(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記駆動器が、前記第2の周面速度への一時的な増速を、前記記録材が前記転写領域に突入する前にやめて、前記転写部材を前記第1の周面速度に戻すものであることを特徴とする請求項1に記載の転写装置。
前記駆動器が、前記第2の周面速度として、前記像保持体の周面速度よりも速い周面速度に増速するものであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の転写装置。
前記駆動器が、前記第1の周面速度から前記第2の周面速度への一時的増速を、前記第1の周面速度での駆動に伴って前記像保持体の駆動系に生じている捩れが開放される時間以上に亘って継続するものであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の転写装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、転写装置において像保持体と転写部材とを独立に駆動する構成が提案されている。この構成では、像保持体側の駆動系の安定化を図るため、転写部材側の駆動速度を像保持体側よりも遅くする制御が考えられる。しかし、転写部材側との速度差によって像保持体側の駆動系に捩れが生じ、記録材が転写領域に突入するとその捩れが瞬間的に開放されて像保持体に回転振動が生じる虞がある。このような回転振動は、像保持体に対する画像形成において画素ずれを生じる。
【0006】
そこで、本発明は、転写部材側の駆動速度が一定である場合に較べ、記録材の突入に伴う像保持体の回転振動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に係る転写装置は、
少なくとも周面が循環移動し、その周面に画像を保持する像保持体と、
少なくとも周面が循環移動し、上記像保持体との間の転写領域に記録材を挟んで通過させることでその記録材にその像保持体上の画像を転写させる転写部材と、
上記転写部材を駆動し、上記記録材に対する画像の転写中は、その転写部材の周面速度を上記像保持体の周面速度よりも遅い第1の周面速度に制御し、その記録材が上記転写領域に突入する前には、その転写部材の周面速度を一時的に上記第1の周面速度よりも速い第2の周面速度に増す駆動器と、
を備える。
【0008】
請求項2に係る転写装置は、請求項1の転写装置において、
上記駆動器が、上記第2の周面速度への一時的な増速を、上記記録材が上記転写領域に突入する前にやめて、上記転写部材を上記第1の周面速度に戻すものである。
【0009】
請求項3に係る転写装置は、請求項1または2の転写装置において、
上記転写領域に向かう上記記録材の先端を、その転写領域への突入前に検知する検知器を備え、
上記駆動器が、上記検知器による上記先端の検知を契機に、上記転写部材を上記第1の周面速度から上記第2の周面速度に増速するものである。
【0010】
請求項4に係る転写装置は、請求項1から3のいずれか1項の転写装置において、
上記駆動器が、上記第2の周面速度として、上記像保持体の周面速度よりも速い周面速度に増速するものである。
【0011】
請求項5に係る転写装置は、請求項1から4の転写装置において、
上記駆動器が、上記第1の周面速度から上記第2の周面速度への一時的増速を、上記第1の周面速度での駆動に伴って上記像保持体の駆動系に生じている捩れが開放される時間以上に亘って継続するものである。
【0012】
請求項6に係る転写装置は、請求項1から5の転写装置において、
上記像保持体が、結合器を介して伝達される駆動力で駆動されるものであり、
上記駆動器が、上記第1の周面速度から上記第2の周面速度への一時的増速を、上記結合器の結合が外れる時間未満でやめるものである。
【0013】
請求項7に係る画像形成装置は、
少なくとも周面が循環移動し、その周面に画像を保持する像保持体と、
上記像保持体の周面に画像を形成する形成器と、
少なくとも周面が循環移動し、上記像保持体との間の転写領域に記録材を挟んで通過させることでその記録材にあおの像保持体上の画像を転写させる転写部材と、
上記転写部材を駆動し、上記記録材に対する画像の転写中は、その転写部材の周面速度を上記像保持体の周面速度よりも遅い第1の周面速度に制御し、その記録材が上記転写領域に突入する前には、その転写部材の周面速度を一時的に上記第1の周面速度よりも速い第2の周面速度に増す駆動器と、
を備える。
【発明の効果】
【0014】
請求項1に係る転写装置および請求項7に係る画像形成装置によれば、転写部材側の駆動速度が一定である場合に較べ、記録材の突入に伴う像保持体の回転振動を抑制することができる。
【0015】
請求項2に係る転写装置によれば、増速を記録材の突入後も継続する場合に生じる記録材の像保持体への巻付きを避けることができる。
【0016】
請求項3に係る転写装置によれば、検知器を備えない場合に較べ、増速開始の制御が容易である。
【0017】
請求項4に係る転写装置によれば、第2の周面速度が上記像保持体の周面速度よりも低速の場合に較べ、像保持体の駆動系の捩れを効率的に開放することができる。
【0018】
請求項5に係る転写装置によれば、像保持体の駆動系の捩れを開放することができる。
【0019】
請求項6に係る転写装置によれば、像保持体の駆動を維持することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0022】
図1は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。
【0023】
この画像形成装置1は、いわゆる直接転写方式のモノクロプリンタである。
【0024】
この画像形成装置1は、感光体ドラム10を備えている。この感光体ドラム10は、ドラム支持フレーム10Aに回転自在に支持されていて、感光体モータ16によって駆動されて矢印Aの向きに回転する。この感光体ドラム10の周りには、帯電器11、露光器12、および現像器13が備えられている。そして、帯電器11による帯電と、露光器12による露光と、現像器13による現像との各プロセスを経て感光体ドラム10の表面にトナー像が形成され、そのトナー像が感光体ドラム10上に保持される。
【0025】
ここで、露光器12は、画像形成装置1の外部から送られてくる画像データに従って感光体ドラム10を露光し、画像データが表す画像がトナー像として感光体ドラム10上に形成される。このような露光の精度確保のため、感光体ドラム10は感光体モータ16によって安定した回転速度で駆動されている。このような安定した回転速度の実現のため、感光体モータ16は定電流制御で電力の供給を受けている。感光体モータ16が定電流制御で電力の供給を受けて感光体ドラム10を駆動しているため、感光体ドラム10に対する外力が変化した場合であっても感光体ドラム10の駆動は安定している。この感光体ドラム10が、本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電器11、露光器12、および現像器13を併せたものが、本発明にいう形成器の一例に相当する。
【0026】
一方、不図示の用紙搬送器によって記録材の一種である用紙P(いわゆるカット紙)が矢印Xの向きに搬送され、感光体ドラム10と後述する転写装置20とに挟まれた転写領域Tを通過する。そして、この転写領域Tを通過する間に感光体ドラム10上のトナー像が用紙P上に転写される。本実施形態の画像形成装置1は複数種類の用紙Pに対応可能な装置であり、画像形成装置1に供給される用紙Pの種類が予め不図示の入力操作手段によって入力されているものとする。
【0027】
転写領域Tへと搬送される用紙Pの端部は、用紙端検知センサ42によって検知される。用紙端検知センサ42は、例えば光センサや接触センサであって、用紙の前端および後端それぞれの通過を検知する。この用紙端検知センサ42は、本発明にいう検知器の一例に相当する。
【0028】
転写領域Tにおいてトナー像が転写された後の残りの、感光体ドラム10上の残存トナーは、クリーナ14により、感光体ドラム10上から除去される。
【0029】
転写領域Tでトナー像の転写を受けた用紙Pはさらに矢印Yの向きに搬送され、定着装置30に送り込まれる。この定着装置30は、矢印Dの向きに回転する加熱ローラ31と、矢印Eの向きに回転する加圧ローラ32とを備えている。それらの加熱ローラ31と加圧ローラ32は、互いに接触して定着領域Sを形成している。矢印Y方向に走行してきた用紙Pはその定着領域Sに突入し、その定着領域Sを通過する間に加熱および加圧を受けて用紙P上のトナー像がその用紙P上に定着される。この定着の結果、用紙P上に定着トナー像からなる画像が形成される。画像が形成された用紙Pは、不図示の用紙送出器によってこの画像形成装置1の外部へと送り出される。
【0030】
転写装置20は、本発明の転写装置の一実施形態に相当し、転写ローラ21と、圧接ローラ22と、剥離ローラ23と、それらのローラに架け回された無端状の転写ベルト24を備えている。転写ローラ21、圧接ローラ22、および剥離ローラ23は、転写器支持フレーム20Aに回転自在に支持されている。
【0031】
転写ローラ21は、転写モータ26によって駆動されて矢印Bの向きに回転し、転写ベルト24を駆動する。転写ベルト24は、伸縮性の小さい樹脂ベルトであり、転写ローラ21による駆動力を受けて矢印Cの向きに循環移動する。転写ベルト24が、本発明にいう転写部材の一例に相当する。
【0032】
転写ローラ21は、感光体ドラム10の回転中心軸よりも用紙走行方向上流側に位置していて、転写ベルト24の内側から転写ベルト24を感光体ドラム10に押し当てている。そして、この転写ローラ21により、感光体ドラム10と転写ベルト24とが互いに接触した転写領域Tの上流側の縁が定められている。
【0033】
また、圧接ローラ22は、感光体ドラム10の回転中心軸よりも用紙走行方向下流側に位置していて、転写ベルト24の内側から転写ベルト24を感光体ドラム10側に押し上げている。そして、この圧接ローラ22により、転写領域Tの下流側の縁が定められている。
【0034】
また、剥離ローラ23は、転写ローラ21と比べ径の小さなローラであり、この剥離ローラ23で転写ベルト24の走行方向を急激に曲げることで、その転写ベルト24の上に載った状態にある用紙Pの先端を転写ベルト24から剥離させる。転写ベルト24から剥離した用紙Pは、ガイド部材41に案内されて矢印Y方向に進み、上述の通り、定着装置30へと送られる。
【0035】
また、この転写装置20はクリーナ25を備えている。転写ベルト24に付着したトナーやその他の汚れは、このクリーナ25により、転写ベルト24上から除去される。
【0036】
転写ローラ21は不図示の電源に接続されていて、その電源から転写バイアスが転写ローラ21に印加される。その転写バイアスの作用により、用紙Pが転写領域Tを通過する間に、感光体ドラム10上のトナー像が用紙P上に転写される。
【0037】
転写ローラ21は、回転軸211を有し、その回転軸211は転写装置20の全体を支持する転写器支持フレーム20Aに回転自在に支持されている。
【0038】
転写装置20には、演算部としてのCPUや記憶部29AとしてのRAMやROMを備えた制御部29が備えられており、制御部29は、転写モータ26による転写ローラ21の駆動を制御し、更に、転写モータ26に供給される駆動電流をモニタすることによって転写モータ26の負荷も検知している。制御部29は、検知した負荷を記憶部29Aに記憶する。そして制御部29は、検知した負荷に基づいて転写モータ26の駆動を制御することによって、転写ベルト24の駆動を、感光体ドラム10の周面速度に合わせた駆動となるように調整している。制御部29と転写モータ26とを併せたものが、本発明にいう駆動器の一例に相当する。
【0039】
ここで、上述した感光体ドラム10の回転駆動と、転写ローラ21および転写ベルト24の回転駆動について更に詳しく説明する。本実施形態では、感光体ドラム10と転写ローラ21および転写ベルト24とは、互いに独立した駆動系によって駆動されている。
【0040】
図2は、感光体ドラム10の駆動系を示す図である。
【0041】
感光体ドラム10は、カップリング18を介して駆動軸19の一端に接続されている。カップリング18は、駆動軸19が感光体ドラム10に対して相対的に順方向側に回転している場合には安定的に感光体ドラム10に駆動を伝達するが、駆動軸19が感光体ドラム10に対して相対的に逆方向に回転するとカップリング18の結合が外れて駆動力の伝達が切れてしまい、駆動が不安定化する虞がある。このカップリング18が、本発明にいう結合器の一例に相当する。
【0042】
駆動軸19の、感光体ドラム10とは逆側の他端には、駆動軸19の回転を安定させるフライホイール17が固定されている。
【0043】
感光体ドラム10を駆動する駆動力の源は、上述したように感光体モータ16である。この感光体モータ16の駆動力は、複数の駆動ギアを介して駆動軸19へと伝達される。即ち、感光体モータ16の回転軸に固定された第1ギア55は、感光体モータ16から直接に駆動力が伝達される。この第1ギア55は、第2ギア53と第3ギアとが同軸で固定された中間ギア54の第2ギア53と噛み合っていて中間ギア54に駆動力を伝達する。中間ギア54の第3ギア52は、駆動軸19に固定された第4ギア51と噛み合っていて、中間ギア54から駆動軸19へと駆動力が伝達される。
【0044】
このような駆動系によって駆動されている感光体ドラム10に対して周面を接触させて循環移動する転写ベルト24は、周面の速度が感光体ドラム10の周面速度よりもやや遅くなるように制御部29と転写モータ26によって駆動される。このように転写ベルト24が駆動されることにより、感光体ドラム10に対する駆動軸19の相対的な回転方向が順方向側に安定し、感光体ドラム10の回転駆動が安定する。
【0045】
このように転写ベルト24の周面速度が感光体ドラム10の周面速度よりもやや遅くなった状態が保たれていると、
図2に示す感光体ドラム10の駆動系内では、剛性が他の部分よりも弱い部分などに捩れ(即ち駆動力を伝達する軸が捩れる方向における歪み)が溜まることになる。そのように捩れが溜まっている状態で転写領域Tに用紙Pが突入すると、瞬時に捩れが解放され、その解放の力によって感光体ドラム10に回転振動が生じる虞がある。
【0046】
図3は、感光体ドラム10に生じる回転振動の例を示すグラフである。
【0047】
図3の横軸は時間経過を表しており、
図3の縦軸は、感光体モータ16の回転と感光体ドラム10の回転との差分(任意単位)を表している。
【0048】
図3に示すグラフは、時刻t0で転写領域Tに用紙P(の前端)が突入した場合における回転差分の変化を表しており、上述した駆動系の捩れが溜まったまま転写領域Tに用紙P(の前端)が突入した場合には、時刻t0で回転差分が急増することが分かる。この回転差分は、プラス側とマイナス側とに大きく振れており、感光体ドラム10は安定な回転速度に対して回転振動することになる。このような回転振動が生じると、感光体ドラム10に対する露光の精度が低下してしまい、画像上には、回転振動が生じた瞬間に対応した位置に、他の場所よりも画像濃度が低下した筋(画像欠陥)が生じる。
【0049】
図1に示す本実施形態の画像形成装置1では、このような筋(画像欠陥)の発生を抑制するため、用紙Pが転写領域Tへ突入する際の転写ベルト24(および転写ローラ21)の回転駆動が、以下説明するように工夫されている。
【0050】
図4は、用紙Pが転写領域Tへ突入する際の転写ベルト24(および転写ローラ21)の回転駆動を概略的に表した図である。
【0051】
図4の横軸は時間経過を表しており、
図4には、用紙端検知センサ42(
図1参照)における検知信号を表したグラフG1と、転写ベルト24を駆動する転写ローラ21における回転速度を表したグラフG2が示されている。
【0052】
検知信号のグラフG1における立ち上がりが示すように、用紙Pの前端が用紙端検知センサ42によって検知されると、その検知を契機として、回転速度のグラフG2における立ち上がりが示すように、転写ローラ21の回転速度が増速される。用紙Pの前端検知が契機となって回転速度が増速されることにより、増速タイミングの制御が容易となる。
【0053】
転写ローラ21の回転速度は、転写ベルト24の周面速度が感光体ドラム10の周面速度を越えるように増速される。このような増速により、上述した感光体ドラム10の駆動系の捩れが解放され、筋(画像欠陥)の発生が抑制される。
【0054】
転写ローラ21の回転速度は、回転速度のグラフG2における立ち下がりが示すように、用紙Pの前端が転写領域(転写ニップ)Tに突入する前に、元の回転速度に戻される。用紙Pの前端が転写領域Tに突入した後も増速状態が続けられた場合には、用紙Pが感光体ドラム10側に巻き付く虞があるので、増速状態は前端が転写領域Tに突入する前に終了させられる。つまり、転写ローラ21の増速状態は一時的な状態である。具体的には、転写ローラ21は用紙Pの前端が転写領域Tに突入する前の約30mmの区間のみで増速される。用紙Pの搬送速度としては、典型的には秒速460mm、秒速535mm、秒速600mmといった速度が用いられるので、増速される時間間隔は0.05秒〜0.06秒程度ということになる。
【0055】
検知信号のグラフG1における立ち下がりが示すように用紙Pの後端が用紙端検知センサ42によって検知された場合には、回転速度の変更は特に行われない。用紙Pが転写領域Tに存在している間は駆動系の捩れが蓄積されず、用紙Pの後端が転写領域Tに突入しても特に問題が生じないからである。
【0056】
なお、増速状態の継続時間は、駆動系の捩れが解放されるのに必要な時間以上の継続時間に予め設定されている。従って、用紙端検知センサ42は、用紙Pの前端が転写領域Tに突入するまでにそのような継続時間が得られる程度の距離だけ転写領域Tから離れた位置に配備されている。転写領域Tからの具体的な距離は、増速の大きさ、用紙Pの搬送速度などが勘案されて導出される。
【0057】
また、用紙Pの前端が転写領域Tに突入した後であっても、例えば画像の余白までの範囲であれば、その後に増速状態が終了させられる制御も採用し得る。即ち、本発明にいう駆動器は、第2の周面速度への一時的な増速を、記録材の画像形成領域が転写領域に突入する前にやめて、転写部材を第1の周面速度に戻すものであってもよい。記録材への画像転写が開始される前に増速が終了させられることで、画像転写中の速度変更による画像欠陥が回避される。また、余白部分程度であれば、用紙Pが転写領域に突入しても、感光体ドラム10への用紙Pの巻付きも生じにくいと考えられる。
【0058】
また、転写ローラ21の上述した増速は、
図2に示すカップリング18の結合が外れる前に終了させられ、増速の大きさも、カップリング18の結合が維持される大きさに抑えられている。これにより、カップリング18による駆動力の伝達が維持されることになる。
【0059】
以上説明した一時的な増速の作用について、具体的なデータを示して更に説明する。
【0060】
図5は、感光体ドラム10に生じる回転振動の減少例を示すグラフである。
【0061】
図5の横軸は時間経過を表しており、
図5の縦軸は、感光体モータ16の回転と感光体ドラム10の回転との差分(任意単位)を表している。
【0062】
図5に示すグラフは、
図4に示すような一時的な増速が転写ローラ21(および転写ベルト24)で実行された後に時刻t0で転写領域Tに用紙P(の前端)が突入した場合における回転差分の変化を表している。
【0063】
上述した駆動系の捩れが解放されてから転写領域Tに用紙P(の前端)が突入しているので、時刻t0の前後で回転差分は特に変化していないことが分かる。また、
図3に示すグラフと比較した場合、回転差分の振れ幅が小さいことも分かる。従って、感光体ドラム10に対する露光の精度が維持され、画像の筋(画像欠陥)が抑制される。
【0064】
図6は、一時的な増速の大きさと回転振動の抑制作用との関係を示すグラフである。
【0065】
図6の横軸は、一時的な増速における転写ローラ21の増速量を表しており、縦軸は、
図3や
図5に示すようなグラフにおけるピークトゥピークの幅が時刻t0で変化した量を、時刻t0前後の比で表している。
【0066】
図6に示すグラフから分かるように、転写領域Tに用紙Pの前端が突入する前の増速が行われなかった場合には、突入時刻t0の前後でピークトゥピークの幅が1.6倍に増えていて、回転振動が生じている。これに対し、突入時刻t0の前に一時的な増速が行われている場合には、ある程度の増速量までは、増速量を増やすに従って、突入時刻t0の前後におけるピークトゥピークの幅の比が低下し、1.2倍を切る位まで低下する場合もあることが分かる。従って、転写領域Tに用紙Pの前端が突入する前の転写ローラ21の一時的な増速によって感光体ドラム10における回転振動が抑制されることがデータからも確認された。
【0067】
図7は、一時的な増速の大きさと画質との関係を示すグラフである。
【0068】
図7の横軸は、一時的な増速における転写ローラ21の増速量を表しており、縦軸は、用紙Pの前端が転写領域Tに突入した時点における露光箇所の画像明度と、画像領域の中程における露光箇所の画像明度との差分を表している。画像明度は、感光体ドラム10の回転振動によって濃度差(筋状の画像欠陥)が生じやすいテスト用の画像が用いられて計測されたものである。
【0069】
図7に示すグラフから分かるように、一時的な増速における増速量が増えるに従って、ある程度の増速量までは、画像明度の差が低下する。つまり、転写領域Tに用紙Pの前端が突入する前の転写ローラ21の一時的な増速によって濃度差(筋状の画像欠陥)が抑制されることがデータからも確認された。
【0070】
上記説明では、本発明にいう像保持体の一例としてロール状の感光体ドラムが示されているが、本発明にいう像保持体は、ベルト状の例えば中間転写体などであってもよい。
【0071】
また、上記説明では、本発明にいう転写部材としてベルト状の部材が例示されているが、本発明にいう転写部材はロール状の部材であってもよい。
【0072】
また、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態としてモノクロプリンタが例示されているが、本発明の画像形成装置は、カラープリンタであってもよいし、複写機やファクシミリや複合機であってもよい。
【0073】
また、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態として直接転写方式の装置が例示されているが、本発明の画像形成装置は、感光体から中間転写体を経て記録材に像が転写される間接転写方式の装置であってもよい。そのような間接転写方式の装置である場合には、本発明の転写装置が、感光体から中間転写体へ像が1次転写される箇所に適用されてもよいし、中間転写体から記録材へ像が2次転写される箇所に適用されてもよい。
【0074】
また、本発明は、「発明が解決しようとする課題」欄に記載された課題を解決する目的で発明されたものであるが、本発明の構成は、この課題を解決しない形での他の目的への転用が妨げられるものではなく、そのように本発明の構成が転用された形態も本発明の一実施形態である。