(57)【要約】【課題】装置を構成する部品精度や使用する用紙、転写ベルトの使用量に左右されることなく、長期的に文字ぶれが無い、安定した画質を維持することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】タイミングローラ対６と、レジストローラ対７と、レジストローラ対７により送り込まれた用紙８を転写ベルト１１の裏面から吸着搬送して感光体１に形成されたトナー画像を転写する転写装置を備えた画像形成装置において、レジストローラ対７の移動速度をＶｒ　ｍｍ／ｓｅｃとするとき、転写ベルト１１の使用量に応じてレジストローラ対７の移動速度Ｖｒを増速するように制御する制御部２４を設けたことを特徴とする。【選択図】　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙装置から転写装置へ用紙を搬送するタイミングローラ対と、
そのタイミングローラ対の用紙搬送方向下流側に位置して転写ニップ領域に用紙を送り込むレジストローラ対と、
そのレジストローラ対によって送り込まれた用紙を誘電体からなる転写ベルトの裏面から、感光体に担持されているトナーとは逆極性の電荷を付与することによって吸着搬送し、感光体に形成されたトナー画像を転写する転写装置を備えた画像形成装置において、
前記レジストローラ対の移動速度をＶｒ　ｍｍ／ｓｅｃとするとき、前記転写ベルトの使用量に応じて、前記レジストローラ対の移動速度Ｖｒを増速するように制御する制御部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記感光体の移動速度をＶａ　ｍｍ／ｓｅｃ、前記転写ベルトの移動速度をＶｂ　ｍｍ／ｓｅｃ、前記レジストローラ対から転写ニップ領域に至るまでの用紙の軌道長をＬ　ｍｍとするとき、Ｖａ＝Ｖｂとし、Ｖｒを３≦（Ｖｒ−Ｖｂ）／Ｌ×１００≦９の範囲内で制御する制御部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に係り、特に誘電体からなる転写ベルトを用いる方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を用いるカット紙レーザビームプリンタや複写機の転写装置では、用紙の搬送と転写の目的を兼ねて、誘電体からなる転写ベルトを用いる方式がある。この転写ベルト方式は、転写ベルトの裏面からコロナ放電によって電荷を与えることで転写ベルト表面に電荷を誘起させ、この電荷で用紙を吸着して搬送し、感光体上に形成されたトナー画像を用紙に転写する。
【０００３】
従来多用されているコロナ放電によって転写分離するコロトロン転写方式と比較して、用紙を感光体に押し付けて、その後に分離する機構が不要となるので、簡単な構成で安定して用紙を搬送できるという特長がある。更に、ベルトによって、用紙を感光体に密着させて転写するので、画質がコロトロン転写よりも優れており、特に用紙の先端から後端まで均一に印刷できるという特長がある。
【０００４】
その一方で転写ベルト方式は、用紙上にトナー画像を転写するとき、用紙の挙動によっては、感光体と用紙の間で速度差を生じ、これにより文字ぶれを発生し易いという欠点がある。また、用紙を転写する転写ニップ領域と用紙を転写部に送り込むレジストローラ対との間では、用紙を互いに引張りあっている状態となっているので、転写ベルトや部品精度のバラツキによっては、レジストローラ対と転写ニップ領域との間で速度差を生じることがある。
【０００５】
感光体と用紙の間で速度差が生じると、高密度の印刷パターンでは、感光体上に形成された文字や線画の間隔が均等に転写されないので、文字ぶれと呼ばれる現象を生じる。特にバーコードのような印刷パターンでは、線のピッチが均等に転写されないので、見た目が悪いばかりでなく、印刷後は光学式リーダで判別できないなどの不具合となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この文字ぶれの原因となる速度差を低減するために、転写ベルトのベルト厚み、あるいはベルトの表面にコーテイングするフッ素樹脂被膜などの被膜コーテイングのバラツキを抑えたり、更には転写ベルトを駆動・位置決めする部品の精度を向上して、速度差を低減することが行われている。
【０００７】
しかし、転写ベルトの製造治工具、工程を一定条件で厳しく管理しても、転写ベルト、コーテイング厚みには数％程度のバラツキを生じてしまう。文字ぶれを許容できる一定の転写ベルトの厚みやコーテイング厚みだけを選別する手段も考えられるが、この場合、転写ベルトの大幅なコストアップを招くことになる。同様に、機械、板金加工の精度にも限界やバラツキがあるため、これらの累積公差を考慮すると、単に部品精度のみで文字ぶれを低減することは困難である。
【０００８】
更に、転写ベルトは使用するにつれて、転写器によって発生するオゾンや紙との摩擦により劣化し、これに伴い転写ベルトの弾性率が低下する。弾性率が低下すると感光体との間で用紙を保持する力が低下するので、初期には良好であった文字ぶれが、転写ベルトの経時変化に伴い悪化することがある。この場合初期に設定した転写ベルトと感光体との位置関係、用紙の保持力といった設定条件は、文字ぶれには適さない条件となる。
【０００９】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、装置を構成する部品精度や使用する用紙、転写ベルトの使用量に左右されることなく、長期的に文字ぶれが無い、安定した画質を維持することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、給紙装置から転写装置へ用紙を搬送するタイミングローラ対と、そのタイミングローラ対の用紙搬送方向下流側に位置して転写ニップ領域に用紙を送り込むレジストローラ対と、そのレジストローラ対によって送り込まれた用紙を誘電体からなる転写ベルトの裏面から、感光体に担持されているトナーとは逆極性の電荷を付与することによって吸着搬送し、感光体に形成されたトナー画像を転写する転写装置を備えた画像形成装置を対象とするものである。
【００１１】
そして前記レジストローラ対の移動速度をＶｒ　ｍｍ／ｓｅｃとするとき、前記転写ベルトの使用量に応じて、前記レジストローラ対の移動速度Ｖｒを増速するように制御する制御部を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記感光体の移動速度をＶａ　ｍｍ／ｓｅｃ、前記転写ベルトの移動速度をＶｂ　ｍｍ／ｓｅｃ、前記レジストローラ対から転写ニップ領域に至るまでの用紙の軌道長をＬ　ｍｍとするとき、Ｖａ＝Ｖｂとし、Ｖｒを３≦（Ｖｒ−Ｖｂ）／Ｌ×１００≦９の範囲内で制御する制御部を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
有機光導電体（ＯＰＣ）を備えたドラム状の感光体１は、帯電器２のコロナ放電によって表面を−（マイナス）極性に帯電する。プリンタで多用されている反転現像方式では、半導体レーザ等の光学系３により静電潜像が形成され、現像機４によって感光体１表面の電位と同極性である−極性トナー５を感光体１上に付着させる。
【００１４】
給紙装置（図示せず）から搬送されてきた用紙８は、タイミングローラ対６により、レジストローラ対７に送り込まれる。詳細な説明は省略するが、搬送された用紙８は、レジストローラ対７とタイミングローラ対６の間で、用紙８の反発力を利用して、用紙先端をレジストローラ対７に倣わせ、用紙先端を揃えた後、レジストローラ対７を回転させて用紙８を送り込む。
【００１５】
レジストローラ対７により送り込まれた用紙８は、ガイド板９を経て転写ニップ領域１０に至る。転写ベルト１１は両端を駆動ローラ１２と従動ローラ１３によって約３〜５％程度伸ばした状態で支持され、駆動ローラ１２が回転することによって矢印方向に回転する。転写ベルト１１の内側に設けられた転写器１４のワイヤ１５には高圧電源１６から高電圧が印加されるので、コロナ放電によって転写ベルト１１の表面にはトナー５と逆極性の電荷が発生する。
【００１６】
搬送されて来た用紙８はこの電荷によってトナー５を転写すると同時に、転写ベルト１１に吸着し搬送される。転写ベルト１１によって搬送された用紙８は駆動ローラ１２に至り、除電器１７によって除電された後、定着機１８で定着される。転写後の残留した感光体１上のトナーは、プレチャージ１９、イレーズランプ２０を経てクリーナ２１で清掃される。
【００１７】
前述のように用紙８を転写部に送り込むレジストローラ対７と用紙８を転写するニップ領域１０では、両者の間に生じる速度差によっては文字ぶれが顕著になることがある。
【００１８】
レジストローラ対７と転写ベルト１１の速度が同速度の場合、転写ニップ領域１０に達した用紙８の軌道２２は、図２のような状態となっている。用紙８の軌道２２から分かるように、搬送された用紙８は、転写ニップ領域１０に到達してから用紙８の後端がレジストローラ対７から離れるまで、この間で張力を持った状態となっている。
【００１９】
このため用紙８の後端がレジストローラ対７を離れた瞬間に、その衝撃が転写ニップ領域１０まで顕著に伝わる。その結果として用紙８が感光体１との間で速度差を生じ、文字ぶれが発生する原因となる。
【００２０】
部品精度や転写ベルト１１のバラツキによって、レジストローラ対７が転写ベルト１１よりも遅い場合、もしくは、転写ベルト１１がレジストローラ対７よりも早い場合は、転写ベルト１１で用紙８を引っ張ることになるので、この現象は更に顕著になる。
【００２１】
レジストローラ対７を転写ベルト１１よりも若干早く駆動すると、用紙８の軌道２３は図３のように、ニップ領域１０との間で弛みをもち膨らんだ状態となる。このような場合、レジストローラ対７と転写ニップ領域１０との間で用紙８を引張り合うことがないので、用紙８の後端がレジストローラ対７を離れた瞬間にも、衝撃が伝わり難く、文字ぶれの発生が抑えられる。
【００２２】
転写ベルト１１の移動速度をＶｂ　ｍｍ／ｓｅｃ、レジストローラ対７の移動速度をＶｒ　ｍｍ／ｓｅｃとするとき、Ｖｒの速度を可変し、文字ぶれの印刷サンフ゜ルを採取するとともに、文字ぶれと１秒あたりの用紙８の弛みを（Ｖｒ−Ｖｂ）　ｍｍ、用紙８の軌道長Ｌとの関連について検討を行なった。
【００２３】
用紙８の軌道は図４のように、レジストローラ対７のニップ点から離れた用紙８が、転写ベルト１１の入口では、転写ベルト１１とガイド板９との中間を通過して感光体１へ到達すると考えられるので、この軌道が感光体１と交わる点から軌道長Ｌを算出した。文字ぶれの定量的な評価は、バーコードのような高密度印刷を想定し、レーザを交互に発光する１ドットラインの印刷に現れる幅を文字ぶれ幅とした。
【００２４】
図５は用紙弛み率（横軸）と文字ぶれ幅（縦軸）との関係を示す図で、この図から明らかなように文字ぶれは、用紙軌道長Ｌに対する用紙の弛みの割合、即ち、（Ｖｒ−Ｖｂ）／Ｌを大きくすると改善されるのが分かる。用紙８の弛みが３％未満では、転写ベルト１１や部品精度のバラツキによっては、用紙８の後端がレジストローラ対７を離れた瞬間の衝撃を抑えることができず、文字ぶれを抑制することは不十分であった。逆に、用紙８の弛みが９％を超えると弛みが大きくなり、用紙８の先端が感光体１との間で密着するときに、用紙８が逆に感光体１よりも遅くなり、速度差を生じてしまったり、用紙８が転写ニップ領域１０に通過する過程で接触したりして、文字ぶれ、耳折れなどの原因となる。以上の結果から用紙８の弛み率は、３〜９％の範囲に規制する必要があり、好ましくは４〜８％の範囲である。
【００２５】
一方、転写ベルト１１の速度を遅くすることも考えられるが、転写ベルト１１の速度を変えると用紙進行方向の印刷幅が等速の場合と比較すると変わってしまうので、転写ベルト１１の移動速度は、感光体１の移動速度と同速度（Ｖａ＝Ｖｂ）にするのが望ましい。
【００２６】
前述のように転写ベルト１１は使用するにつれて、転写器１４によって発生するオゾンや紙との摩擦により劣化する。これに伴い転写ベルト１１の弾性率が低下し、この結果として転写ニップ領域１０で用紙８を保持する力が低下する。そのため用紙８が感光体１との間ですべり易くなったり、また、用紙後端がレジストローラ対７を離れた瞬間にも衝撃が伝わり易くなる。
【００２７】
このため、初期には良好であった文字ぶれが、転写ベルト１１の経時変化に伴い悪化することがある。従来は文字ぶれが許容レベルにない場合、転写ベルト１１を交換するしかなかったが、本発明ではレジストローラ対７の駆動速度を初期設定値よりも早くすることで、用紙後端がレジストローラ対７を離れた衝撃を緩和する。具体的には、図６のようにして制御を行なう。
【００２８】
プリンタの各機構部を制御する制御部２４には、現像剤や感光体などの各消耗品の使用量を認識するためのカウンタ２５が複数設けられており、各消耗品が寿命になると出力ポート２６を介して、オペレータパネルのようなデイスプレイ２７からメッセッージを表示することにより、オペレータや保守員に交換を促すようになっている。
【００２９】
他のカウンタ２８には、転写ベルト１１の経時変化に伴う、文字ぶれを改善するために、転写ベルト１１の使用量に対応する最適なレジストローラ対７の駆動速度が予めインプットされている。
【００３０】
転写ベルト１１の使用量がある一定値になると、制御部２４からレジストローラ対７の駆動モータ３０のドライバ２９に信号が送られ、駆動モータ３０（レジストローラ対７）の速度を最適値に変更する。この値は、オペレータや保守員が使用する用紙種類に応じて、オペレータパネルや保守診断ツール等の入力パネル３１から操作することによって、微調整することも可能である。この場合、入力された情報は、入力ポート３２を介して、制御部２４に伝えられ、この情報に従い、駆動モータ３０の速度制御がなされる。
【００３１】
従来、転写ベルト１１は使用期間が長くなるに従って弾性率が低下し、これに伴い文字ぶれが顕著に発生していた。本発明では、転写ベルト１１の使用量に応じてレジストローラ対７の駆動速度を最適値に制御していくので、従来のように経時的な文字ぶれを生じることがない。
【００３２】
図７は、転写ベルト１１の使用量（単位１０００頁）と用紙弛み率との関係を示す特性図である。この図から明らかなように、転写ベルト１１の使用量の増加に伴って、用紙弛み率を増加することにより、換言すればレジストローラ対７の移動速度Ｖｒを増速することにより、文字ぶれがなく、これまで文字ぶれなどの原因で交換していた転写ベルト１１を継続して使用することができ、ランニングコストの低減が図れる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、装置の構成を複雑にすることなく、容易に転写ベルト方式における文字ぶれを改善することができる。また、これまで文字ぶれにより交換していた転写ベルトも長期にわたり使用することができ、ランニングコストの低減が図れるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】文字ぶれの発生メカニズムを説明するための図である。
【図３】文字ぶれの防止メカニズムを説明するための図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置での用紙軌道長を説明するための図である。
【図５】用紙弛み率と文字ぶれ幅との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の実施形態に係るレーザビームプリンタの制御部を中心としたブロック図である。
【図７】転写ベルトの使用量と用紙弛み率との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１：感光体、２：帯電器、３：光学系、４：現像機、５：トナー、６：タイミングローラ対、７：レジストローラ対、８：用紙、９：ガイド板、１０：転写ニップ領域、１１：転写ベルト、１２：駆動ローラ、１３：従動ローラ、１４：転写器、１５：ワイヤ、１６：高圧電源、１７：除電器、１８：定着機、１９：プレチャージ、２０：イレーズランプ、２１：クリーナ、２２，２３：用紙の軌道、２４：制御部、２５：カウンタ、２６：出力ポート、２７：デイスプレイ、２８：カウンタ、２９：ドライバ、３０：レジストローラ対の駆動モータ、３１：入力パネル、３２：入力ポート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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