JP4696626B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される連続紙にトナーで画像を形成する画像形成装置に関する。

連続紙を使用する電子写真方式の画像形成装置では、一定の周速度で回転している感光体ドラムに帯電、露光、現像が行われてトナー像が形成され、そして、連続紙が感光体ドラムと転写ローラとの転写ニップに搬送されてトナー像が連続紙に転写される。ここで、トナー像が形成されるタイミングと、連続紙を転写ニップに搬送するタイミングにズレが生じるとトナー像の転写位置がずれてしまう。このため、連続紙に記された基準をセンサで読取る等して連続紙の位置を検出し、本来のトナー像を転写すべき位置との差分があった場合に、搬送ローラの周速度を制御し、トナー像を転写すべき位置を制御している。

ところで、感光体ドラムは転写時の電気的特性等の影響から連続紙を吸着する力を持っており、転写ニップに突入する連続紙に微小な弛みを発生させるので、連続紙が転写ニップに突入するタイミングに微小なズレが生じてしまい、トナー像の転写位置がずれてしまう。このため、連続紙の搬送速度を感光体ドラムの周速度よりも速くし、連続紙を感光体ドラムに吸着させないようにすることで、連続紙に弛みを発生させないようにしている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、搬送ローラのローラ径の誤差や連続紙の紙厚の違いから連続紙の搬送速度にバラツキが生じるので、上述したように、搬送ローラの周速度を制御しており、搬送速度の補正量が、本来の搬送速度と感光体ドラムの周速度との速度差を超えた場合には、連続紙の搬送速度と感光体ドラムの周速度が逆転することがある。
特開平５−２４１３９７号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、連続紙の搬送速度を補正してトナー像を転写する位置を調整する際にも、像担持体の周速度が連続紙の搬送速度よりも遅い状態を維持し、連続紙の弛みの発生を防止して転写ズレを抑制する。

請求項１に記載の画像形成装置は、トナー像を担持して基準周速度Ｖｄ０で回転する像担持体と、前記像担持体に担持されたトナー像を搬送される連続紙に転写する転写手段と、前記像担持体および前記転写手段の搬送方向下流側に配置され、前記像担持体および前記転写手段を通過する連続紙を前記基準周速度Ｖｄ０よりも速く設定された基準搬送速度Ｖ０で搬送し、前記連続紙を下流側から引っ張るように搬送する搬送ローラと、前記搬送される連続紙の基準位置と速度を検出する検出センサと、前記検出センサによって検出された連続紙の基準位置と速度に基づいて前記トナー像が連続紙の所定位置に転写されるように前記搬送ローラの回転を変速して前記連続紙の基準搬送速度Ｖ０を搬送速度Ｖに変更する連続紙搬送速度変更手段と、前記連続紙搬送速度変更手段によって前記連続紙の搬送速度が変更されると、前記像担持体の基準周速度Ｖｄ０をＶ０／Ｖｄ０＝Ｖ／Ｖｄの関係を満たす周速度Ｖｄに変更する像担持体周速度変更手段と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の画像形成装置では、搬送ローラと像担持体の両方が変速可能となっており、連続紙搬送速度変更手段によって搬送ローラの周速度が変速されると、像担持体周速度変更手段が、像担持体の周速度Ｖｄを変速して、連続紙の搬送速度Ｖ、及び周速度Ｖｄの関係をＶ＞Ｖｄに維持する。即ち、搬送ローラの周速度が減速されて搬送速度Ｖが減速されると、それに合わせて像担持体の周速度Ｖｄを減速し、搬送速度Ｖよりも遅くする。これによって、連続紙の搬送速度Ｖを補正する際にも連続紙に弛みを生じさせることを防止でき、転写ズレを抑制できる。

請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記基準搬送速度Ｖ０は、１．００１Ｖｄ０≦Ｖ０≦１．０３０Ｖｄ０の範囲に設定されることを特徴とする。また、請求項３に記載の画像形成装置は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記像担持体周速度変更手段は、基準周速度Ｖｄ０を０．９７１Ｖ≦Ｖｄ≦０．９９９Ｖの関係を満たす周速度Ｖｄに変更することを特徴とする。

請求項２および請求項３に記載の画像形成装置では、連続紙の搬送速度と像担持体の周速度との速度差から転写に及ぼされる影響が抑制されている。

本発明は上記構成にしたので、連続紙の搬送速度Ｖを補正する際にも、像担持体の周速度Ｖｄが連続紙の搬送速度Ｖよりも遅い状態を維持でき、連続紙の弛みの発生を防止できる。従って転写ズレを抑制できる。

以下に図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。以下において、第１実施形態は本発明に関係する参考の実施形態であり、第２実施形態が本発明の実施形態である。

図１に示すように、画像形成装置としてのレーザプリンタ（以下、プリンタという）１０では、搬送される連続紙Ｐにトナー像を転写し、転写された連続紙Ｐ上のトナー像を加熱して連続紙Ｐに定着させることで、画像形成を行う。

連続紙Ｐの搬送方向上流端部には、ロール状に巻取られた連続紙Ｐを回転可能に支持し、搬送方向下流側へ供給する連続紙供給機構１２が配設されている。この連続紙供給機構１２から巻き出された連続紙Ｐは、搬送経路に沿って配設された複数のロール１４に巻き掛けられて張架されている。

連続紙供給機構１２の搬送方向下流側には、張力付与ローラ１６が配設されている。この張力付与ローラ１６は、軸方向の両端部をアーム（図示省略）によって揺動可能に支持されている。また、このアームは、バネ等の付勢手段（図示省略）によって連続紙Ｐ側へ付勢されており、張力付与ローラ１６が連続紙Ｐに付勢されている。これによって、連続紙Ｐに張力が付与されている。

また、張力付与ローラ１６の搬送方向下流側には、アライニングローラ１８が配設されている。このアライニングローラ１８は、回転軸が連続紙Ｐの搬送方向と斜めに交差したロールで、連続紙Ｐの幅方向一端部に当接して連続紙Ｐを幅方向の一端側へ寄せる。これによって、連続紙Ｐの幅方向一端部がサイドガイド２０に突き当てられ、連続紙Ｐのスキューが補正される。

また、アライニングローラ１８の搬送方向下流側には、連続紙の搬送速度Ｖを検出する搬送速度検出センサ２２が連続紙Ｐの裏面側に配設されている。連続紙Ｐの裏面にはトンボマーク（十字マーク）等の基準が記されており、この基準が搬送速度検出センサ２２によって読取られる。そして、算出部２４が、搬送速度検出センサ２２が基準を読取ったタイミングに応じて連続紙Ｐの搬送速度を算出し、また、連続紙Ｐの基準と算出された搬送速度に基づいて、連続紙Ｐに画像形成しようとする所定位置と実際のトナー像が形成される位置とのズレ量を算出する。

そして、搬送速度検出センサ２２の搬送方向下流側には、感光体２６が連続紙Ｐの表面側に配設され、転写ローラ２８が連続紙Ｐの裏面側に配設されている。転写ローラ２８は、感光体２６に圧接されて感光体２６と共に転写ニップＮを形成している。また、感光体２６の周囲には、回転方向（図中矢印Ａ方向）に順に、転写ローラ２８、クリーニング装置３０、帯電器３２、露光ヘッド３４、現像器３６が配設されている。

感光体２６上にトナー像を形成する流れとしては、まず、帯電器３２が、モータ２７によって一定の周速度Ｖｄ０で回転される感光体２６を一様に帯電し、露光ヘッド３４が、画像情報に応じて感光体２６上の帯電面にレーザビームを照射し静電潜像を形成する。そして、現像器３６の現像ローラ３６Ａに現像バイアスが印加されて感光体２６上の静電潜像がトナーで現像され、転写ローラ２８に転写バイアスが印加されて感光体２６上のトナー像が連続紙Ｐに転写される。

この際、感光体２６と転写ローラ２８との間の電気的特性等の影響から、連続紙Ｐが感光体２６に吸着され易く、転写ニップＮに突入する連続紙Ｐに微小な弛みが発生し易くなっている。この微小な弛みは転写ズレを発生させるので、後述する方法で防止する。

そして、連続紙Ｐに転写されずに感光体２６上に残留した未転写残留トナーがクリーニング装置３０によって感光体２６から除去される。

感光体２６、転写ローラ２８の搬送方向下流側には、定着装置３８が配設されている。この定着装置３８はフラッシュ定着方式等の加熱方法で連続紙Ｐ上の未定着トナーを加熱して溶融させ連続紙Ｐに定着させる。なお、定着装置３８はヒートロール方式でも良く、連続紙Ｐ上の未定着トナーを加熱、加圧して連続紙Ｐに定着させるようにしても良い。

そして、定着装置３８の搬送方向下流側には、ドライブローラ４０、このドライブローラ４０に圧接されたピンチローラ４２が配設されている。このドライブローラ４０は、ステッピングモータ４４によって駆動され、ドライブモータ制御部５０が、ステッピングモータ４４のパルス数に基づいて連続紙Ｐの搬送速度Ｖを制御する。

ここで、連続紙Ｐの搬送速度Ｖの設計値は搬送速度Ｖ０となっているが、ドライブローラ４０のローラ径の誤差や連続紙Ｐの紙厚の違い等から、搬送速度Ｖにはバラツキが生じ、連続紙Ｐに画像形成しようとする所定位置と実際にトナー像が形成される位置とのズレが生じる。このため、本体画像形成しようとする所定位置にトナー像を転写するために、ドライブモータ制御部５０が、ステッピングモータ４４の回転速度を変速してドライブローラ４０の周速度Ｖｒを変速し、搬送速度Ｖを補正して当該ズレを減少させる。

次に、連続紙Ｐの搬送速度Ｖの補正方法について図２のフローチャートを参照して説明する。

プリンタ１０全体の制御を司る主制御部６０が、プリントジョブを受信すると本フローが開始され、ステップ１へ進む。ステップ１では、感光体ドラム２６に対してトナー像の形成を開始し、トナー像を形成するタイミングに合わせてステッピングモータ４４を駆動し、連続紙Ｐを搬送する。この際、搬送速度Ｖ０と周速度Ｖｄ０との関係を１．００１Ｖｄ０≦Ｖ０≦１．０３０Ｖｄ０、即ち、連続紙Ｐの搬送速度Ｖ０を感光体ドラム２６の周速度Ｖｄ０よりも若干速く設定することで、連続紙Ｐが感光体ドラム２６に吸着されることを防止している。

そして、ステップ２では、連続紙Ｐの基準の搬送速度Ｖ０と算出された搬送速度Ｖに基づいて、連続紙Ｐに画像形成しようとする所定位置と実際にトナー像が形成される位置とのズレ量が算出され、算出されたズレ量が所定値以上か否かが判定され、肯定されるとステップ３へ進む。

ステップ３では、ドライブモータ制御部５０が、検出されたズレ量に応じてステッピングモータ４４の回転速度を変速してドライブローラ４０の周速度Ｖｒを変速し、搬送速度Ｖを補正する。この際、搬送速度Ｖ及び周速度Ｖｄ０の関係が、Ｖ＞Ｖｄ０となるように、ドライブローラ４０の周速度Ｖｒを変速する。即ち、連続紙Ｐに本来画像形成すべき位置よりも転写されるトナー像の位置が速く転写ニップＮ１を通過する場合には、一時的に搬送速度Ｖを遅くするが、この際、感光体ドラム２６の一定の周速度Ｖｄ０を下回らないようにして搬送速度Ｖが周速度Ｖｄ０よりも遅くならないようにしている。これによって、連続紙Ｐの搬送速度Ｖを補正する際にも、搬送速度Ｖ＞周速度Ｖｄ０の関係を維持することができ、転写ズレを抑制しつつ、ズレ量を抑制できる。

そして、ステップ１へ戻り、再びズレ量が所定値以上あるか否かが判定される。ステップ１で否定されるとステップ４へ進む。ステップ４では、プリントジョブが終了したか否かが判定され、否定されるとステップ１へ戻り、肯定されると本フローを終了する。

なお、通常、搬送速度Ｖは、下限を、転写に悪影響を与えない１．００１Ｖｄ０≦Ｖとすることが望ましく、上限をＶ≦１．０３０Ｖｄ０とすることが望ましい。

以上、説明したように、搬送速度ＶをＶ＞Ｖｄ０と制限することによって、ズレ量を抑制するために必要な時間は従来と比して大きくなるが、搬送速度Ｖが周速度Ｖｄ０よりも小さくなることに起因する感光体ドラム２６への連続紙Ｐの吸着、用紙搬送の不安定化を防止でき、転写性能の悪化を防止できる。

次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図３に示すように、プリンタ１００では、感光体ドラム２６を回転させるモータがステッピングモータ４６となっており、感光体モータ制御部７０が、ステッピングモータ４６のパルス数に基づいて感光体ドラム２６の周速度Ｖｄを制御する。

以下、搬送速度Ｖ、及び周速度Ｖｄの補正方法について図４のフローチャートを参照して説明する。

プリンタ１００全体の制御を司る主制御部２００が、プリントジョブを受信すると本フローが開始され、ステップ１０へ進む。ステップ１０では、感光体モータ制御部７０がステッピングモータ４６を駆動し、感光体ドラム２６を周速度Ｖｄ０で回転させ、感光体ドラム２６に対してトナー像の形成を開始する。そして、トナー像を形成するタイミングに合わせてステッピングモータ４４を駆動し、連続紙Ｐを搬送する。この際、第１実施形態と同様、搬送速度Ｖ０と周速度Ｖｄ０との関係を１．００１Ｖｄ０≦Ｖ０≦１．０３０Ｖｄ０とする。

そして、ステップ１１では、連続紙Ｐの基準の搬送速度Ｖ０と算出された搬送速度Ｖに基づいて、連続紙Ｐに画像形成しようとする所定位置と実際にトナー像が形成される位置とのズレ量が検出され、検出されたズレ量が所定値以上あるか否かが判定され、肯定されるとステップ１２へ進む。

ステップ１２では、ドライブモータ制御部８０が、検出されたズレ量に基づいて、ドライブローラ４０の周速度Ｖｒを変速して搬送速度Ｖを補正する。この際、感光体モータ制御部７０は、搬送速度Ｖ、搬送速度Ｖ０、周速度Ｖｄ、及び周速度Ｖｄ０の関係が、Ｖ０／Ｖｄ０＝Ｖ／Ｖｄとなるように、感光体ドラム２６の周速度Ｖｄを変速する。即ち、ドライブローラ４０の周速度Ｖｒが減速されて連続紙Ｐの搬送速度Ｖが遅くなると、それに合わせて感光体ドラム２６の周速度Ｖｄを減速し、搬送速度Ｖよりも遅くする。ここで、感光体ドラム２６の周速度Ｖｄと搬送速度Ｖとの関係は、１．００１Ｖｄ０≦Ｖ０≦１．０３０Ｖｄ０に応じて、０．９７１Ｖ≦Ｖｄ≦０．９９９Ｖとなる。

これによって、連続紙Ｐの搬送速度Ｖを補正する際にも連続紙Ｐに弛みを生じさせることを防止でき、転写ズレを抑制できる。また、連続紙Ｐの搬送速度Ｖを補正する際にも連続紙Ｐの搬送速度Ｖと感光体ドラム２６の周速度Ｖｄとの速度比を一定且つ設計値と同一にしたので、転写ズレの発生をより一層抑制できる。

そして、ステップ１０へ戻り、再びズレ量が所定値以上あるか否かが判定される。ステップ１０で否定されるとステップ１３へ進む。ステップ１３では、プリントジョブが終了したか否かが判定され、否定されるとステップ１０へ戻り、肯定されると本フローを終了する。

なお、第１、第２実施形態では、感光体ドラム２６から連続紙Ｐにトナー像を転写する構成を例に取って説明したが、像担持体を、中間転写ドラムや中間転写ベルトとした場合でも本発明を適用可能である。

また、検出されたズレ量に応じてステッピングモータ４４の回転速度を変速してドライブローラ４０の周速度Ｖｒを変速するようにしたが、検出されたズレ量が所定量より大きい場合に、所定速度分だけ増減するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態のレーザプリンタの概略を示す図である。 本発明の第１実施形態のレーザプリンタにおける連続紙の搬送速度の制御方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態のレーザプリンタの概略を示す図である。 本発明の第２実施形態のレーザプリンタにおける連続紙の搬送速度、及び感光体の周速度の制御方法を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ レーザプリンタ
２２ 搬送速度検出センサ（検出センサ）
２４ 算出部
２６ 感光体ドラム（像担持体）
２８ 転写ローラ
４０ ドライブローラ（搬送ローラ）
５０ ドライブモータ制御部
７０ 感光体モータ制御部（像担持体周速度変更手段）
８０ ドライブモータ制御部（連続紙搬送速度変更手段）
１００ レーザプリンタ（画像形成装置）
Ｐ 連続紙

Claims (3)

1. トナー像を担持して基準周速度Ｖｄ０で回転する像担持体と、
   前記像担持体に担持されたトナー像を搬送される連続紙に転写する転写手段と、
   前記像担持体および前記転写手段の搬送方向下流側に配置され、前記像担持体および前記転写手段を通過する連続紙を前記基準周速度Ｖｄ０よりも速く設定された基準搬送速度Ｖ０で搬送し、前記連続紙を下流側から引っ張るように搬送する搬送ローラと、
   前記搬送される連続紙の基準位置と速度を検出する検出センサと、
   前記検出センサによって検出された連続紙の基準位置と速度に基づいて前記トナー像が連続紙の所定位置に転写されるように前記搬送ローラの回転を変速して前記連続紙の基準搬送速度Ｖ０を搬送速度Ｖに変更する連続紙搬送速度変更手段と、
   前記連続紙搬送速度変更手段によって前記連続紙の搬送速度が変更されると、前記像担持体の基準周速度Ｖｄ０をＶ０／Ｖｄ０＝Ｖ／Ｖｄの関係を満たす周速度Ｖｄに変更する像担持体周速度変更手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記基準搬送速度Ｖ０は、１．００１Ｖｄ０≦Ｖ０≦１．０３０Ｖｄ０の範囲に設定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。
3. 前記像担持体周速度変更手段は、基準周速度Ｖｄ０を０．９７１Ｖ≦Ｖｄ≦０．９９９Ｖの関係を満たす周速度Ｖｄに変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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