラグFaとFbの両方をオフする(ステップS51)。フラグFa、Fbは、後述のステップS60、S64でオンされるフラグである。
続いて、ライン数カウンターのカウント値をリセットする(ステップS52)。このライン数カウンターのリセットは、上記ステップS31の処理と同じである。
また、起動タイマーのカウント値をリセットする(ステップS53)。この起動タイマーのリセットは、上記ステップS11の処理と同じである。
そして、搬送対象の用紙Sに対する基準信号がオンになったことを判断すると(ステップS54で「Yes」)、ライン数カウンターのカウントと起動タイマーのカウントを開始する(ステップS55、S56)。
現在、フラグFaがオンか否かを判断する(ステップS57)。フラグFaがオフであることを判断すると(ステップS57で「No」)、ライン数カウンターのカウント値が走査ライン数Lxに達したか否かを判断する(ステップS58)。この走査ライン数Lxは、上記図26に示す設定処理で設定された走査ライン数である。上記の(厚紙−普通紙)の場合には、走査ライン数Lxが補正値の302に設定されている。
ライン数カウンターのカウント値が走査ライン数Lxに達していないことを判断すると(ステップS58で「No」)、ステップS61に進む。
ステップS61では、現在、フラグFbがオンか否かを判断する。ここで、フラグFbがオフであることを判断すると(ステップS61で「No」)、図28に移って、起動タイマーのカウント値が時間Txに達したか否かを判断する(ステップS62)。この時間Txは、上記図15に示す設定処理で設定された時間である。
起動タイマーのカウント値が時間Txに達していないことを判断すると(ステップS62で「No」)、ステップS65に進む。
ステップS65では、現在、フラグFaとFbが両方オンしているか否かを判断する。ここで、フラグFa、Fbが両方オンしていないことを判断すると(ステップS65で「No」)、図27のステップS57に戻る。
フラグFaがオンではなく(ステップS57で「No」)、ライン数カウンターのカウント値が走査ライン数Lxに達しておらず(ステップS58で「No」)、フラグFbがオンではなく(ステップS61で「No」)、起動タイマーのカウント値が時間Txに達していない場合(ステップS62で「No」)、ライン数カウンターのカウント値が走査ライン数Lxに達するか(ステップS58で「Yes」)、起動タイマーのカウント値が時間Txに達するまでの間(ステップS62で「Yes」)、ステップS57、S58、S61、S62、S65の処理を繰り返し実行する。
ライン数カウンターのカウント値が走査ライン数Lxに達したことを判断すると(ステップS58で「Yes」)、作像部16KにおいてK色の画像書込動作、つまり感光体ドラム22Kへの露光走査を開始した後(ステップS59)、フラグFaをオンにして(ステップS60)、ステップS61に進む。
また、起動タイマーのカウント値が時間Txに達したことを判断すると(ステップS62で「Yes」)、モーター64を起動した後(ステップS63)、フラグFbをオンにして(ステップS64)、ステップS65に進む。これにより、タイミングローラー42の回転が開始され、タイミングローラー42により搬送対象の用紙Sが転写位置19に向かって搬送される。
フラグFa、Fbの両方がオンしていることを判断すると(ステップS65で「Yes」)、当該処理を終了する。
これにより、例えば搬送対象の用紙Sが普通紙であり、その1枚前の用紙が厚紙であった場合(厚紙−普通紙)、上記の誤差が解消された状態で、中間転写ベルト14上の画像を転写位置19において普通紙Sに転写することができるようになる。
なお、本発明は、画像形成装置に限られず、例えばタイミングローラー42の回転速度が切り替わる場合に、画像書込タイミングとモーター64の起動タイミングの少なくとも一方を、切り替え後の回転速度でモーター64を停止した場合に用いられる基準タイミングに対して、動力伝達機構66の遊びによる回転遅延量の大きさ(図7と図9のT1、T2)に基づき補正したタイミングで実行する方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、DVD−ROM、DVD−RAM、CD−ROM、CD−R、MO、PDなどの光記録媒体、フラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態1では、補正時間Ta、Tbを、基準時間Ts、Tpに補正量(+5ms、−9ms)を加算することにより求めるとしたが、これに限られない。予め求められた補正時間Ta、Tbのデータを制御部54の記憶部118に記憶しておき、モーター制御の実行の際に読み出す構成をとることもできる。この構成では、補正時間Ta、Tbを算出する処理(図15のステップS3、S4、S6、S7)が不要になり、それだけ制御部54のCPU116などの処理負担の軽減を図れる。実施の形態2についても同様に、補正ライン数(=22)のデータを記憶しておく構成をとることもできる。
なお、補正ライン数は、ライン数カウンターで計測されるが、実質、時間経過を計測しているので、基準の画像書込タイミングを補正ライン数の分、つまり所定時間だけ早いまたは遅いタイミングに補正する構成と捉えることができる。
(2)上記実施の形態では、給紙カセットを2段に設け、厚紙と普通紙とを記録用のシートとして用い、シートの搬送速度を2速(PLとPH)としたが、これに限られず、給紙カセットを3段以上設け、また、シートの種類を増やして、シートの搬送速度を3速以上としても構わない。
この場合でも、システムスピード(シート搬送速度:タイミングローラー42の回転速度に等しい)が第1の速度からこれと異なる第2の速度に切り替わる際には、切り替わり後の最初(1枚目)のシートに対するモーター64の起動と画像書込動作の少なくとも一方を、切り替え後の第2の速度でタイミングローラー42を停止した場合に用いられるべき基準の起動タイミングと基準の画像書込タイミングに対して、回転遅延時間(伝達機構の遊びによる動力伝達の遅延量)に基づき補正したタイミングで実行すれば良い。この制御は、図15、図16、図20、図21、図26〜図28に示すフローチャートのプログラムにより実現できる。
また、回転遅延時間の差分(T1とT2の差分Δ:上記例では5msや−9ms)をそのまま補正に適用する方法に限られず、例えばその差分Δの範囲内の値、具体的には差分Δが5であれば、0<Δ≦5の範囲内の値を補正値に適用する構成をとることもできる。回転遅延時間を全く考慮しない構成よりも、少なくとも上記の補正を行うことにより、画像ずれの抑制効果を得られる。
(3)上記実施の形態では、シートの種類(普通紙や厚紙)に応じてシートの搬送速度(システムスピード)を変更したが、これに限らず、モノクロ画像を形成する場合とカラー画像を形成する場合とでシートの搬送速度(システムスピード)を変更しても構わない。この場合、例えば、モノクロ画像を形成する場合よりもカラー画像を形成する場合の方がシートの搬送速度(システムスピード)を遅くすることができる。
(4)上記実施の形態ではプリンターを例に説明したが、複写機の場合には、画像データ受信部102(図14)は、画像読取装置(スキャナー)から画像形成ジョブを受信する。また、この場合のシートの種類は操作パネル52を介して受け付けられ、受け付けられたシートの種類(例えば、厚紙や普通紙、薄紙など)に応じて、当該シートの搬送速度(システムスピード)が決定される。
また、操作パネル52を介してなされる、モノクロコピー指示とカラーコピー指示とに応じてシートの搬送速度(システムスピード)を決定することとしても構わない。
(5)上記実施の形態では、画像形成装置の一例としてのタンデム型のプリンターの構成例を説明したが、これに限られない。画像形成装置としては、カラー画像形成可能な構成、モノクロ画像形成のみの構成にいずれにも関わりなく、例えば複写機やファクシミリ装置、複合機(MFP:Multiple Function Peripheral)等などに適用できる。
また、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写後、中間転写ベルト上のトナー像をシートに二次転写する中間転写方式に限られない。例えば、感光体ドラムに書き込まれたトナー像を、感光体ドラムの転写位置を通過するシートに直接転写する方式にも適用できる。この転写方式の場合、感光体ドラムを像担持体と捉え、中間転写方式の場合、感光体ドラムと中間転写ベルトを全体で像担持体と捉えることができる。
また、搬送中のシートをループ形成のために一時停止する場合に限られず、例えばループ形成しなくても、シートを画像形成のタイミングに至るのを待つために、回転停止中のタイミングローラー42のニップ部にシートの先端を衝合させた後、回転を開始し、シートを転写位置19に向けて搬送する構成にも適用できる。
さらに、上記の搬送速度(回転速度)、時間(T1、T2など)、走査ライン数、先端余白の長さなどの各数値が上記のものに限られず、装置構成に応じた値が適用される。
また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ可能な限り組み合わせるとしても良い。
本発明に係る画像形成装置は、複写機、プリンター、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を有する複合機に好適に利用可能である。
10 プリンター
14 中間転写ベルト
16Y、16M、16C、16K 作像部
19 転写位置
22Y、22M、22C、22K 感光体ドラム
28 露光部(画像書込部)
29 シート搬送装置
42 タイミングローラー
54 制御部
64 モーター
66 動力伝達機構
108 レーザーダイオード駆動部
110 モーター駆動部
112、116 CPU

Claims (6)

  1. 画像書込部により像担持体に画像を書き込むとともに、停止中のタイミングローラーのニップ部にシートの先端を衝合させた後、回転を開始し、前記シートを転写位置に向けて搬送し、前記像担持体に書き込まれた画像を、前記転写位置を通過するシートに転写する画像形成装置であって、
    前記タイミングローラーに動力伝達機構を介して回転動力を伝達し、当該タイミングローラーを回転駆動するモーターと、
    前記画像書込部の書込動作と前記モーターの起動とを制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記モーターにより前記タイミングローラーを第1の速度で回転させて第1のシートを搬送し、搬送完了して前記モーターを一旦停止した後、起動して、次の第2のシートを前記タイミングローラーにより前記第1の速度と異なる第2の速度で搬送する場合、
    当該第2のシートに転写されるべき画像の前記像担持体への書込動作と前記モーターの起動の少なくとも一方を、前記タイミングローラーが前記第2の速度から停止した場合に用いられる基準タイミングに対し、前記動力伝達機構の遊びによる動力伝達の遅延量の大きさに基づき補正されたタイミングで実行することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第1のシートと前記第2のシートは、一の画像形成ジョブにおいて連続する2枚のシートであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第1のシートは、一の画像形成ジョブにおける最後のシートであり、前記第2のシートは、前記画像形成ジョブに後続する画像形成ジョブにおける最初のシートであ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、
    前記モーターの起動のみを前記補正されたタイミングで実行することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御手段は、
    基準信号から一定時間を経過した時点を前記基準タイミングとし、
    前記基準タイミングで前記モーターを起動した場合に、前記基準信号から、前記タイミングローラーへの回転動力の伝達開始までに要する時間をTwとしたとき、
    前記第2のシートの搬送に際し、基準信号から前記タイミングローラーへの回転動力の伝達開始までに要する時間が前記時間Twと一致するように、前記基準タイミングを補正したタイミングで、前記モーターの起動を実行することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御手段は、
    基準信号から所定時間を経過した時点を前記補正されたタイミングとし、
    前記所定時間を示すデータを予め記憶していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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