JP4760051B2

JP4760051B2 - 画像形成装置及び用紙搬送方法

Info

Publication number: JP4760051B2
Application number: JP2005049280A
Authority: JP
Inventors: 隆乾
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: US20060188307A1; JP2006231691A

Description

本発明は、画像形成装置にかかり、より詳細には、複数の画像各々を所定方向に連続的に列状に異なる領域に形成可能な用紙（所謂長尺用紙、連長紙）に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来の、画像形成装置では、用紙送り用ガイド穴が空いている長尺用紙（連長紙）を、用紙送り用ガイド穴にトラクタピンを通して、搬送するものがあった。（特許文献１参照）このような画像形成装置では、用紙搬送モータの回転数を一定に制御していれば、モータの回転数と用紙の送り量がずれることはなかった。

しかし、近年連長紙では用紙送り用ガイド穴無しの用紙で印刷が要求されてきており、用紙送り用ガイド穴無しの用紙を搬送して印刷するには下記の問題がある。

第１に、用紙送りをローラ等で行うことになるので、用紙とローラ面に微小のスリップが発生し、モータの回転数による送り量と実際に送られた用紙の送り量が異なってしまう。

第２に、用紙送りをローラ等で行うことになるので、用紙の厚さやローラ径の公差によって用紙の送り量が微小に異なってしまう。

上記の状態のまま印刷を続けると、制御上の用紙送り速度と実際の用紙送り速度に微小な差があるので、このままでは印刷の書き出し位置が微小にずれていってしまうので、何らかの方法で用紙の搬送速度を微小に可変させて、本来の用紙送り速度にさせる必要がある。

ところで、従来のトラクタピンによる用紙送り制御においても、速度切り換えという制御は行っており、速度制御の元となる発振器の出力パルスを分周して、速度制御パルスサイクルを伸ばして、用紙送りモータの回転速度を遅くするという制御は行っている。しかし、この制御方法でピンレス用紙送り装置の速度可変を行う場合、速度可変単位を１／１００００、１／１０００００にしようとした場合、速度制御の基となるクロックも１００００倍、１０００００倍の発振数が必要となってしまう。実際の速度制御パルスサイクルは数μs（数kHz）なので、上記方法で微小にパルスサイクルを可変させるには数ＧＨz以上の発振器が必要になってしまい実現が非常に困難である。
特表２０００−５０７１７０号公報

本発明は、上記事実に鑑み成されたもので、１つの画像が形成される用紙上の長さ分用紙が搬送される間の用紙の搬送速度を容易に調整することの可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明にかかる画像形成装置は、複数の画像各々を所定方向に連続的に列状に異なる領域に形成可能な用紙を、パルス信号が入力される毎に所定距離分搬送する搬送手段と、前記用紙が前記搬送手段により搬送されている状態で当該用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙が搬送される方向に所定間隔で前記用紙に複数形成されたマークを検出する検出手段と、前記搬送手段に前記パルスを所定時間の間隔で入力すると共に、前記マークが前記検出手段により検出された間隔時間と前記用紙の搬送速度が適正の速度の場合に前記マークが前記検出手段により検出されるべき適正な間隔時間との差に基づいて、当該差が小さくなるように、１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に該所定時間の間隔で入力する複数のパルス信号の内、１つのパルス信号の入力するタイミングを、当該１つのパルス信号の直前に入力したパルス信号との前記搬送手段に入力される間隔時間が該所定時間と異なるタイミングにする制御手段と、を備え、前記差を小さくするために必要な、パルス信号を入力するタイミングを、前記所定時間の間隔で入力するタイミングから異ならせる時間をＡ、前記１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に前記搬送手段に入力する総パルスを所定数に分割して得られかつ各々連続する複数のパルスで構成される所定数のパルス群における当該所定数をＢとし、ＡをＢで除した除算値をＣとした場合、前記制御手段は、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記総パルスを分割する異なる複数の数を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている複数の数から選択した数を前記Ｂとして、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記マークは、前記用紙に予め形成されている、又は、前記画像形成部により形成されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、搬送手段が、複数の画像各々を所定方向に連続的に列状に異なる領域に画像形成部が形成可能な用紙を、パルス信号が入力される毎に所定距離分搬送するステップと、制御手段が、前記搬送手段に前記パルスを所定時間の間隔で入力するステップと、検出手段が、前記用紙が搬送される方向に所定間隔で前記用紙に複数形成されたマークを検出するステップと、前記制御手段が、前記マークが前記検出手段により検出された間隔時間と前記用紙の搬送速度が適正の速度の場合に前記マークが前記検出手段により検出されるべき適正な間隔時間との差に基づいて、当該差が小さくなるように、１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に該所定時間の間隔で入力する複数のパルス信号の内、１つのパルス信号の入力するタイミングを、当該１つのパルス信号の直前に入力したパルス信号との前記搬送手段に入力される間隔時間が該所定時間と異なるタイミングにするステップと、を備え、前記差を小さくするために必要な、パルス信号を入力するタイミングを、前記所定時間の間隔で入力するタイミングから異ならせる時間をＡ、前記１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に前記搬送手段に入力する総パルスを所定数に分割して得られかつ各々連続する複数のパルスで構成される所定数のパルス群における当該所定数をＢとし、ＡをＢで除した除算値をＣとした場合、前記制御手段は、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記総パルスを分割する異なる複数の数を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている複数の数から選択した数を前記Ｂとして、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記マークは、前記用紙に予め形成されている、又は、前記画像形成部により形成されることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、１つの画像が形成される用紙上の長さ分用紙が搬送される間に、用紙の搬送速度を部分的に異ならせているので、１つの画像が形成される用紙上の長さ分用紙が搬送される間の用紙の搬送速度を容易に調整することができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、用紙送りローラ１２により搬送される用紙に画像を形成する画像形成部１４を備えている。画像形成部１４は、トナー画像を担持する感光体１６、及び、図示しない帯電器、光走査部、現像部、転写部等を備えている。

本実施の形態では、画像形成部１４に接するように用紙を搬送するための搬送経路が設けられている。搬送経路の画像形成部１４より搬送方向下流側には、定着部２０、及び上記用紙送りローラ１２が設けられている。また、搬送経路における画像形成部１４より搬送方向上流側には、バックテンション部２２が設けられている。

ところで、用紙には所定間隔（１画像形成領域分の長さ）で予めマークが形成されている。画像形成装置１０はこのマークを検出する用紙速度排出センサ２６を備えている。なお、マークを上記画像形成部１４により用紙に形成するようにしてもよい。この場合、用紙速度排出センサ２６は、搬送経路の画像形成部１４より搬送方向下流側に配置する。

図2に示すように、本画像形成装置１０の制御系は、制御手段としてのＣＰＵ３０と、用紙送りローラ１２を回転させるモータ３６と、入力パルスに応じて該モータ３６の回転角を制御するＡＣサーボアンプユニット３４と、後述する速度制御パルスを出力することによりＡＣサーボアンプユニット３４を制御する速度制御回路３２と、を備えている。なお、ＣＰＵ３０には、前述した用紙速度検出センサ２６が接続されている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

用紙送りローラ１２が所定方向に回転することにより、用紙を搬送し、用紙が搬送されている状態で、画像形成部１４は画像を形成し転写ローラ２０により画像を転写している。用紙に転写された画像は定着部２４により定着する。

なお、テンションローラ２２により所定のテンションが用紙にかけられる。

ところで、本実施の形態に係る画像形成装置１０は、用紙送りローラ１２により搬送しているので、このローラ１２の面と用紙との間にスリップが生じ用紙の搬送速度が変化する場合がある。用紙の搬送速度が変化すると、用紙のへの書き出し位置がずれ、適正な画像が形成されない。そこで、本実施の形態では、用紙の搬送速度を次のように制御している。

前述したように、用紙には、予めマークが所定間隔で形成されおり、用紙速度検出センサ２６は、順次このマークを検出し、検出する毎に検出信号をＣＰＵ３０に出力する。ＣＰＵは用紙速度検出センサ２６からの検出信号を入力する毎に、検出間隔Ｔ１を計算し、予め定められた理論値Ｔと比較する。この理論値Ｔは、用紙送りローラ１２が用紙を適正に搬送する場合に、用紙速度検出センサ２６によりマークが検出される間隔である。

検出間隔Ｔ１と理論値Ｔとが異なると、用紙送りローラ１２による用紙の搬送が予め定められた速度で搬送されていないことが分かる。本実施の形態では、検出間隔Ｔ１と理論値Ｔとを比較し、検出間隔Ｔ１が理論値Ｔより大きい場合には、用紙の搬送速度が遅いので、搬送速度を増加する指示である速度アップ信号を速度制御回路３２に出力する。逆に、検出間隔Ｔ１が理論値Ｔより短い場合には、用紙搬送速度が速いので、用紙搬送速度を下げることを指示する速度ダウン信号を速度制御回路３２に出力する。

また、ＣＰＵ３０は、理論値Ｔと検出間隔Ｔ１との差（ずれ）に基づいて、1つの画像が形成される用紙上の長さ分用紙が搬送される間に調整すべきパルス数である速度可変回数を速度制御回路３２に出力する。そして、ＣＰＵ３０は、ＦＣＢ長さ（印刷長さ、１つの画像を形成するための用紙の長さ）を速度制御回路３２に出力する。

速度制御回路３２は、ＦＣＢ長さに対応する速度制御パルスの出力数を上記速度可変回数で除算することにより、１パルスを調整する間隔（パルス数）を算出する。例えば、１ページあたりのパルス数が１００００パルスであり、上記検出間隔Ｔ１と理論値Ｔとの差（ずれ）に基づいて、１ページあたりに調整すべきパルス数が１０の場合には、１００００÷１０＝１０００、即ち１０００パルス毎に１パルスを調整する。このように、１パルスを調整する間隔を求めた速度制御回路３２は、求めた間隔分の速度制御パルスを出力する毎に、内部で、図３（Ｂ）や図３（Ｃ）に示すように、速度可変タイミング信号を発生する。即ち、上記例では、速度制御回路３２は、速度制御パルスをＡＣサーボアンプユニット３４に１０００パルス出力する毎に、速度可変タイミング信号を内部で発生する。この速度可変タイミング信号の立下り時において、速度制御回路３２は、速度アップ信号または速度ダウン信号に基づいて、部分的に速度制御パルスの周期を変更してＡＣサーボアンプユニット３４に出力する。即ち、検出間隔Ｔ１が理論値Ｔよりも大きい場合（速度が遅い場合）には、速度を部分的に速くするため、図３（Ｂ）に示すように、速度可変タイミング信号の立下りから、次に出力すべき速度制御パルスを通常の出力間隔より短い間隔で幅の小さな短い周期の速度制御パルスＰ１としてＡＣサーボアンプユニット３４に出力する。これにより、この速度制御パルスＰ１により、部分的にモータ３６がその回転が速められ、部分的に搬送用紙送りローラ１２の回転速度が速くなり、これに従い用紙の搬送速度が部分的に速くなる。

一方、検出間隔Ｔ１が理論値Ｔよりも小さい場合（搬送速度が速い場合）には、速度可変タイミング信号の立下りから、次に出力すべき速度制御パルスを通常の出力間隔より長い間隔で幅の大きな長い周期の速度制御パルスＰ２をＡＣサンボアンプユニット３４に出力する。これにより、モータ３６の回転が遅くなり、用紙送りローラ１２の回転も遅くなり、これにより、用紙の搬送速度も遅くなる。

次に本発明の第2の実施の形態を説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置は前述した第1の実施の形態と同様の構成であるので同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。本実施の形態の画像形成装置１０の制御系は、図４に示すように、速度制御回路３２に接続された速度可変タイミングデータメモリ４０を備えている。速度可変タイミングデータメモリ４０には、複数のメモリ領域に、一回のパルスを調整する間隔のパルス数が記憶されている。各々の記憶領域は、それぞれのメモリアドレスにより指定される。このメモリアドレスはＣＰＵ３０側においても記憶している。

次に、本実施の形態の作用を説明する。なお、本実施の形態の作用も、前述した第1の実施の形態の作用と同様の部分があるので、同様の作用部分についてはその説明を省略し、異なる作用部分についてのみ説明する。

本実施の形態におけるＣＰＵ３０は、検出間隔Ｔ１と理論値Ｔとのずれから何パルス調整すべきかを計算し、計算した調整すべきパルス数から一回のパルスを調整する間隔のパルス数を計算し、一回のパルスを調整する間隔を指定するため、これに対応するメモリアドレスを速度制御回路３２に出力する。これにより、速度制御回路３２は、何パルス毎に1パルスを調整すべきかについて、指定されたメモリアドレスに基づいて、速度可変タイミングデータメモリ４０からデータを入力し、把握する。これに従い、上記速度可変タイミング信号を出力し、前述した第１の実施の形態のように、検出間隔Ｔ１が理論値Ｔよりも大きい場合には、速度可変タイミング信号の立ち下がりに基づいて速度制御パルスＰ１（図３（Ｂ）参照）を出力し、検出間隔Ｔ１が理論値Ｔよりも小さい場合には、速度可変タイミング信号の立ち下がりに、図３（Ｃ）に示すように、速度制御パルスＰ２を出力する。

次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。

本実施の形態の構成は、前述した第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。但し、図５に示すように、速度制御回路３２は、所定の間隔で信号を発振する発振器５２、発振器５２から出力された信号を所定周期の信号となるようにするタイマ５４と、ゲート回路56、及びパルス発生回路５８を備えている。ゲート回路５６は、タイマ５４からの信号に対して、パルス発生回路５８からの信号とを優先して出力する。なお、タイマ５４はパルス発生回路５８からの信号と入力するとリセットされるため、タイマ５４の出力にパルス発生回路５８からの信号が割り込む形となる。パルス発生回路５８には、速度設定レジスタ６０Ａ〜６０Ｃが接続されている。パルス発生回路５８には、タイマ５４の出力と同期を取るために発信器52から入力するクロック信号と、ＣＰＵ３０からの速度アップ信号及び速度ダウン信号が入力される。ＣＰＵ３０からのＦＣＢ長及び速度可変回数は速度可変タイミング算出除算回路６２に入力され、速度可変タイミング算出除算回路６２は、ＦＣＢ長を速度可変回数で除算することにより、速度可変タイミング信号を生成し、パルス発生回路５８に出力する。パルス発生回路58は、速度可変タイミング信号を入力すると、速度アップ信号及び速度ダウン信号とに応じて速度設定レジスタ６０Ａ〜６０Ｃから選択した設定値に応じたパルス幅の速度制御信号を生成してゲート回路56へ出力するとともに、タイマ５４にリセット信号として出力される。

次に本実施の形態の作用を説明する。

除算回路６２から速度可変タイミング信号が出力されたとき、速度アップ／ダウン指示がともにオフであれば、速度設定レジスタ６０Ａの値によって速度制御パルスが決定され、ゲート回路５６及びパルス発生回路５８により、理論上の速度制御パルスを出力する。

速度可変タイミング信号が出力されたとき、速度アップ信号がオンであれば、速度設定レジスタ６０Ｂの値によって速度制御パルスが速くなる（パルスP１の出力（図３（B）参照））。一方、速度可変タイミング信号が出力されたとき、速度ダウン信号がオンであれば、速度設定レジスタ６０Ｃの値によって速度制御パルスが遅くなる（パルスＰ２の出力（図３（Ｃ）参照））。

以上説明したように第１に実施の形態から第３の実施の形態では、ＦＣＢ長（１ページの印刷長）に数回、速度制御パルスサイクルを伸縮できるようにし、速度制御の基となる発振器の周波数を下げる（実際には数ＭＨz）ことにより、用紙の送り速度を微小に可変しており、搬送速度を容易に調整することができる。

また、本実施の形態は、ピンレスによる連長紙の用紙送りにおいて、機械的要因の公差、スリップによる用紙送り速度のずれによる印刷の書き出し位置ずれ、用紙送り量ずれを改善できる。

更に、例えば、重連印刷（２台の印刷装置に連長用紙を通しての印刷）の場合、本発明を使用せずに印刷を行うと、１台目と２台目の用紙送りローラにすべりやローラ径の公差等により若干用紙送り速度が異なり、用紙送りローラの回転数は同じでも、装置間に持たせている用紙バッファを増減することになり、用紙切れ／用紙のたるみすぎが発生してしまうので用紙バッファ量の監視が必要になってしまう。

しかし、本実施の形態を用いれば、１台目と２台目の用紙送りローラにすべりやローラ径に公差による差があっても、１台目と２台目の用紙送り速度を同じにすることができるので、用紙バッファ部での用紙切れや用紙のたるみすぎは発生しない。

また、重連印刷をした場合、１台目で表面を印刷（定着）した後に２台目で印刷することになるが、１台目で印刷（定着）した用紙は縮んでしまう傾向があるが、本実施の形態を用いて印刷マーク等の通過時間から算出した速度制御パルスサイクル可変回数／速度可変タイミングで速度可変を行えば、１台目と２代目の印刷マークの通過時間が同じになるように制御できるので、１台目と２台目の印刷長を合わせることができる。また、用紙の縮みによる用紙バッファ量の減少も防止できる。

また、前述した第1の実施の形態では速度可変タイミングに周期性があるため、印刷パターンによっては速度可変の周期性が印刷に見えてしまう可能性がある。そこで、第２の実施の形態では、可変回数とランダムな可変タイミングを格納しておき、可変タイミングの周期性をなくすことにより、印刷に周期性がみえることを防止できる。

本実施の形態の画像形成装置の内部概略図である。本実施の形態の画像形成装置の制御系を示すブロック図である。本実施の形態の作用を示すタイミングチャートである。第２の実施の形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。第３の実施の形態における速度制御回路のブロック図である。

符号の説明

１０画像形成装置
１２用紙送りローラ
１４画像形成部

Claims

複数の画像各々を所定方向に連続的に列状に異なる領域に形成可能な用紙を、パルス信号が入力される毎に所定距離分搬送する搬送手段と、
前記用紙が前記搬送手段により搬送されている状態で当該用紙に画像を形成する画像形成部と、
前記用紙が搬送される方向に所定間隔で前記用紙に複数形成されたマークを検出する検出手段と、
前記搬送手段に前記パルスを所定時間の間隔で入力すると共に、前記マークが前記検出手段により検出された間隔時間と前記用紙の搬送速度が適正の速度の場合に前記マークが前記検出手段により検出されるべき適正な間隔時間との差に基づいて、当該差が小さくなるように、１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に該所定時間の間隔で入力する複数のパルス信号の内、１つのパルス信号の入力するタイミングを、当該１つのパルス信号の直前に入力したパルス信号との前記搬送手段に入力される間隔時間が該所定時間と異なるタイミングにする制御手段と、
を備え、
前記差を小さくするために必要な、パルス信号を入力するタイミングを、前記所定時間の間隔で入力するタイミングから異ならせる時間をＡ、
前記１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に前記搬送手段に入力する総パルスを所定数に分割して得られかつ各々連続する複数のパルスで構成される所定数のパルス群における当該所定数をＢとし、
ＡをＢで除した除算値をＣとした場合、
前記制御手段は、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせる
ことを特徴とする画像形成装置。
前記総パルスを分割する異なる複数の数を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている複数の数から選択した数を前記Ｂとして、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記マークは、前記用紙に予め形成されている、又は、前記画像形成部により形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
搬送手段が、複数の画像各々を所定方向に連続的に列状に異なる領域に画像形成部が形成可能な用紙を、パルス信号が入力される毎に所定距離分搬送するステップと、
制御手段が、前記搬送手段に前記パルスを所定時間の間隔で入力するステップと、
検出手段が、前記用紙が搬送される方向に所定間隔で前記用紙に複数形成されたマークを検出するステップと、
前記制御手段が、前記マークが前記検出手段により検出された間隔時間と前記用紙の搬送速度が適正の速度の場合に前記マークが前記検出手段により検出されるべき適正な間隔時間との差に基づいて、当該差が小さくなるように、１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に該所定時間の間隔で入力する複数のパルス信号の内、１つのパルス信号の入力するタイミングを、当該１つのパルス信号の直前に入力したパルス信号との前記搬送手段に入力される間隔時間が該所定時間と異なるタイミングにするステップと、
を備え、
前記差を小さくするために必要な、パルス信号を入力するタイミングを、前記所定時間の間隔で入力するタイミングから異ならせる時間をＡ、
前記１つの画像が形成される用紙上の長さ分前記用紙が搬送される間に前記搬送手段に入力する総パルスを所定数に分割して得られかつ各々連続する複数のパルスで構成される所定数のパルス群における当該所定数をＢとし、
ＡをＢで除した除算値をＣとした場合、
前記制御手段は、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせる
ことを特徴とする用紙搬送方法。
前記総パルスを分割する異なる複数の数を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている複数の数から選択した数を前記Ｂとして、各パルス群において、当該パルス群を構成する複数のパルス当たり１つのパルスの入力するタイミングをＣ分異ならせることを特徴とする請求項４記載の用紙搬送方法。
前記マークは、前記用紙に予め形成されている、又は、前記画像形成部により形成されることを特徴とする請求項4又は請求項５に記載の用紙搬送方法。