(57)【要約】  【課題】  様々な要因によって生じる用紙の搬送速度の変化に対応して、印刷画像に不良を発生させることなく、好適な印刷性能を得る。  【解決手段】  画像形成装置１には、レジストローラ２２を回転させるレジストローラ駆動手段２３が備えられる。搬送ローラ２１、感光体ドラム４１、転写ローラ５１、及び定着ローラ６１は図示しない駆動手段により各々回転せしめられるが、レジストローラ２２は、これらのローラ類とは独立して、レジストローラ駆動手段２３により回転せしめられる。また、印刷に使用する用紙Ｐの用紙サイズ検知手段１３、原稿画像のトナー占有率を検知するトナー占有率検知手段３１、及び定着ローラ温度検知手段６４が備えられる。そして、これらの手段から情報を受けて、またはレジストローラ２２の累積駆動時間に基づいて、レジストローラ２２の周速を制御する制御手段１００が備えられる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、
前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、レジストローラの累積駆動時間に基づいて、レジストローラの周速を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、
前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、原稿画像のトナー占有率を検知するトナー占有率検知手段と、これらの手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、トナー占有率に基づいて、レジストローラの周速を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、
前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、定着ローラの温度を検知する温度検知手段と、これらの手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、定着ローラの温度に基づいて、レジストローラの周速を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、
前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、印刷に使用する用紙のサイズを検知する用紙サイズ検知手段と、これらの手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、用紙サイズに基づいて、レジストローラの周速を制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等に代表される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等に代表される画像形成装置には、像担持体や、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラ、トナー像を用紙に転写する転写ローラ、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラ、要所に配置された搬送ローラ等の、多くのローラ状の回転部材が配置されている。通常、これらのローラ群は、単一の駆動装置により、どの場所においても用紙の搬送速度が一定になるように制御されている。
【０００３】
印刷に使用される用紙は、その物理特性が常に一定であるとは限らない。特に、温度や湿度の影響により用紙の摩擦係数が変化し、前記ローラ群による搬送速度が変化してしまうことがある。また、用紙の吸湿により用紙が波打ったような形態になり、トナー像の転写不良が発生する。さらに、搬送ベルトを用いた用紙搬送においては、湿度の影響により搬送ベルトの静電吸着力が低下し、用紙ずれ等が発生する恐れもある。このような問題を解決すべく、温度や湿度の影響を考慮して、用紙の搬送速度を変化させる手法が特許文献１〜３に提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１２５９８１号公報（第２頁、図３）
【特許文献２】特開２００２−２４４５２３号公報（第２頁、図３）
【特許文献３】特開２００１−３１０８６５号公報（第２頁、図２０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
用紙の搬送速度は、画像形成装置の使用環境の温度や湿度だけに影響されるものではなく、様々な要因によって用紙の搬送速度は変化する。例えば、用紙から発生する粉塵や、用紙を搬送するローラの磨耗、用紙表面に印刷された画像のトナー占有率等に起因してローラがスリップし、用紙の搬送速度が遅くなることがある。また、定着ローラの熱膨張により定着ローラの周速が速くなり、定着部における用紙の搬送速度が速くなることもある。用紙の搬送速度の変化は、用紙に印刷した画像が用紙搬送方向に伸び縮みしてしまう等倍度不良、用紙の中央部分の画像が白く抜けてしまう中抜け、画像にずれが生じる転写ずれ、しわ寄り等の不具合を発生させる。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、温度や湿度の影響だけでなく、様々な要因によって生じる用紙の搬送速度の変化に対応して、印刷画像に不良を発生させることなく、好適な印刷性能を得ることが可能な高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、レジストローラの累積駆動時間に基づいて、レジストローラの周速を制御することとした。
【０００７】
また、像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、原稿画像のトナー占有率を検知するトナー占有率検知手段と、これらの手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、トナー占有率に基づいて、レジストローラの周速を制御することとした。
【０００８】
また、像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、定着ローラの温度を検知する温度検知手段と、これらの手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、定着ローラの温度に基づいて、レジストローラの周速を制御することとした。
【０００９】
また、像担持体と、この像担持体におけるトナー像形成と同期をとって用紙を搬送するレジストローラと、トナー像を用紙に転写する転写ローラと、未定着トナー像を用紙に定着させる定着ローラと、要所に配置された搬送ローラとを備えた画像形成装置において、前記レジストローラを、前記像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、印刷に使用する用紙のサイズを検知する用紙サイズ検知手段と、これらの手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、用紙サイズに基づいて、レジストローラの周速を制御することとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、画像形成装置において、レジストローラを、像担持体、転写ローラ、定着ローラ、及び搬送ローラとは独立して駆動する駆動手段と、この駆動手段を制御する制御手段とを備えることとしたので、用紙にトナー像を転写し、定着させる過程で、用紙の搬送速度を決定する重要な要素であるレジストローラの駆動を直接制御することができる。したがって、レジストローラの周速を微調整することにより、様々な要因によって生じる用紙の搬送速度の変化に対応することが可能となる。
【００１１】
そして、前記制御手段が、レジストローラの累積駆動時間に基づいて、レジストローラの周速を制御することとしたので、累積駆動時間が長くなるに従って、レジストローラに用紙から発生する粉塵が堆積したり、ローラが磨耗したりすることに起因する用紙の搬送速度の変化に対応することができる。したがって、累積駆動時間が長くなっても、用紙の搬送速度が上記のような不具合の影響を受けることなく、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【００１２】
また、原稿画像のトナー占有率を検知するトナー占有率検知手段を備え、前記制御手段が、トナー占有率に基づいて、レジストローラの周速を制御することとしたので、用紙のトナー占有率が高くなるに従って、転写ローラがスリップしやすくなることに起因する用紙の搬送速度の低下に対応することができる。したがって、用紙のトナー占有率が高くなった場合でも、用紙の搬送速度を速めて、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【００１３】
また、前記定着ローラの温度を検知する温度検知手段を備え、前記制御手段が、定着ローラの温度に基づいて、レジストローラの周速を制御することとしたので、定着ローラが高温になるのに従って定着ローラが熱膨張し、レジストローラの周速よりも定着ローラの周速が速くなってしまうことに対応することができる。したがって、定着ローラの周速が速くなることによってレジストローラの周速との間に差が生じることを防止して、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【００１４】
レジストローラは両端部で支持されているので、その中央部が撓んでいることがある。本発明は、印刷に使用する用紙のサイズを検知する用紙サイズ検知手段を備え、用紙サイズに基づいて、前記制御手段が、レジストローラの周速を制御することとしたので、レジストローラの中央部のたわみに起因して、小サイズの用紙の搬送性能が低下したとしても、これに対応することができる。したがって、小サイズの用紙が印刷に使用されたとしても、用紙の搬送速度を速めて、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づき説明する。最初に、本発明の画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す模型的垂直断面図である。
【００１６】
図１において、画像形成装置１には、給紙部１０、用紙搬送部２０と、光学部３０と、作像部４０と、転写部５０と、定着部６０と、排出・反転部７０とが備えられている。図中の実線矢印は用紙の搬送経路を示し、一点鎖線矢印Ｌはレーザ光を示す。
【００１７】
給紙装置１０には、印刷前のカットペーパー等の用紙が積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙が送り出される。送り出された用紙は、用紙搬送部２０により画像形成装置１本体の側面に沿って垂直に搬送され、転写部５０に至る。
【００１８】
原稿に描かれた文字や図形、模様等の画像データは、光学部３０によって読み取られ、この画像データに基づいて制御されるレーザ光Ｌが照射されることにより、作像部４０にて原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像からトナー像が形成され、トナー像は、前記用紙搬送部２０によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙に、転写部５０にて転写される。
【００１９】
その後、未定着トナー像を担持した用紙は、定着部６０へと送られ、定着ローラによりトナー像が定着される。定着部６０から排出された用紙は、排出・反転部７０から画像形成装置１の胴内に設けられた用紙受けトレイに排出される。また、両面印刷を行う場合には、定着部７０から排出された用紙が排出・反転部７０によって用紙の送り方向が切り替えられて、再度転写部５０へと送られる。
【００２０】
続いて、画像形成装置１の給紙部１０から定着部６０にかけての部分の詳細な構成について、図２〜図４を用いて説明する。図２は給紙部から定着部にかけての部分の概略構造を示す模型的垂直断面図及び制御回路の概略図、図３は原稿のトナー占有率に対する印刷用紙搬送速度補正量を示す表、図４は印刷用紙の用紙幅に対する用紙搬送速度補正量を示す表である。
【００２１】
給紙部１０には、用紙を積載するトレイ１１が備えられている。トレイ１１は、上面が開口した平たい箱で構成され、その上面方向から印刷前の用紙Ｐを積載して収容する。
【００２２】
トレイ１１内の底面には、カーソル１２が備えられている。カーソル１２は、用紙束の側面に当接する側壁であって、用紙供給方向と直角をなす方向に用紙幅に合わせて、トレイ１１上に設けられた移動用溝（図示せず）に沿って移動させることが可能である。カーソル１２は、トレイ１１に積載された用紙Ｐが所定の位置に留まるように、用紙Ｐの幅方向の移動を規制するものである。
【００２３】
また、トレイ１１には用紙サイズ検知手段１３が備えられている。用紙サイズ検知手段１３には、図示しない光センサが備えられている。光センサはフォトインタラプタ等で構成され、トレイ１１の、所定の用紙サイズの用紙幅に対応した位置に配置されている。この光センサが、用紙幅方向に移動するカーソル１２の位置を検知して用紙サイズを識別する。
【００２４】
さらに、トレイ１１内の底面にはリフト板１４が備えられ、このリフト板１４の上に用紙Ｐが積載される。リフト板１４は、用紙供給方向上流端をもって、トレイ１１に回動自在に連結されている（図１参照）。そして、トレイ１１とリフト板１４の間に設けられた付勢手段であるばね１５の力により、リフト板１４の用紙供給方向下流端が持ち上げられる。これにより、用紙Ｐの最上層の上面が後述する給紙装置１６の前送りローラ１７に当接する。
【００２５】
給紙装置１６は、トレイ１１の用紙供給方向下流部上方に配置されている。給紙機構１６は、前送りローラ１７と、給紙ローラ１８と、分離ローラ１９とで構成されている。前述のように、トレイ１１の用紙供給方向下流端の一端が持ち上げられることにより、トレイ１１に積載された用紙Ｐは、最上層の１枚が前送りローラ１７に当接する。そして、前送りローラ１７が図示しないモータ等で構成される駆動手段により回転せしめられることにより、用紙Ｐは給紙ローラ１８へと送られて、給紙部１の外部へ送り出される。分離ローラ１９は、用紙Ｐが重なって送られてしまう重送という問題が起こるのを防止するために用いられる。
【００２６】
用紙搬送部２０には、搬送ローラ２１、及びレジストローラ２２が備えられている。なお、搬送ローラ２１、及びレジストローラ２２は互いに接触するローラのペアにより構成される。搬送ローラ２１は、図示しないモータ等で構成される駆動手段により回転せしめられ、給紙部１０の給紙装置１６によって送り込まれた用紙Ｐを、レジストローラ２２に向かって搬送する。レジストローラ２２は、用紙Ｐにトナー像を転写する転写部５０に向けて、トナー像形成と同期をとって用紙Ｐを送り出す。搬送ローラ２１や、後述する像担持体である感光体ドラム４１、転写ローラ５１、定着ローラ６１は図示しない共通の駆動手段により回転せしめられるが、レジストローラ２２は、これらのローラ類とは独立して、レジストローラ駆動手段２３により回転せしめられる。
【００２７】
作像部４０には、像担持体である感光体ドラム４１が設けられ、この感光体ドラム４１の回転方向に沿って順に、主帯電装置４２と、現像装置４３と、クリーニング装置４４とが配置されている。
【００２８】
感光体ドラム４１は、図示しない駆動手段によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。感光体ドラム４１は、その表面が、主帯電装置４２により所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。
【００２９】
現像装置４３には、感光体ドラム４１に当接する現像ローラ４３ａが設けられている。現像ローラ４３ａには、感光体ドラム４１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ４３ａにより、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに感光体ドラム４１の表面に供給され、静電潜像が現像される。クリーニング装置４４は、トナー像を用紙Ｐに転写した後に、感光体ドラム４１表面に残留するトナーをかき取り回収する。
【００３０】
転写部５０には、転写部材である転写ローラ５１が設けられている。この転写ローラ５１が前記感光体ドラム４１と接触し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップを形成する。転写ローラ５１は、図示しない駆動手段によって、その周速度が感光体ドラム４１の周速度と同じになるように回転せしめられている。また、転写ローラ５１には、転写バイアス及びクリーニングバイアスが必要に応じて印加される。
【００３１】
定着部６０には、定着ローラ６１が備えられている。定着ローラ６１は、図示しない駆動手段によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。定着ローラ６１の内部には、熱源であるハロゲンヒータ６２が配置されている。そして、加圧ローラ６３が、定着ローラ６１と当接することで用紙Ｐを挿通させるニップを形成する。加圧ローラ６３は、定着ローラ６１と当接することにより、定着ローラ６１の回転に従って回転せしめられる。また、定着ローラ６１の表面温度を検知する定着ローラ温度検知手段６４が備えられている。
【００３２】
さらに、画像形成装置１には、制御手段１００が備えられている。制御手段１００は、予め設定された用紙搬送速度に基づいて、感光体ドラム４１等の駆動手段と、レジストローラ駆動手段２３とを制御する。また、制御手段１００は、前述の用紙サイズ検知手段１３、トナー占有率検知手段３１、及び定着ローラ温度検知手段６４からの情報を受けて、レジストローラ駆動手段２３を制御し、レジストローラ２２の周速を変化させる。
【００３３】
制御手段１００には、トナー占有率検知手段３１が備えられている。トナー占有率検知手段３１は、光学部３０により読み取られた原稿画像の、用紙上に占めるトナー量の割合を算出する。また、制御手段１００には、レジストローラ２３の累積駆動時間を記憶する図示しない記憶装置が備えられている。
【００３４】
このようにして、レジストローラ２２を、像担持体である感光体ドラム４１、転写ローラ５１、定着ローラ６１、及び搬送ローラ２１とは独立して駆動する駆動手段２３と、この駆動手段を制御する制御手段１００とを備えることとしたので、用紙Ｐにトナー像を転写し、定着させる過程で、用紙Ｐの搬送速度を決定する重要な要素であるレジストローラ２２の駆動を直接制御することができる。したがって、レジストローラ２２の周速を微調整することにより、様々な要因によって生じる用紙Ｐの搬送速度の変化に対応することが可能となる。
【００３５】
次に、上記のような画像形成装置１における、装置の使用環境の変化に対応した駆動方法について説明する。
【００３６】
レジストローラ２２の累積駆動時間が所定の時間に達した場合には、制御手段１００は、レジストローラ２２の周速を上昇させる。周速上昇方法の一例としては、累積駆動時間が２００時間に達した時に、レジストローラ２２の周速を０．２５％上昇させる。これにより、累積駆動時間が長くなるに従って、レジストローラ２２に用紙Ｐから発生する粉塵が堆積したり、レジストローラ２２が磨耗したりすることに起因する用紙Ｐの搬送速度の変化に対応することができる。したがって、累積駆動時間が長くなっても、用紙Ｐの搬送速度が上記のような不具合の影響を受けることなく、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【００３７】
原稿画像の用紙に対するトナー占有率については、図３に示す表のように対応する。すなわち、制御手段１００は、トナー占有率検知手段３１により検知された原稿画像のトナー占有率が０〜３０％の時は印刷する用紙の搬送速度は初期設定どおりに、トナー占有率３０〜６０％の時は搬送速度を０．２５％上昇、トナー占有率６０％以上の時は搬送速度を０．５０％上昇させる。これにより、印刷用紙Ｐのトナー占有率が高くなるに従って、転写ローラ５１がスリップしやすくなることに起因する用紙Ｐの搬送速度の低下に対応することができる。したがって、用紙Ｐのトナー占有率が高くなった場合でも、用紙Ｐの搬送速度を速めて、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【００３８】
定着ローラ温度検知手段６４により検知された定着ローラ６１の表面温度が所定の温度に達した場合には、制御手段１００は、レジストローラ２２の周速を上昇させる。周速上昇方法の一例としては、定着ローラ６１の表面温度が２００°Ｃに達した時に、レジストローラ２２の周速を０．２５％上昇させる。これにより、定着ローラ６１が高温になるのに従って定着ローラ６１が熱膨張し、レジストローラ２２の周速よりも定着ローラ６１の周速が速くなってしまうことに対応することができる。したがって、定着ローラ６１の周速が速くなることによってレジストローラ２２の周速との間に差が生じることを防止して、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【００３９】
印刷に使用する用紙Ｐのサイズについては、図４に示す表のように対応する。すなわち、制御手段１００は、用紙サイズ検知手段１３により検知された用紙Ｐの幅がＡ５短辺以下の時は用紙搬送速度を０．５０％上昇、用紙Ｐの幅がＢ５短辺〜Ａ４短辺の時は速度を０．２５％上昇、用紙Ｐの幅がＢ４短辺以上の時は速度を初期設定どおりにする。これにより、レジストローラ２２の中央部のたわみに起因して、小サイズの用紙Ｐの搬送性能が低下したとしても、これに対応することができる。したがって、小サイズの用紙Ｐが印刷に使用されたとしても、用紙Ｐの搬送速度を速めて、好適な印刷性能を得ることが可能となる。
【００４０】
なお、この実施形態のように、レジストローラ２２が、搬送ローラ２１、感光体ドラム４１、転写ローラ５１、及び定着ローラ６１のローラ類とは独立して回転せしめられる構成であれば、搬送ローラ２１、感光体ドラム４１、転写ローラ５１、及び定着ローラ６１を回転させる駆動手段が共通のものでなくても、前記と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４１】
上記のように本発明の実施形態を示したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、用紙等の物品の搬送を行う装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す模型的垂直断面図である。
【図２】は、図１に示す画像形成装置の給紙部から定着部にかけての部分の概略構造を示す模型的垂直断面図及び制御回路の概略図である。
【図３】は、原稿のトナー占有率に対する印刷用紙搬送速度補正量を示す表である。
【図４】は、印刷用紙の用紙幅に対する用紙搬送速度補正量を示す表である。
【符号の説明】
【００４４】
１    画像形成装置
１０  給紙部
１２  カーソル
１３  用紙サイズ検知手段
２０  用紙搬送部
２１  搬送ローラ
２２  レジストローラ
２３  レジストローラ駆動手段
３０  光学部
３１  トナー占有率検知手段
４０  作像部
４１  感光体ドラム（像担持体）
５０  転写部
５１  転写ローラ
６０  定着部
６１  定着ローラ
６４  定着ローラ温度検知手段
１００  制御手段
【図１】
2005096910.tif 000003
【図２】
2005096910.tif 000004
【図３】
2005096910.tif 000005
【図４】
2005096910.tif 000006