JP6002511B2

JP6002511B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6002511B2
Application number: JP2012200871A
Authority: JP
Inventors: 誠永上沢
Original assignee: 株式会社Ｏｋｉデータ・インフォテック
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014054771A

Description

本発明は、記録媒体に画像を記録する画像形成装置に関する。

記録媒体にロール紙を用い、ロール紙に画像を記録する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置は、紙管に用紙を巻き回したロール紙を定型サイズの用紙にカットするためのカッターを備えている。ロール紙を、搬送ローラによって搬送し、所定量搬送すると一旦停止させ、幅方向に沿ってカットし、定型サイズの用紙に切断する。このような用紙のカットが可能な搬送機構を備える装置では、搬送誤差を防止するため搬送時に補正を行うものがある。例えば、特許文献１には、画像形成措置に用いるロール紙の残量に応じて搬送量を補正する技術が開示されてる。しかし、この技術は巻き回されているロールからすぐ近くの搬送方向後段のローラを制御して用紙を引き出している。この引き出す用紙が所定量になるように補正して引き出す制御をするものである。しかし、搬送誤差量は、装着される記録媒体の種類や厚みなどによっても異なり、また搬送機構に備わる搬送ローラの内の何処を補正制御するかによっても異なる。また、紙の伸縮性、表面粗さなど質が異なると搬送誤差が生じる場合もある。また、ロール紙と搬送ローラとの間での滑りや、搬送過程で生じる張力による伸びなどのため搬送誤差が生じる場合もある。

特開２００４−７４７０７号公報

特許文献１では、記録媒体がロール紙の場合に、ロール紙の残量によって搬送量が変わってくることがあり、ロールから用紙を引き出す搬送モータに対して、ロール紙の残量に対応した補正量を考慮する駆動を行う技術が開示されている。

しかし、ロール紙の搬送誤差を生じさせる原因としては、ロール紙を載置する条件、搬送過程で生じる負荷の変動、ロール紙厚みのばらつきなど紙質の違いなど様々な原因がある。また搬送機構の内駆動補正する機構の位置によって搬送誤差の量も変わるという問題もあった。ロール紙を搬送する搬送ローラにおけるロール紙の滑りも搬送誤差に影響を与える。搬送時に搬送誤差が生じると、指定した定型サイズにカットができずカット後の用紙のサイズがまちまちとなってしまう問題がある。

本発明は、搬送誤差を低減させるため、画像形成装置に装着されている記録媒体の状態に応じて適切に搬送量を補正する。

本発明の画像形成装置は、ロールから用紙を引き出して搬送する搬送手段と、前記ロールに残っている前記用紙の残量に応じて前記用紙の搬送量を補正して搬送する制御手段と、一定の搬送速度で前記用紙を搬送しながら画像を記録する画像形成手段とを備える画像形成装置において、前記用紙を搬送方向に対して直角に切断するカッターと、前記ロールから前記カッターまでの前記用紙の搬送経路に配置され、前記用紙を搬送する第１搬送ローラと、前記第１搬送ローラの回転数を検出し前記制御手段に出力する第１回転検出手段と、前記カッターから前記画像形成手段までの前記用紙の搬送経路に配置され、前記用紙を搬送する第２搬送ローラと、前記第２搬送ローラの回転数を検出し前記制御手段に出力する第２回転検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記カッターで前記用紙を切断する前に前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラの回転速度を増して前記用紙の搬送速度を前記一定の搬送速度より早くして前記用紙を所定量搬送し、該所定量搬送したら一時的に搬送を停止し、前記カッターによって前記用紙を切断する制御をし、前記制御手段は前記所定量を前記第１回転検出手段によって検出した回転数と、前記第２回転検出手段によって検出した回転数と、前記第１回転検出手段によって検出した回転数と前記第２回転検出手段によって検出した回転数の偏差に基づいて演算した前記用紙の搬送誤差量と、に基づいて演算することを特徴とする。

本発明によって、記録媒体の状態に応じて適切に搬送量を補正するので、ロール紙の搬送誤差が低減され、カット後の用紙のサイズのばらつきを低減させることができる。

図１は画像形成装置の構成を示す図である。図２は画像形成装置のブロック図である。図３は画像形成装置の動作の例を示すフローチャートである。図４はロール紙の状態に応じた状態値および補正値を説明する図である。

以下に図面を用いて実施の形態を説明する。
画像形成装置２０は、画像データに基づいて記録媒体にトナーを付着させ、定着させることで記録媒体上に画像を記録する装置である。装置上部には用紙に画像を記録する記録部、装置下部には上段給紙装置２１と下段給紙装置２２の２段の給紙装置が備わっている。この給紙装置は、幅や種類の異なる記録媒体を収納することができる。記録媒体は、紙、シート状のプラスチックなどである。上段給紙装置２１は、紙管に長く連続する用紙が巻き回されたロール紙２３の両端にフランジ１が固定され、そのフランジ１がコロ２４、２５上に回転可能に載置されている。ロール紙２３は、第１ローラ２によって引き出される。また、引き出された用紙３３は、第１ローラ２によって画像形成装置２０の記録部へ供給される。第１ローラ２は、駆動ローラとピンチローラで構成されている。ピンチローラは駆動ローラに回転可能に押圧され、駆動ローラの回転に伴って回転する。ロール紙２３は、その２つのローラで挟まれ、駆動ローラの回転に伴って搬送される。下段給紙装置２２は、紙管に用紙が巻かれたロール紙２６の両端にフランジ２７が固定され、そのフランジ２７がコロ２８、２９上に回転可能に載置されている。ロール紙２６は、第４ローラ３０によって引き出される。また、引き出された用紙３４は、第４ローラ３０によって画像形成装置２０の記録部へ供給される。第４ローラ３０も第１ローラ２と同様の構造である。用紙３３と用紙３４は選択的に記録部に供給される。

用紙３３あるいは用紙３４は搬送路３１に沿って搬送される。搬送路３１に沿って搬送される先にカッター装置３が備わる。搬送された用紙はカッター装置３によってカットされる。カッター装置３の先に、用紙を搬送する第２ローラ４が備わっている。さに用紙は、搬送路３２に沿って搬送され、搬送路３２の先に第３ローラ５が備わる。第２ローラ４および第３ローラ５は第１ローラと同様に駆動ローラとピンチローラを備え、用紙を挟持しながら搬送する。搬送路３２には、点線で示された用紙の撓み部３５をつくるための空間がある。通常の搬送では第２ローラ４と第３ローラ５の間では用紙は張った状態である。

画像形成装置２０の記録部では、除電器１３によって感光体ドラム１４の表面電位のリフレッシュがされ、帯電器６による電荷のチャージが行われた後、パソコンなどのホストコンピューターから送り込まれたデータが図示しないＲＩＰコントローラ基板によってラスタライズされ、ＬＥＤヘッド７によって感光体ドラム１４の表面上にイメージが反転された静電潜像の形で描かれる。この静電潜像は現像器８の現像スリーブ９から供給されるトナーによって現像され、感光体ドラム１４の表面上に反転イメージのトナー像が形成される。

給紙装置から送り出され、記録部に到達した用紙は、感光体ドラム１４に静電力によって張り付き、背面から転写ローラ１０の転写バイアスおよび圧を受けて感光体ドラム１４上のトナーが用紙に転写される。転写された用紙は、分離部１１の分離バイアスを受けることによって感光体ドラム１４から引き剥がされる。トナーを用紙に転写した後の感光体ドラム１４の表面には、未転写のトナーがわずかに残存する。そのため、未転写のトナーは、クリーナ１２に設けらた感光体ドラム１４に適正な圧力で当接するゴム製のクリーナブレードによって掻き取られ、クリーナ１２の内部へと収容される。

感光体ドラム１４からトナーが転写された用紙は搬送ベルト１５によって搬送される。搬送ベルト１５の内部には用紙吸着用のファンが備わり、表面の吸引孔によって用紙を吸着する。用紙は、搬送を補助する役割を持った搬送ベルト１５を経た後、定着器１６へと搬送される。用紙に転写されたトナー像は、定着器１６の高温の定着ローラ１７と加圧ローラ１８の間を通過することで熱と圧力を受けて用紙に定着され、排出手段１９を構成する排紙ローラと従動ローラを介して装置外部へと排出される。

図２は画像形成装置のブロック図である。制御手段４９はＲＯＭ３６に記憶されているプログラムに従って動作し、装置全体の制御を司る制御手段である。ＲＡＭ３７は制御手段４９のワークメモリ、データの一時的な記憶、設定値の記憶などに用いられる。ＲＯＭ３６は不揮発性メモリであり、プログラムの他に装置の初期値などのデータが記憶されている。記録部３８は、画像形成装置２０の用紙に画像を記録する部分であり、例えば電子写真式の画像形成装置であり、制御手段４９の制御によって動作する。

カッター駆動手段３９は、制御手段４９によって制御され、カッター装置３内に配置されているカッター４０を駆動する。カッター４０は用紙の幅方向に移動して用紙を切断するカッターである。

第１ローラ駆動手段４１は、制御手段４９によって制御され、第１ローラ２を駆動する。第１ローラ駆動手段４１は制御手段４９からのパルス数の情報に基づきステッピングモータを駆動し、それに接続されている第１ローラ２を回転させる。第２ローラ駆動手段４２は、制御手段４９によって制御され、第２ローラ４を駆動する。第２ローラ駆動手段４２は制御手段４９からのパルス数の情報に基づきステッピングモータを駆動し、それに接続されている第２ローラ４を回転させる。第３ローラ駆動手段４３は、制御手段４９によって制御され、第３ローラ５を駆動する。第３ローラ駆動手段４３は、制御手段４９からのパルス数の情報に基づきステッピングモータを駆動し、それに接続されている第３ローラ５を回転させる。第４ローラ駆動手段４４は、制御手段４９によって制御され、第４ローラ３０を駆動する。第４ローラ駆動手段４４は、制御手段４９からのパルス数の情報に基づきステッピングモータを駆動し、それに接続されている第４ローラ３０を回転させる。制御手段４９から夫々のローラ駆動手段にパルス数の情報を与え、夫々のローラ駆動手段はそのパルス数分の駆動信号をモータに一定のタイミングで与える。モータを一定の速度で一定の量だけ回転させることができる。

第１エンコーダ４５は第１ローラ２の回転数を検出するエンコーダであり、制御手段４９によって制御され、また取得した回転数のデータを制御手段４９に入力する。第２エンコーダ４６は第２ローラ４の回転数を検出するエンコーダであり、制御手段４９によって制御され、またデータ取得した回転数のを制御手段４９に入力する。第３エンコーダ４７は第３ローラ５の回転数を検出するエンコーダであり、制御手段４９によって制御され、また取得した回転数のデータを制御手段４９に入力する。第４エンコーダ４８は第４ローラ３０の回転数を検出するエンコーダであり、制御手段４９によって制御され、またデータ取得した回転数のを制御手段４９に入力する。

第１ローラ２の回転数を第１エンコーダ４５によって検出し、制御手段４９がその回転数のデータを取得する。制御手段４９は回転数のデータから第１ローラ２によって搬送された用紙の搬送量を演算する。予め第１ローラ２によって搬送される１回転数当たりの搬送量をＲＯＭ３６に記憶させ、その値と計測した回転数のデータとから搬送量を演算することができる。または、所定量の搬送に必要な回転数を記憶してもよい。スリップなどの原因でローラがモーターに対して入力したパルス数通りに回転しない可能性があるためである。同様に、予め第２ローラ４、第３ローラ５、第４ローラ３０の夫々のローラによって搬送される１回転数当たりの搬送量をＲＯＭ３６に記憶させ、第２ローラ４、第３ローラ５、第４ローラ３０の回転数を夫々第２エンコーダー４６、第３エンコーダー４７、第４エンコーダー４８によって検出し、制御手段３５が夫々のローラによって搬送された用紙の搬送量を演算することができる。

また、制御手段４９は、第２ローラ４の回転数からの用紙の搬送量が判断でき、所定の量、例えば定型サイズの長さに対応する搬送量、に基づいて用紙を搬送さた後に停止し、カッター４０を動作させる。すなわち、Ａ４サイズ、Ａ３サイズな定型サイズの用紙、あるいは予め指定したサイズに用紙を切断する場合、第２ローラ４の回転数に基づいて演算された用紙の搬送量によって切断位置が判断される。

また、各ローラの回転数に基づく用紙搬送量は、さまざまな要因によって値が異なる。ロール紙１の使い始めと終わりでは、紙管２２に巻き回された状態のロール紙１自体の重さが異なる。重い場合は軽い場合に比べ、第１ローラ２による搬送時に用紙が滑りやすく、搬送量の誤差が大きくなる。また、部分的な厚みの変化や材質の均一性が無い場合なども搬送誤差が生じる。このような様々な原因によって搬送誤差が生じる。そのため、各ローラで演算した搬送量に違いが生じる。

制御手段４９は、まず、搬送に用いる各所のローラの実際の搬送量を演算ための基となる回転数を取得し、その値の偏差から搬送誤差量を演算する。そして、その搬送誤差量を相殺する搬送補正量を演算し、搬送補正量を付加した搬送の制御を行う。搬送誤差が補正値によって無くなり、用紙は望みの所定の搬送量が搬送され、用紙をカットする。ロール紙をカットしても搬送誤差による寸法違いを防止できる。たとえば、予め決められたローラに対する搬送量、または全部の平均値や中央値など統計上の値を用いることができる。また、各ローラに対して個々に制御しても良い。

図４はロール紙の状態に応じた状態値および補正値を説明する図である。横軸４０にロール紙状態として紙の残量を示している。左側縦軸５１は搬送誤差を補正する補正値を示す。右側縦軸５２は検出した回転数に基づいて状態値を示す。また、ここでは横軸５０にロール紙状態としてロール紙の残量を示したが、これに限らず、横軸に厚みの変化量、材質の変化量などの値をとることもでき、予めそれらの変化量に対応する縦軸の値を実験などから定めることもできる。線５４は、ロール状態と状態値との関係を示す。線５３はロール状態と補正値との関係を示す。

例えば、ロール紙の残量が０ｍのとき状態値は値”Ｄ”、中央の１００ｍのとき状態値は値”Ｅ”、２００ｍのとき状態値は値”Ｆ”となる。またロール紙の残量が０ｍのとき補正値は値”Ｃ”、中央の１００ｍのとき補正値は値”Ｂ”、２００ｍのとき補正値は値”Ａ”となる。すなわち、ローラの回転数に基づいて演算された値が”Ｄ”のときの補正値は”Ｃ”、”Ｅ”のときの補正値は”Ｂ”、”Ｆ”のときの補正値は”Ａ”となる。例えば、線５３、線５４が関数としてあらわすことができれば、状態値から補正値を計算によって求めることができる。また、予めロール紙状態の所定区間毎にその区間に対する各軸の代表値を決め、テーブル化することで、状態値から補正値を求めることもできる。

次に動作について説明する。画像形成装置２０の動作は制御手段４９によって制御される。また制御手段４９はＲＯＭ３６に記憶された制御プログラムに沿って動作する。

図３は画像形成装置の動作の例を示すフローチャートである。ステップＳ１では、各ローラの回転数を検出して制御手段４９が取得する。次にステップＳ２では、取得した回転数に応じて搬送量の補正値を演算する。第１ローラ２の回転数に基づく搬送量と第２ローラ４の回転数に基づく搬送量とを演算する。搬送する用紙の条件によってこの時の２つの演算結果は差が生じる。その差に着目して、補正値を演算する。例えば図４に示されている２本の線５３、５４の関係を用いる。先の演算結果の差は状態値に相当する。例えば差が値”Ｅ”であったならば、その値に対応する補正値は”Ｂ”となる。これは２本の線５３、５４は横軸５０すなわちロール紙状態が共通の線であるので、状態値が分かればそれに対応する補正値が特定できる。

次にステップＳ３では、予め指定された定型サイズの用紙を得るための搬送量に対応する値に対して演算して得た補正値を加え補正後の搬送量に対応する値を求める。この値は、例えば第２ローラ４の回転数である。次にステップＳ４では用紙の搬送を行う。次にステップＳ５では、第２ローラ４の回転数を取得しながら、その回転数が、補正後の搬送量に対応する値になるまでステップＳ４の搬送を行う。

次にステップＳ６では、第２ローラの回転数を取得しながら、その回転数が、補正後の搬送量に対応する値になると停止し、カッター４０を作動させて用紙をカットする。予め指定した用紙サイズにカットされたものを得ることができる。用紙を一旦停止させるため、予めカットのための停止時間分の搬送量以上余分に搬送させておく必要がある。すなわち、用紙の撓み部３５を作る必要がある。そのため、第１ローラ２と第２ローラ４の搬送速度を制御する必要がある。搬送速度を可変するため搬送誤差が生じる可能性があり、その分の誤差の補正も含んで搬送量を演算することになる。第３ローラ５は一定の速度で回転させ、第１ローラ２と第２ローラ４を搬送時より速い速度で回転させることで用紙の撓み部３５を作ることができる。また、早い速度で回転させると用紙のスリップ量も変わるので、搬送速度を用紙の状態に応じて変えることが好ましい。例えば、ロール紙が残量が多い場合は少ない場合に比てできる限り搬送速度を遅くすることが好ましい。また、用紙の厚みのばらつきが大きい種類のものも、凹凸による搬送誤差を小さくするため、遅く搬送した方が好ましい。用紙の搬送速度は、単位時間あたりに印刷できる印刷量に影響があり、高速印刷の側面からは用紙の搬送速度をなるべく早くしたいという要求がある。

上述の例では、搬送誤差を補正する値を得るために第１ローラ２と第２ローラ４の回転数の偏差から誤差を求めたが、搬送条件によっては第３ローラ５の影響も考えられる。そのような場合には、第３ローラ５の回転数を取得し、その取得した回転数と、他のローラの回転数との偏差から搬送誤差を演算し、演算された搬送誤差を相殺する補正する搬送制御を行うこともできる。これら搬送制御は、ＲＯＭ３６に記憶されたプログラムを変えることで可能である。また、全てのローラ個別に定型サイズの用紙を得るための搬送量に対応する値、それに対する用紙の状態に応じた補正値を取得し、各々補正する制御を行っても良い。

また、上段と下段とでは、異なるロール紙を装填することができる。そのため、第１ローラ２を用いた場合と第４ローラ３０を用いた場合とでは補正値が異なり、夫々のローラに合わせて演算を変える必要がある。また、使用する紙種、やロール紙幅に応じても演算を変える必要がある。これらは、プログラムと設定値を変えることで実施できる。
また、画像形形成装置２０の記録部の構成を電子写真式で説明したが、インクジェット式に置き換えることもできる。

本発明は、電子写真式プリンターまたはインクジェットプリンターなどの記録装置に利用できる。

１フランジ
２第１ローラ
３カッター装置
４第２ローラ
５第３ローラ
２０画像形成装置
２１上段給紙装置
２２下段給紙装置
２３ロール紙
２５コロ
２６ロール紙
２７フランジ
３０第４ローラ
３３用紙
３６ＲＯＭ
３７ＲＡＭ
３８記録部
４５第１エンコーダ
４６第２エンコーダ
４７第３エンコーダ
４８第４エンコーダ
４９制御手段

Claims

ロールから用紙を引き出して搬送する搬送手段と、前記ロールに残っている前記用紙の残量に応じて前記用紙の搬送量を補正して搬送する制御手段と、一定の搬送速度で前記用紙を搬送しながら画像を記録する画像形成手段とを備える画像形成装置において、
前記用紙を搬送方向に対して直角に切断するカッターと、
前記ロールから前記カッターまでの前記用紙の搬送経路に配置され、前記用紙を搬送する第１搬送ローラと、
前記第１搬送ローラの回転数を検出し前記制御手段に出力する第１回転検出手段と、
前記カッターから前記画像形成手段までの前記用紙の搬送経路に配置され、前記用紙を搬送する第２搬送ローラと、
前記第２搬送ローラの回転数を検出し前記制御手段に出力する第２回転検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記カッターで前記用紙を切断する前に前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラの回転速度を増して前記用紙の搬送速度を前記一定の搬送速度より早くして前記用紙を所定量搬送し、該所定量搬送したら一時的に搬送を停止し、前記カッターによって前記用紙を切断する制御をし、
前記制御手段は前記所定量を前記第１回転検出手段によって検出した回転数と、前記第２回転検出手段によって検出した回転数と、前記第１回転検出手段によって検出した回転数と前記第２回転検出手段によって検出した回転数の偏差に基づいて演算した前記用紙の搬送誤差量と、に基づいて演算することを特徴とする画像形成装置。
前記所定量に対応する基準となる前記第２回転検出手段の回転数の値を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段が、前記用紙の搬送時に前記第２回転検出手段の回転数を検出し、
前記記憶手段に記憶された前記回転数の値と前記演算された前記搬送誤差量との合算値を前記所定量に対応する値とし、該合算値と前記搬送時の前記第２回転検出手段の回転数とが一致するまで前記搬送手段によって前記用紙の搬送することで前記所定量の搬送をすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１搬送ローラと前記第２搬送ローラは前記第１回転検出手段によって検出した回転数と、前記第２回転検出手段によって検出した回転数とに基づいて回転速度を可変することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。