JP2007322472A

JP2007322472A - 画像形成装置

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Publication number: JP2007322472A
Application number: JP2006149481A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Suzuki; 智雄鈴木
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-12-13
Also published as: US8050616B2; US20070280763A1; EP1865385A1; EP1865385B1; DE602007010539D1

Abstract

【課題】レジスト手段にて転写材を転写部に搬送するにあたり、均一なループ量を形成することによって紙曲がり、座屈の発生を回避できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】用紙の先端位置を整えて画像形成部へ送り込むレジストローラと、当該レジストローラの上流にあって、用紙を搬送する複数のループ形成ローラと、ループを形成するためのループ形成空間と、当該ループ形成空間に配置され、ループ量を検知する複数のループ量検知センサとを備えた画像形成装置において、前記複数のループ形成ローラの回転速度を各々個別に可変させる機構と制御手段を備え、用紙の副走査方向の断面でのループ量を所定の値に調整することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関し、レジスト手段上流のループ形成空間における用紙搬送速度を制御できる制御手段を有する画像形成装置に関する。

画像形成装置のレジストローラは、従来より、用紙のタイミングを画像と合わせる役割と同時に、送り出しや搬送経路にて発生した紙曲がりを吸収するための曲がり矯正の役割を持っている。これは駆動が停止しているレジストローラに用紙を突き当てて先端を揃えた後、レジストローラの駆動を停止したままレジストローラより上流に位置するループ形成ローラが一定時間用紙を搬送することによって、用紙に上下方向への屈曲（ループ）を発生させ、レジストローラより下流への搬送方向とレジストローラより上流での曲がりを含んだ搬送方向とのズレを吸収し、紙曲がりを矯正している。

しかし、レジストローラ及びループ形成ローラはゴム等の弾性体を使用しているため、搬送方向に長い用紙の曲がりを矯正している間に、弾性体の歪みによってループが消費され、紙曲がり矯正能力を喪失してしまう問題が発生する。

この問題を解決する手段として、ループ量を検知してループ形成ローラとなる給送部の送り出し速度を調整する機構を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−７２５８５号公報

しかしながら、前記提案の機構では曲がって送られてきている用紙（以下、転写材ともいう。）はループ形成空間において用紙の向きを変更させられているためにループ量は用紙の搬送方向と直交する、所謂主走査方向において均一性が保たれない。このため主走査方向の或る１箇所で用紙のループ量が適正であると検知しても、用紙の何れかの端部ではループがなくなる可能性があり、これを見込んでループ量を多めに形成するように送り込み量を一律に割増しすると、今度はループ量の多い端部で過剰に用紙が送り込まれることによる座屈や紙折れ等の不具合が発生する。

本発明は、レジストローラにて転写材を転写部に搬送するにあたり、均一なループ量を形成することによって紙曲がり、座屈、紙折れの発生を回避できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成することができる。

（１）用紙に画像を形成する画像形成装置において、用紙の先端位置を整えて画像形成部へ送り込むレジスト手段と、当該レジスト手段の上流にあって、前記レジスト手段との間で用紙にループを形成する複数のループ形成手段と、前記レジスト手段と前記ループ形成手段との間で、用紙搬送方向に対して直行する方向の複数箇所で用紙のループ量を検知する複数のループ量検知手段と前記複数のループ形成手段による用紙搬送速度を、前記複数のループ量検知手段の各々の検知結果に基づいて各々個別に制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。

制御手段は、複数のループ量検出手段の各検知結果に基づいて、複数のループ形成手段の各々の油脂搬送速度を制御することによって、用紙搬送方向に直行する方向の全幅に亘り、用紙に適切な量のループを形成でき、ループが紙曲がり矯正に必要な量以下に消費されることがないので、送り方向に長い用紙でも紙曲がり矯正を安定して行うことができる。

はじめに、本発明の画像形成装置について図１を基に説明する。

本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により技術範囲が限定されることはない。

図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。

図１において、１０は感光体ドラム、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２はデジタル式の露光書込み手段である書込装置、１３は現像手段である現像器、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置で、１５は感光体ドラム１０のクリーニング用のブレードであって、当該ブレード１５によって掻き落とされたトナーは搬送スクリュー１００でクリーニング装置１４から搬送され不図示の廃棄箱に廃棄される。１６は現像スリーブ、２０は中間転写体である中間転写ベルトを示す。

４組の画像形成ユニット１は感光体ドラム１０、スコロトロン帯電器１１、現像器１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、各色毎の画像形成ユニット１の機械的な構成は同じであるので、図１ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、もう３組のＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。

現像器１３は、感光体ドラム１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体ドラム１０の回転方向と逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。

各色毎の画像形成ユニット１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっている。転写時には、１次転写ローラ２５が中間転写ベルト２０を感光体１０に圧着させる。なお、圧着領域では感光体ドラム１０は中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。

中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、除電ローラ２７、従動ローラ２４に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、１次転写ローラ２５、クリーニング装置２８等で中間転写ベルトユニット２を構成する。なお、前記アースローラ（バックアップローラ）２２は、アルミ地肌のままの導電性アルミローラで、接地されている。

感光体ドラム１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図の矢印で示す反時計方向に回転する。

読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は、画像形成レーザで光信号に変換され、書込装置１２によって感光体ドラム１０上に投光される。

中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。当該中間転写ベルト２０の材質は、体積抵抗率１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構成のシームレスベルトである。ベルトの基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。

１次転写ローラ２５は、トナーと逆極性の直流電圧が印加され、不図示の圧着および圧着解除機構によってベルト内側から中間転写ベルト２０を感光体ドラム１０に押し当て、アースローラ２２とで形成されたニップ部Ｓで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写材Ｐに再転写（２次転写）する。

２６は、２次転写手段である２次転写ローラで、不図示の圧着および圧着解除機構によって転写材Ｐを介してアースローラ２２を押圧し、中間転写ベルト２０上に１次転写されたトナー像を転写材Ｐに２次転写する機能を有する。なお、２次転写ローラ２６は、表面がコート層で覆われた導電性のソリッドゴムからなり、転写時にはトナーと逆極性バイアス電圧が印加されいる（または、アースローラ２２にトナーと同極性の電圧印加し、２次転写ローラ２６をアースしてもよい。）。

除電ローラ２７には、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、トナー像を転写材Ｐに転写後、中間転写ベルト２０に残留するトナーの電荷を弱めている。

４は定着装置で、加熱ローラ４１と圧着ローラ４２を有している。

前記加熱ローラ４１は薄手のアルミから形成された円筒状のもので、内側から所定の温度まで加熱するハロゲンヒータ４７等を有し、その温度は、前記加熱ローラ４１に設置された不図示の接触温度センサにより検出され、制御される。

７０は紙送り出しローラ、７１はレジスト手段としてのレジストローラ、７２は紙カセット、７３は搬送ローラ、７４ａ、ｂは本発明に関係するループ形成手段としてのループ形成ローラである。なお、ループ形成空間Ｕにおけるループ形成の詳細については後述する。８１は排紙ローラで、定着された転写材を排紙皿８２へ排出する。

制御手段としての制御部Ｂ１は、画像形成プロセス制御、定着温度制御、転写材搬送制御、トナー濃度制御等を行う。

次に、図１に基づいて画像形成プロセスを説明する。

画像記録のスタートと同時に不図示の感光体駆動モータの始動により色信号Ｙの感光体１０は矢印で示す反時計方向に回転され、同時にスコロトロン帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。

感光体１０は電位を付与されたあと、書込装置１２によってＹの画像データに対応する画像の書込みが開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

前記静電潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じＹのトナー像が感光体１０上に形成される。

当該感光体１０上に形成されたＹのトナー像は、Ｙの１次転写ローラ２５の作用により、中間転写ベルト２０上に一次転写される。

その後、前記感光体ドラム１０はクリーニング装置１４のブレード１５によって残留トナーが清掃される。

同様に、書込装置１２によってＭ（マゼンタ）の色信号すなわちＭの画像データに対応する画像書き込みが行われ、感光体１０の表面に原稿画像のＭの画像に対応する静電潜像が形成される。当該静電潜像は、Ｍの現像器１３により感光体１０上にＭのトナー像となり、Ｍの１次転写ローラ２５において、中間転写ベルト２０上の前記Ｙのトナー像と同期が取られ、前記Ｙのトナー像の上に重ね合わされる。転写後の感光体ドラム１０上のＭｎｏ残留トナーはクリーニング装置１４のブレード１５によって清掃される。

同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｃ（シアン）のトナー像が、Ｃの１次転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされる。次に、すでに形成されているＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｋのトナー像が、Ｋの１次転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの重ね合わせトナー像が形成される。転写後の感光体ドラム１０上のＫな残留トナーはクリーニング装置１４のブレード１５により清掃される。

重ね合わせトナー像が担持されている中間転写ベルト２０は矢印のように時計方向に送られ、転写材Ｐが紙カセット７２より、紙送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７３、ループ形成ローラ７４ａ（７４ｂ）を経て、レジストローラ７１へ搬送され一時停止し、ループ形成空間Ｕでループが形成され、紙曲がりが矯正され、かつ中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像と同期がとられる。その後、前記レジストローラ７１の再駆動によって転写材は転写領域のニップ部Ｓへ搬送され、トナーと逆極性の直流電圧が印加されている２次転写ローラ２６（中間転写ベルト２０に圧着状態にある）で中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像が一括して転写材Ｐに２次転写される。

その後、中間転写ベルト２０は走行し、除電ローラ２７によって残留トナーの電荷が弱められ、クリーニング装置２８でベルト上の残存トナーがクリーニング装置２８のブレード２９によって清掃され、次の画像形成サイクルに入る。

掻き落とされたトナーは、クリーニング装置２８内に溜められ、不図示の搬送スクリューの回転によって軸方向（図１において紙表面から紙裏面方向）に搬送し、不図示の廃棄管を介して貯留箱に溜められる。

前記重ね合わせトナー像が転写された転写材Ｐは、定着装置４へと送られ、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とのニップ部Ｔで挟持、加圧され定着される。トナー像が定着された転写材Ｐは、排紙ローラ８１によって排紙皿８２へ搬送される。

次に、本発明に係わるループ形成の特徴について図２に基づいて説明する。

図２は、図１におけるループ形成空間部を矢印Ｗ方向から視た平面図およびその断面図を示す。

前述したが、レジストローラへ曲がって送られてきている用紙はループ形成空間において用紙の向きを変更させられているために、ループ量は用紙の主走査方向（搬送方向に対して直行する方向）の全幅に亘って均一性が保たれない。このため主走査方向の或る１箇所で用紙のループ量が適正であると検知しても、用紙の何れかの端部ではループがなくなる可能性があり、これを見込んでループ量を多めに形成するように送り込み量を全幅に亘って一律に割増しすると、今度はループ量の多い端部で過剰に用紙が送り込まれることによる座屈や折れ等の不具合が発生する。

図２（ａ）において、ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂは各々個別の駆動源であるループモータＭ１、Ｍ２に直結している。当該ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂはその回転速度を制御部Ｂ１によって各々個別に制御される。レジストローラ７１は、中間転写ベルト上のトナー像と転写材との同期をとるため一時停止している。

曲がった状態で搬送された転写材Ｐはレジストローラ７１に達し、この時、前記ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂは回転を所定時間継続し、転写材Ｐの先端はニップ部Ｓと平行になるように矯正されると同時に、ループ形成空間Ｕでは転写材Ｐのループ形成が開始され、ループ量検知手段としてのループ量検知センサＳ１、Ｓ２にてループ量が測定される。なお、当該ループ量検知センサＳ１、Ｓ２は光透過型で、支持軸７６を支点として回動するアクチェータ７５によって所定のループ量に応じてＯＮ、ＯＦＦし、その信号が制御手段である制御部Ｂ１に伝達される。

図２（ｂ）においては、ループ量検知センサＳ１、Ｓ２は、アクチェータ７５が実線状態でＯＦＦ、点線状態でＯＮとなる。また、レジストローラ７１の上流、直前（転写材の主走査方向中央部）に紙検知センサＳ３が設けられ、これは初期的なループを作成するために、停止しているレジストローラに転写材Ｐの先端を突き当てた後、所定量送り込んでからループモータを停止するための、停止タイミングを制御している。

初期的なループ量を制御するためには、紙検知センサＳ３を用いずに、ループ量検知センサＳ１およびＳ２を用いることも可能である。すなわち、Ｓ１またはＳ２が所定のループ量を検知した時点で各々のループローラを停止させれば、転写材Ｐの全幅に亘って適正なループ量を初期状態から得ることができるが、もし、転写材Ｐがカールしていたり、厚紙などコシの強い紙であった場合に、転写材Ｐの先端がレジストローラのニップ部に到達する前にＳ！およびＳ２を動作させて、ループモータを停止させてしまう。すなわち誤検知による誤動作のおそれがある。このため、Ｓ１およびＳ２とは別に紙検知センサＳ３を備える。

ループ量検知終了後、レジストローラ７１はトナー像と同期して再回転し、制御部Ｂ１はループ量検知センサＳ１、Ｓ２の検知結果に応じた搬送速度でループ形成ローラ７４ａ、７４ｂが回転するようにループモータＭ１、Ｍ２を制御する。すなわち、転写材はレジストローラ７１で搬送されながら、ループ形成ローラ７４ａとｂとの間に速度差をもたせることによってループ量の均一化をはかるように制御している。少なくとも、搬送方向と直交する方向の用紙の全幅に亘って、ループが形成されるように、すなわち、ループが形成されない部分がないように各ループ形成ローラを個別に制御し、レジストローラ７１によってループの解消された転写材が引っ張られることのないように制御される。

すなわち、レジストローラの線速度をＶ１、ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂの速度をＶ２またはＶ３とすると、ループ量検知センサＳ１、Ｓ２のＯＮ、ＯＦＦ時における出力とループモータＭ１、Ｍ２によるローラの線速度Ｖ２、Ｖ３との関係は表１に示すようになる。ただし、駆動速度の関係はＶ２＜Ｖ１＜Ｖ３とする。

以下、本発明の実施の形態について表１およびタイムチャートを基に説明する。

図３はループ形成空間における転写材の搬送プロセスについて説明するためのタイムチャートである。

図１、２、３において、１）紙カセット７２から送り出された転写材は搬送ローラ７３を経由して、ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂに到達するが、転写材の先端が当該ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂに達する前に予め給紙線速度Ｖｐ（ｍｍ／ｓｅｃ）にて空転させておき、転写材の挟持、搬送をスムーズにさせる。２）給紙線速度Ｖｐにて送られてきた転写材の先端がループ形成空間Ｕを通り、紙検知センサＳ３（転写材の主走査方向の中央部）に到達する。到達したことを検知した後、ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂは所定の時間ｔ（ｓｅｃ）だけ回転して停止する。この時間ｔは転写材の中央部が紙検知センサＳ３に達した時からループ形成ローラ７４ａ、７４ｂが停止するときまでのループ量を規制する。すなわち、紙検知センサＳ３からレジストローラ７１のニップ部Ｎ（中央部）迄の距離をａ（ｍｍ）とすると、給紙線速度がＶｐであることから、転写材中央部が前記ニップ部に突入する瞬間は、前記紙検知センサＳ３が転写材を検知してからａ／Ｖｐ（ｓｅｃ）後である。転写材がループを形成するために更にｂ（ｍｍ）だけ余計に送り込む必要があり、その時間ｔは（ａ＋ｂ）／Ｖｐとなる。３）ｂ（ｍｍ）送ってループを形成する過程でループ検知センサ７４ａだけが規定のループ量以上に達したことを検知し、ループ量検知センサＳ１はＯＦＦに変わる。これはループ形成ローラ７４ｂ側よりもループ形成ローラ７４ａ側が早く到達する向きに転写材が曲がっており、その結果としてループ形成ローラ７４ａ側のループ量が大きく形成されている状況を示している。また、転写材先端はニップ部Ｎに突き当たり、紙曲がり矯正されることになる。４）この時点ではループ形成ローラ７４ａ、７４ｂは停止している。その後、中間転写ベルト２０上のトナー像とタイミングを合わせるようにレジストローラ７１が線速度（画像形成速度）Ｖ１で駆動を開始する。これに同期してループ形成ローラ７４ａ、７４ｂも駆動を開始するが、ニップ部Ｎに突き当たった後、ループ量が大きく形成されているループ形成ローラ７４ａは線速度Ｖ１よりもやや遅い線速度Ｖ２で駆動され、ループ量は徐々に減少して行く。逆にループ形成ローラ７４ｂは線速度Ｖ１よりもやや早い線速度Ｖ３で駆動され、ループ量は徐々に増大していく。５）この結果、ループ形成ルーラ７４ｂのループ量が規定のループ量に達するとその駆動速度をＶ３からＶ２へ減速する。また、ループ形成ローラ７４ａの方はループ量が規定以下に達したので駆動速度Ｖ２からＶ３に増速している。従って、このループ量調整をそれぞれのループ形成ローラとループ検知センサで個別に繰り返し、適正なループ量に保つことが可能となる。６）転写材が紙検知センサＳ３を通り過ぎて検知されなくなると、ループ形成ローラ７４ａ、７４ｂは回転を停止する。その後、所定の時間（少なくともａ／Ｖｐ（ｓｅｃ）以上）後にレジストローラ７１も回転を停止し、次の転写材搬送に備える。

画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。図１におけるループ形成空間部を矢印Ｗ方向から視た平面図およびその断面図を示す。ループ形成空間における転写材の搬送プロセスについて説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１画像形成ユニット
１０感光体ドラム
２０中間転写ベルト
７１レジストローラ
７３搬送ローラ
７４ａ、７４ｂループ形成ローラ
７５アクチュエータ
Ｍ１、Ｍ２ループモータ
Ｓ１、Ｓ２ループ量検知センサ
Ｓ３紙検知センサ
Ｕループ形成空間

Claims

用紙に画像を形成する画像形成装置において、用紙の先端位置を整えて画像形成部へ送り込むレジスト手段と、当該レジスト手段の上流にあって、前記レジスト手段との間で用紙にループを形成する複数のループ形成手段と、前記レジスト手段と前記ループ形成手段との間で、用紙搬送方向に対して直行する方向の複数箇所で用紙のループ量を検知する複数のループ量検知手段と前記複数のループ形成手段による用紙搬送速度を、前記複数のループ量検知手段の各々の検知結果に基づいて各々個別に制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記複数のループ形成手段の間に用紙搬送速度差を設けることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、用紙の搬送方向と直行する方向の全幅に亘って用紙のループ量を均一にすべく、前記複数のループ形成手段の各々を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、用紙の搬送方向と直行する方向の全幅に亘って用紙にループを形成すべく、前記複数のループ形成手段の各々を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。