JP4359533B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記熱源が光書き込み装置であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質は鉄であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質はインバー(Fe-Ni36%)であることを提案する。
請求項4の構成により、光書き込み装置の熱の影響を排してフィードバック制御の精度を向上させることができる。
請求項14の構成により、アルミニウム製ローラにより請求項10〜13の効果を得ることができ、低コストと低慣性モーメントの両立を図ることが可能となる。したがって、フェードバック制御性能を低コストで高めることが出来る。
このレーザプリンタは、装置本体の下部に給紙部(給紙カセット3,4)が設けられ、その上方に作像部を配置し、装置上面に排紙部(排紙トレイ8)を配置した構成となっている。図に破線で記録紙の搬送経路を示すように、給紙部から用紙を給送し、作像部にて形成した画像を用紙上に転写し、定着ユニット7で定着して排紙トレイ8に排紙する。
出口ローラ62を中実な金属ローラとした場合、転写ユニット6の各部で図3のグラフに示すような温度変化を示すことが判明した。温度センサの配置個所は、図4に示すように、出口ローラ62部(S1),駆動ローラ63部(S2),出口ローラ62と駆動ローラ63の間(S3),作像ユニット1Cと1Yの間(S4)である。
図5に示すように、転写搬送ベルト105の1辺に沿って各色感光体101M,C,Y,Kを等間隔(ここでは100mm)で配置した場合、転写紙搬送速度を100mm/secとした場合は、シアン感光体101Cに対する書き込みはマゼンタ感光体101Mへの書き込みから1秒後に行われる。同様に、イエロー感光体101Yには101Mへの書き込みから2秒後に、黒感光体101Kには101Mへの書き込みから3秒後に書き込みが行われる。転写搬送ベルト105に部分的な伸びが無く、一定速度(基準速度)で正常に移動している場合は各色感光体からの各色トナー像は正しく重ね合わされて色ずれは発生しないが、図6のグラフ1に一点鎖線で示すように、ベルトの部分的な伸びによりベルト速度が変動すると(この場合、99mm/secと実線で示す基準速度100mm/secより遅くなっている)、グラフ2に示すように累積位置が減少し(グラフでは基準速度と差が明確でないが、縦軸を大きく取れば基準速度よりも減少している)、グラフ3に示すように時間と共に位置変動量が増大する。
図8に示すように、本例のレーザプリンタでは、転写ユニット6の転写搬送ベルト50が掛け渡されているローラのうちの一つのローラ(右下ローラ)66に、ベルト速度検出手段としてのエンコーダ20が付設されている。右下ローラ66は、プリンタ内で大きな熱を発生する熱源である定着ユニット7から遠く離れた位置にあり、ベルトの温度変化がほとんど起こらない個所に位置するローラである。装置内には、定着以外に大きな熱を発生する熱源として光書き込みユニット2がある。しかし、右下ローラ66は、光書き込みユニット2からも離れた位置にあるため、光書き込みユニット2の影響も受け難く、ベルトの温度変化がほとんど起こらない個所に位置している。このため、通常使用するに当たっては右下ローラ66の温度上昇は微小である。しかし、長時間連続して印刷する場合などは、右下ローラ66の温度上昇により転写搬送ベルト50の速度が増加する。
エンコーダを用いたフィードバック制御の場合、エンコーダより得られる信号から回転角速度が一定となるように駆動モータ70のパルスを調整して速度の一定化を保つ。回転角速度ωと転写ベルト速度vと速度検出ローラ(ここでは右下ローラ66)半径rの関係は ω=v/r であるから、速度検出ローラが熱膨張する(r⇒r1、r<r1)とωを一定に保つ制御をするため、転写ベルト速度vは増加する(v⇒v1、v<v1)。
[1] 線膨張係数が低い物(材料)を選定する
[2] その材料の比熱・密度・使用量(質量)から求められる、“1度温度を上げるのに必要な仕事(J)”を増加させる。
事が必要である。
図11のグラフにおいては、スタート後の始めの40秒間は変動量が大きく、色ずれが発生してしまうことが想像できる。なお、時間の経過とともに変動量は減少していき、40秒以降は安定している。
図1に示す構成のレーザプリンタにおいては、図13に模式的に示すように、出口ローラ62が定着ユニット7により暖められ、その熱が転写搬送ベルト50に伝えられる(図中、ローラ内に太い点線で示す部分)。これにより、転写搬送ベルト50の伸び量が部分的に変化する。その変化量は負荷の影響により異なり、図13に2点鎖線で示す範囲よりも1点差線で示す範囲の方が伸びが大きい。なお、駆動ローラ63に接する範囲では、駆動ローラ63による所定の速度(基準速度)でベルトが移動する。
速度検出ローラ外径がΦ15.5⇒Φ15.51054へと0.068%増加したとすると、転写ベルト速度も同様に0.068%増加することになり、M−K間の距離294mmの0.068%=0.19992mm、すなわち約200μmの色ずれが生じる。ただし、上記ベルト伸びの際に論じた約200μmと検出ローラ膨張にて論じた約200μmでは基準色に対する色ずれ方向は逆となる。
図14に示す画像形成装置は、中間転写ベルト30の上辺に4色分の作像ユニットを並べて配置した4連タンデム方式のフルカラープリンタである。中間転写ベルト30は、従動ローラ31,駆動ローラ32,対向ローラ33,押し込みローラ34の4つのローラに掛け回されている。この中間転写ベルト30の下に、対向ローラ33部で中間転写ベルト30に接して転写ベルト35が配設されている。その転写ベルト35に隣接して定着ユニット7が配置されている。その他、図1のレーザプリンタと同じ部分又は同等の部分には、図1と同じ符号を付して説明を省略する。
図15は、像担持体としてベルト状感光体を備えるフルカラー画像形成装置の要部構成を示す断面図である。
画像形成装置における光書き込み装置、現像装置、定着装置等の各部構成は、任意な構成のものを採用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリであっても良いことは言うまでもない。
2 光書込ユニット
3,4 給紙カセット
6 転写ユニット
11M、11C、11Y、11K 感光体ドラム
20 エンコーダ
30 中間転写ベルト
31 従動ローラ
40 感光体ベルト
41 従動ローラ
44M,44C,44Y,44K 現像装置
62 出口ローラ
63 駆動ローラ
65 テンションローラ
66 右下ローラ
66a 右下ローラの軸
70 モータ
Claims (18)
- 像担持体と、該像担持体上に形成した画像が転写される記録媒体を担持して搬送するベルト搬送装置と、前記記録媒体上に転写された未定着画像を定着させる定着装置を有する画像形成装置において、
前記ベルト搬送装置の速度を検出する速度検出手段を設け、該速度速度検出手段の検出値に基づいて前記ベルト搬送装置の速度が狙いの速度になるようにフィードバック制御するとともに、
前記速度検出手段が、ベルト温度変化がほとんど起こらない個所に配置されており、該速度検出手段が前記ベルト搬送装置が掛け渡されるローラの回転速度を検出するローラ回転速度検出手段としてのロータリエンコーダであり、
前記ベルト搬送装置への記録媒体導入部に配置される入口ローラに対向して対向ローラが設けられ、前記ロータリエンコーダが速度を検出するローラが、前記ベルト搬送装置の駆動ローラと前記入口ローラの間に配置されるローラであり、該ロータリエンコーダが速度を検出するローラと前記駆動ローラとの間に前記ベルトにテンションを付与するテンションローラが設けられ、ベルト回動方向において前記駆動ローラの下流側に前記テンションローラが、前記テンションローラの下流側に前記速度を検出するローラが配置され、
前記ベルト搬送装置に対向して複数の像担持体が並設され、各像担持体上に形成した画像を前記ベルト搬送装置により搬送される記録媒体上に重ね転写してカラー画像の形成が可能であって、
前記複数の像担持体と対向するベルト辺の下流側に前記駆動ローラが配置されることを特徴とする画像形成装置。 - 前記速度検出手段が配置されるベルト温度変化がほとんど起こらない個所が、画像形成装置内の熱源から離れた位置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。
- 前記熱源が定着装置であることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記熱源が光書き込み装置であることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記熱源が定着装置及び光書き込み装置であることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが速度を検出するローラが、前記ベルト搬送装置が掛け渡されるローラのうち、前記定着装置から最も離れた位置にあるローラ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。
- 前記ベルト搬送装置が掛け渡されるローラに移動可能なローラが含まれる場合、前記ロータリエンコーダが速度を検出するローラが、固定配置されたローラのうち前記定着装置から最も離れた位置にあるローラ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。
- 前記ロータリエンコーダが容器内に略密閉配置されることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが速度を検出するローラの周長と前記複数の像担持体の各像担持体間の距離の比が概ね整数比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。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラは、温度に対する外径膨張率が0.05%以下である材質を用いていることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質及びその使用量(質量)から求められる“1度上げるのに必要な仕事(J)”が概ね30(J)以上であることを特徴とする、請求項1又は10に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質の線膨張係数(1/℃)が概ね25×10−6以下であることを特徴とする、請求項1,10,11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの慣性モーメントが概ね35(kgf・cm2)以下であることを特徴とする、請求項1,10〜12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質はアルミニウムであることを特徴とする、請求項1,10〜13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質は鉄であることを特徴とする、請求項1,10〜13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質はステンレスであることを特徴とする、請求項1,10〜13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質はインバー(Fe-Ni36%)であることを特徴とする、請求項1,10〜13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ロータリエンコーダが取り付けられているローラの材質はカーボン繊維から成る物質であることを特徴とする、請求項1,10〜13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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