JP4366765B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式により感光体の表面にトナー像を形成し、該トナー像を転写紙上に転写するようにした複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、より詳細には、感光体に対する転写紙の位置及び姿勢を安定化させ、画像ズレや転写抜けのない高品位の画像形成を行なわせる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、回転する感光体の周縁部に帯電手段、書き込み手段、及び現像手段を設け、帯電手段によって感光体表面に一様帯電を行った後に、書き込み手段によって像露光を行い、画像の潜像を形成し、該潜像を現像手段により現像して感光体表面にトナー像を形成する。一方、転写紙収納手段等から給紙された転写紙はレジストローラ対の位置を経て転写位置へと送られ、転写位置において前記トナー像が転写紙上に転写され、更に、搬送ベルトにより定着位置に達し、定着ローラの駆動を受けながら定着がなされて回収される。
【０００３】
しかしながら、一般に、上記構成におけるレジストローラ対の駆動における線速Ｖｒと感光体の線速Ｖｄと転写後の搬送ベルトによる定着位置への搬送手段の搬送速度Ｖｈと定着ローラによる線速Ｖｔとは、ほぼ同速にしてあるが、その各線速には多少バラツキがある。即ち、転写紙の後端がレジストローラ対を抜けたとき転写紙とそれが接する感光体との間にズレが発生する。また、転写紙の先端が定着手段の位置に達したときに転写紙とそれが接する感光体との間に転写ズレが生ずる。これは感光体の線速Ｖｄに対する定着ローラの線速Ｖｔがやや高くなっていると感光体の転写位置にある転写紙が定着ローラにより引っ張られて感光体との同期が崩れ画像ズレを受けるからである。逆にＶｔが低くなりすぎると、たるみができてジャム等の搬送トラブルを生じていた。そのような問題点を避けるために、これまでは感光体による転写紙の搬送力を強化する方法で解決してきた。そしてその転写紙の搬送力を強化する手段としては転写紙が感光体に接触している距離を長くする方法があり、具体的には、転写進入ガイド板を、感光体のより上流に移動したり、分離器のブリッジを持ち上げることやそれを下流側に移動したり、或いは更に下流にある搬送ベルトを持ち上げる等の手段を用いている。
【０００４】
これにより、感光体と転写紙の密着力が大きくなり、他の給送手段の線速と多少のズレが生じても転写紙と感光体との間のズレが起こりにくく、したがって画像ズレも発生しにくいことを期待していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、転写紙が感光体に接触している距離を長くすることは転写紙の搬送経路に、より凹凸を作りやすくすることになり、転写紙の挙動が安定しなくなり、特に先端及び後端の挙動が不安定になり先端及び後端における転写抜けや滲みと言った問題が発生する。
【０００６】
本発明は、レジストローラ対、ドラム状の感光体、搬送ベルト及び定着ローラの各線速間の関係を追求することにより、上記のような問題点を解決して、感光体から転写紙への転写画像の形成がなされるとき、転写ズレや転写抜けが起こされたりすることなく、安定した高画質が持続できる画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）によって達成される。
【０００８】
（１） 少なくとも感光体、帯電器、現像器、レジストローラ対、転写器、該転写器下流側の搬送手段及び定着器を備えた画像形成装置において、感光体の線速をＶｄ、レジストローラ対の線速をＶｒ、搬送手段の搬送速度をＶｈ、定着器の定着ローラ線速をＶｔ、感光体上の転写位置から定着位置に至る転写紙の搬送経路長さをＬｈ、転写位置と定着位置間の直線距離をＬｓ、レジストローラ対から転写位置までの経路長さに前記搬送経路の長さＬｈを加えた長さをＬｏとし、通紙可能最大転写紙長さをＬｏ以上の長さＬｍとしたとき、
Ｖｄ≒Ｖｒ≒Ｖｈ＜Ｖｔ
（Ｌｈ−Ｌｓ）／（Ｖｔ−Ｖｈ）≧（Ｌｍ−Ｌｈ）／Ｖｒ
を満足するように設定したことを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置の一実施例について、先ず、図１に示す全体構成図によって説明を行う。
【００１１】
図１に示す画像形成装置は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ（図示省略）、画像形成部Ｃ、転写紙搬送手段としての転写紙搬送部Ｄから構成されている。
【００１２】
画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。
【００１３】
一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプと第１ミラーとから成る第１ミラーユニット１５と、Ｖ字状に位置した第２ミラーと第３ミラーとから成る第２ミラーユニット１６の、第１ミラーユニット１５の速度Ｖによる読み取り動作と、第２ミラーユニット１６による同方向への速度Ｖ／２による移動露光によって読み取られる。
【００１４】
読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号に光電変換され、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの画像処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。
【００１５】
画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして、像形成手段であるドラム状の感光体２１と、その外周に、帯電手段である帯電器２２、現像手段である現像器２３、転写手段である転写器２４、分離手段である分離器２５、クリーニング手段であるクリーニング装置２６及びＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が使用され、図示の時計方向に駆動回転される。
【００１６】
回転する感光体２１へは帯電器２２による一様帯電がなされた後、露光光学系３０により画像処理部Ｂ（図示省略）のメモリより呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である露光光学系３０は図示しないレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ（符号なし）、シリンドリカルレンズ（符号なし）を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体２１上のＡｏ位置において像露光が行われ、感光体２１の回転による副走査で潜像が形成される。本実施の形態では文字部に対して露光を行い潜像を形成する。
【００１７】
感光体２１上の反転潜像は現像器２３によって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。転写紙搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの転写紙Ｐが収納された転写紙収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、それらの何れかから選択された転写紙Ｐは案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される転写紙の傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によって転写紙Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、搬送路４０、転写前ローラ４３ａ及び転写進入ガイド板４６に案内され、感光体２１上のトナー像が転写位置Ｂｏにおいて転写器２４によって転写紙Ｐに転写され、次いで分離器２５によって除電されて転写紙Ｐは感光体２１面より分離し、搬送手段としての搬送ベルト４５により定着器５０に搬送される。尚、搬送手段は搬送ベルト以外に種々のものがあるが本実施の形態の説明では搬送ベルト４５として扱う。しかしこれに限定されるものではない。
【００１８】
定着器５０は定着ローラ５１と加圧ローラ５２とを有しており、転写紙Ｐを定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを熔着させる。片面のトナー画像の定着を終えた転写紙Ｐは次に述べるモードに従って他面にもトナー画像を形成する両面画像形成を行い、或いは片面画像の状態で排紙トレイ６４上に排出される。
【００１９】
両面画像形成モードが選択されたときは、表面の画像定着を終えた転写紙Ｐは搬送方向切り替え部材６２に案内されて、反転搬送路６０に沿って下降し、スイッチバック経路６０ａに一旦搬入されたのち搬出されて表面と裏面との反転が行われ第２反転搬送路６０ｂを搬送ローラ対４３ｂによって駆動され、更に、前記の案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って再給紙され、転写紙の傾きと偏りの補正を行うレジストローラ対４４によって転写紙Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、感光体２１上に形成された裏面画像のトナー像は転写位置Ｂｏにおいて転写器２４によって転写紙Ｐの裏面に転写されたのち分離搬送され、定着がなされて排紙トレイ６４上に排出される。
【００２０】
片面画像形成モードが選択されたときは、表面画像の定着を終えた転写紙Ｐはそのまま直進して排紙トレイ６４上に排出され、或いは搬送方向切り替え部材６２によって反転搬送路６０に案内された後スイッチバックにより上下面の反転を行って排紙トレイ６４上に排出される。
【００２１】
さて、本発明の大きな特色は大サイズの転写紙についても特に画像形成装置を大型にすることなく転写ズレや先端及び後端の位置ズレの無い良好な画像が得られるようにしたことである。この点について図２の要部拡大図を用いて詳細に説明する。
【００２２】
感光体２１の線速をＶｄ、レジストローラ対４４の線速をＶｒ、搬送ベルト４５の搬送速度をＶｈ、定着器５０の定着ローラ線速をＶｔ、感光体２１の転写位置から定着器５０の定着位置に至る転写紙の搬送経路長さをＬｈとし、転写位置と定着位置間の直線距離をＬｓとし、レジストローラ対４４の位置から転写位置を経て定着器までの距離をＬｏとし、通紙可能最大転写紙長さをＬｏ以上の長さＬｍとし、レジストローラ対４４の位置から転写位置までの距離にＬｍ−Ｌｏを加えた長さををｐとするとき、
Ｖｄ≒Ｖｒ≒Ｖｈ＜Ｖｔ （１）
（Ｌｈ＋ｐ−Ｌｓ−ｐ）／（Ｖｔ−Ｖｈ）≧（Ｌｍ−Ｌｈ）／Ｖｒ （２）
Ｌｍ−Ｌｈ＝ｐ （３）
の関係式が成立するようにしておくと、（１）式に示すように定着器５０の定着ローラ５１の線速は他の線速より多少早くしてあるので、転写紙の先端が定着ローラに達したとき転写位置の下流側の転写紙の搬送がそれまでたるみ加減に送られていたものがこれ以上たるんでジャム故障を起こしたりすることなく、早くなり、たるみを徐々に戻して行けるようになる。そして上式の関係を保っておくと、通紙可能の最大長さの転写紙の後端が転写位置を通過するまで前記たるみは、僅かでも残されることになり、従って、転写位置上の転写紙と感光体２１とのズレは発生せず、良好な画像形成が安定して持続されるようになる。
【００２３】
一方、転写紙後端がレジストローラ対４４を通過した後は該レジストローラ対４４と同速の感光体２１の線速Ｖｄのみによって搬送されることになるが、抵抗は少なく該線速Ｖｄに従って転写紙は正確に搬送される。
【００２４】
上記（２）式よりｐを消去すると（２）式は次のように簡単化される。
【００２５】
（Ｌｈ−Ｌｓ）／（Ｖｔ−Ｖｈ）≧（Ｌｍ−Ｌｈ）／Ｖｒ （２）
尚、本実施の形態における感光体の外径は６０ｍｍ、線速Ｖｄは２１０．１０３ｍｍ／ｓであり、レジストローラ対４４の駆動ローラの外径は１５．０６ｍｍ、線速Ｖｒは２１０ｍｍ／ｓであり、搬送駆動ローラの外径は３１．０ｍｍ、線速度Ｖｈは２１０ｍｍ／ｓであり、定着ローラの外径は４０ｍｍ、線速Ｖｔは２１５ｍｍ／ｓである。また、Ｌｈは２７０ｍｍ、Ｌｓは２６５ｍｍであり、Ｌｏ及びＬｍは４２０ｍｍとした。更に、この中でＬｍは４２０ｍｍ以上６００ｍｍの範囲でテストを試みたが、全て良好な結果が得られた。しかしこれに限定されるものではない。
【００２６】
即ち、大サイズの転写紙についても特に画像形成装置を大型にすることなく転写ズレや先端及び後端の位置ズレや転写抜けの無い良好な画像が得られるようになる。
【００２７】
以上は請求項１の実施の形態の１例であるが次に参考例について説明する。
【００２８】
転写紙と感光体との密着性を良くして転写ズレを生ずることをなくし、また接触範囲を広げすぎて転写紙と感光体との間に密着性が崩れ凹凸が生じて転写抜けの現象が起こることをなくす条件は、第１には転写位置下流側の搬送力が強くなりすぎて感光体上での転写紙が引っ張られて感光体との間でズレが起きないようにすることであり、第２の条件はたるみすぎて凹凸ができないようにすることである。
【００２９】
そのため、請求項２の発明では感光体２１の線速Ｖｄに対して転写位置下流側で定着器５０の上流側にある搬送ベルト４５の搬送速度Ｖｈを大きくするが、搬送力をそれほど大きくさせないようにするために、その搬送ベルト４５を図２に示すように搬送ベルトの形態にし転写紙が載置されているだけの構造にしてある。また、転写紙の先端が定着器５０に達すると定着ローラ５１と圧着ローラ５２が転写紙を挟持して搬送し強制的に引っ張ることになるが、その線速Ｖｔを感光体２１の線速Ｖｄと殆ど等しくしてあるので、感光体上の転写紙を感光体面からずらせることもなくなる。
【００３０】
一方、レジストローラ対４４の線速Ｖｒと感光体の線速Ｖｄとは殆ど同一にしてあるのでこの間に転写紙のズレを起こさせる要因もなくなる。
【００３１】
但し上記各線速間の関係はばらつきもあり、次のような範囲にあることが好ましいことが分かった。
【００３２】
Ｖｒ／Ｖｄ＝０．９９５〜１．００５
Ｖｈ／Ｖｄ＝１．０００〜１．０５０
Ｖｔ／Ｖｄ＝０．９９５〜１．００５
そして、その範囲の中での良好なる１例は図３の要部の他の１例の拡大図及び下記に示すようになる。
【００３３】
感光体の外径は６０ｍｍ、線速Ｖｄは２１０．１０３ｍｍ／ｓであり、レジストローラ対４４の駆動ローラの外径は１５．０６ｍｍ、線速Ｖｒは２０９．９５７ｍｍ／ｓであり、搬送駆動ローラの外径は３１．０ｍｍ、線速度Ｖｈは２１８．９３６ｍｍ／ｓであり、定着ローラの外径は４０ｍｍ、線速Ｖｔは２０９．４７３ｍｍ／ｓである。
【００３４】
また感光体２１の線速Ｖｄに対する各線速比は次のようになる。
【００３５】
Ｖｒ／Ｖｄ＝０．９９９
Ｖｈ／Ｖｄ＝１．０４２
Ｖｔ／Ｖｄ＝０．９９７
このような設定にてテストを行い画像全体を通して、先端抜けや後端抜けや転写ズレ等が起こらない良好な結果を得た。
【００３６】
【発明の効果】
本発明により、画像形成装置を大型化させることなくコンパクトにして、しかも、大サイズの転写紙への画像形成が先端や後端の揃えが崩されたり、転写ズレが起こされたりすることなく、安定した高画質が持続して得られる画像形成装置が提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の要部の１例の拡大図である。
【図３】図１の要部の他の１例の拡大図である。
【符号の説明】
２１ 感光体
２２ 帯電器
２３ 現像器
２４ 転写器
２５ 分離器
３０ 露光光学系
４４ レジストローラ対
４５ 搬送ベルト
４６ 転写進入ガイド板
５０ 定着器
５１ 定着ローラ

Claims (1)

1. 少なくとも感光体、帯電器、現像器、レジストローラ対、転写器、該転写器下流側の搬送手段及び定着器を備えた画像形成装置において、感光体の線速をＶｄ、レジストローラ対の線速をＶｒ、搬送手段の搬送速度をＶｈ、定着器の定着ローラ線速をＶｔ、感光体上の転写位置から定着位置に至る転写紙の搬送経路長さをＬｈ、転写位置と定着位置間の直線距離をＬｓ、レジストローラ対から転写位置までの経路長さに前記搬送経路の長さＬｈを加えた長さをＬｏとし、通紙可能最大転写紙長さをＬｏ以上の長さＬｍとしたとき、
   Ｖｄ≒Ｖｒ≒Ｖｈ＜Ｖｔ
   （Ｌｈ−Ｌｓ）／（Ｖｔ−Ｖｈ）≧（Ｌｍ−Ｌｈ）／Ｖｒ
   を満足するように設定したことを特徴とする画像形成装置。

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