CN113820931A - 供纸装置及图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种供纸装置和图像形成装置。本发明的供纸装置从放置在供纸盒中的堆叠片材来供给片材。供纸装置具有：供纸辊，其沿输送路径输送片材；从动辊，其压接且从动于所述供纸辊；转速检测部，其用于检测所述从动辊的转速；和控制部，其使所述供纸辊加速来调整片材间隔。所述控制部根据所述从动辊的转速求出所述从动辊相对于所述供纸辊的旋转率，根据该从动辊的旋转率和所述供纸辊加速后的片材的理论线速度求出片材的实际线速度，然后根据片材的实际线速度来调整片材间隔。

Description

供纸装置及图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种供纸装置及图像形成装置。
背景技术
在近年来的图像形成装置中，要求一方面通过降低定影温度来节省电力而将片材的线速度抑制得较低，另一方面为了确保生产率而使片材间隔最小。例如提出了如下装置：根据连接于延迟辊(retard roller)的驱动电机的扭矩测定片材间隔，并调整片材的输送速度以成为规定的片材间隔。除此之外，提出了如下装置：检测供纸装置的延迟辊的追随和纸张的叠送，控制延迟辊的驱动时刻以抑制异响的发生等(例如，参照专利文献2、3)。
然而，使用专利文献1-3所记载的延迟辊的控制，即使为了缩小片材间隔而以一定速度按所需时间输送片材，也无法在片材的实际线速度降低的情况下将片材间隔调整为目标的间隔。
发明内容
因此，本发明的目的在于，即使在片材的实际线速度降低的情况下也高精度地调整片材间隔。
本发明一方式的供纸装置从放置在供纸盒中的堆叠片材来供给片材。供纸装置具有：供纸辊，其沿输送路径输送片材；从动辊，其压接且从动于所述供纸辊；转速检测部，其用于检测所述从动辊的转速；和控制部，其使所述供纸辊加速来调整片材间隔。所述控制部根据所述从动辊的转速求出所述从动辊相对于所述供纸辊的旋转率，根据该从动辊的旋转率和所述供纸辊加速后的片材的理论线速度求出片材的实际线速度，然后根据片材的实际线速度来调整片材间隔。
本发明一方式的图像形成装置具有上述的供纸装置和定影装置，该定影装置用于使调色剂定影在由所述供纸装置供给的片材上。
附图说明
图1是本实施方式的打印机的示意图。
图2是本实施方式的供纸装置的示意图。
图3是本实施方式的延迟辊和转速传感器的立体图。
图4A是表示本实施方式的供纸辊加速前的片材的输送状态的图。
图4B是表示本实施方式的供纸辊加速后的片材的输送状态的图。
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对适用供纸装置的图像形成装置进行说明。另外，在下面的说明中，示例出打印机作为图像形成装置进行说明。图1是第1实施方式的打印机的示意图。对各图适宜地标注的箭头L、R、U、Lo分别表示打印机的左侧、右侧、上侧、下侧。
如图1所示，打印机1具有收装各种设备的箱型形状的壳体10。在壳体10的下部收装用于放置堆叠片材的供纸盒11，在壳体10的上部设置堆叠有已形成图像的片材的排纸托盘12。在排纸托盘12的下方，储存有调色剂的调色剂盒13按调色剂的颜色(例如，品红色、青色、黄色、黑色四种颜色)以可拆卸的方式来设置。在多个调色剂盒13的下方设置有架设在左右一对的辊14、15上的中间转印带16。
沿中间转印带16的下侧，图像形成部17按调色剂的颜色左右设置为一排。在各图像形成部17中以可旋转的方式设置有与中间转印带16滚动接触的感光鼓21，在感光鼓21的周围，充电器22、显影器23、一次转印部24、清洁装置25和除电器26按一次转印的处理顺序来配置。在清洁装置25上连接有废调色剂盒(未图示)。通过未图示的供给路径从调色剂盒13向各显影器23供给调色剂，通过未图示的排出路径从各清洁装置25向废调色剂盒排出废调色剂。
在各图像形成部17的下方设置有由激光扫描单元(LSU)构成的曝光装置18。在壳体10内的右侧部，由多个辊形成从供纸盒11朝向排纸托盘12的片材的输送路径L。在输送路径L的上游端(下端)设置有供纸装置31，在输送路径L中比供纸装置31靠下游的位置，在中间转印带16的右端侧设置有二次转印部32。在输送路径L中在二次转印部32的下游设置有定影装置33，在输送路径L的下游端(上端)设置有排纸口34。
在打印机1进行图像形成时，通过充电器22使感光鼓21的表面带电之后，通过来自曝光装置18的激光使感光鼓21的表面形成静电潜像。接着，调色剂从显影器23附着在感光鼓21的表面的静电潜像上来形成调色剂图像，将调色剂图像从感光鼓21的表面一次转印在中间转印带16的表面上。在各图像形成部17中将各颜色的调色剂图像一次转印在中间转印带16上，据此在中间转印带16的表面形成全色的调色剂图像。另外，残留在感光鼓21上的废调色剂和电荷被清洁装置25和除电器26除去。
另一方面，通过供纸装置31从供纸盒11或者手动供纸托盘(未图示)取出片材，与上述的图像形成动作同步向二次转印部32输送片材。在二次转印部32中，将全色的调色剂图像从中间转印带16的表面二次转印在片材的表面上，且向二次转印部32的下游的定影装置33输送已转印的片材。在定影装置33中使调色剂图像定影在片材上，已定影的片材被从排纸口34排出到排纸托盘12上。这样，被转印在片材上的调色剂图像通过定影装置33，据此在片材的表面形成图像。
在该打印机1的供纸装置31中，通过供纸辊42和延迟辊43形成输送夹持部，通过搓纸辊41从供纸盒11向输送夹持部输送片材。在延迟辊43上连接有扭矩限制器46(参照图2)，当由搓纸辊41重叠输送前方输送片材和后续片材时，通过扭矩限制器46使延迟辊43停止来使后续片材从前方输送片材分离。这样一来，通过供纸装置31将片材从供纸盒11沿输送路径L逐张地输送。
此时，通过供纸装置31来调整从前方输送片材的后端到后续片材的前端的片材间隔。在片材间隔大于目标值的情况下，使供纸辊42加速来使后续片材的前端接近前方输送片材的后端。然而，即使使供纸辊42加速到一定速度，也不会以基于供纸辊42的转速的理论上的线速度(下面称为理论线速度)来输送片材。由于片材的实际的线速度(下面称为实际线速度)低于理论线速度，因此，无法将片材间隔高精度地调整为目标的间隔。
片材的实际线速度根据延迟辊43相对于供纸辊42的旋转率(跟随率)来变化。更详细而言，延迟辊43的旋转率根据延迟辊43与片材的摩擦、延迟辊43的摩耗而变化，由于延迟辊43变得不易旋转而成为相对于片材的输送负荷。尤其是，当使后续片材从前方输送片材分离时延迟辊43不旋转，因此，延迟辊43相对于片材的输送负荷大。因此，本实施方式的供纸装置31根据延迟辊43的旋转率求出片材的实际线速度来高精度地调整片材间隔。
下面，参照图2对供纸装置进行说明。图2是本实施方式的供纸装置的示意图。图3是本实施方式的延迟辊和转速传感器的立体图。
如图2所示，在供纸装置31中设置有：搓纸辊41，其从供纸盒11(参照图1)取出片材；供纸辊42，其沿输送路径L输送片材；和延迟辊43，其压接且从动于供纸辊42。供纸辊42通过传动齿轮44连接于搓纸辊41，供纸电机45通过齿轮系(未图示)连接于供纸辊42。通过供纸电机45的驱动，供纸辊42和搓纸辊41旋转，从搓纸辊41向供纸辊42输送片材。
在延迟辊43上连接有扭矩限制器46，通过扭矩限制器46使延迟辊43停止直到作用规定扭矩以上的扭矩为止。即使后续片材重叠于前方输送片材，也通过延迟辊43停止来使后续片材从前方输送片材分离，且通过供纸辊42将前方输送片材向输送路径L送出。在延迟辊43的附近设置有用于检测延迟辊43的转速的转速传感器(转速检测部)51。在后面叙述由转速传感器51检测延迟辊43的转速的检测结构。
在供纸辊42和延迟辊43的下游设置有用于检测片材的前端和后端的通过的片材传感器(片材检测部)55。例如，片材传感器55由反射型的光传感器形成，响应于来自片材的反射光来输出ON/OFF信号。在片材传感器55的输出从OFF信号切换到ON信号的时刻检测到片材前端通过，在片材传感器55的输出从ON信号切换到OFF信号的时刻检测到片材后端通过。另外，片材传感器55也可以由透过型的光传感器形成。
在片材传感器55的下游设置有沿输送路径L输送片材的一对输送辊61、62。输送电机(未图示)通过齿轮系(未图示)连接于一方的输送辊61。另一方的输送辊62通过弹簧63被推压在一方的输送辊61上，另一方的输送辊62压接且从动于一方的输送辊61。输送辊61的齿轮系及输送电机独立于供纸辊42的齿轮系及供纸电机45，因此，能够单独控制输送辊61和供纸辊42。
在一对输送辊61、62的下游设置有用于向二次转印部32(参照图1)送出片材的一对对位辊(resist roller)65、66。在一方的对位辊65上通过齿轮系(未图示)连接有对位电机(未图示)。另一方的对位辊66被弹簧67推压在一方的对位辊65上，另一方的对位辊66压接且从动于一方的对位辊65。与图像形成动作同步从对位辊65、66向二次转印部32输送片材，通过二次转印部32将图像转印在片材的表面上。
在供纸装置31中设置有总括控制装置各部的控制部70。控制部70使供纸辊42加速来调整片材间隔。当前方输送片材的后端已通过片材传感器55且后续片材的前端已通过片材传感器55时，控制部70使供纸辊42的旋转加速规定时间来调整前方输送片材的后端和后续片材的前端的片材间隔。供纸辊42加速前和加速后的转速使用事先根据实验、经验或理论求得的值。另外，在控制部70中设置有片材间隔测定部71、旋转率计算部72、实际线速度计算部73和片材间隔调整部74。
片材间隔测定部71根据由片材传感器55检测前方输送片材的后端和后续片材的前端的检测结果来测定片材间隔。从片材传感器55向片材间隔测定部71输入ON/OFF信号来作为片材的前端和后端的检测信号，根据ON/OFF信号的切换来检测前方输送片材的后端和后续片材的前端。然后，根据前方输送片材的后端与后续片材的前端的检测时刻的时间间隔和片材的设定线速度来测定片材间隔。另外，片材的设定线速度使用事先根据实验、经验、或者理论求得的值。
旋转率计算部72根据延迟辊43的转速来计算延迟辊43相对于供纸辊42的旋转率。当测定片材间隔时从转速传感器51向旋转率计算部72输入延迟辊43的转速，根据使供纸辊42加速前的延迟辊43的转速和供纸辊42的转速来计算延迟辊43相对于供纸辊42的旋转率。当设供纸辊42加速前的转速为N0，设延迟辊43的转速为N1时，延迟辊43的旋转率α由下式(1)表示。
(1)α＝(N1/N0)×100
实际线速度计算部73根据延迟辊43的旋转率和供纸辊加速后的片材的理论线速度来计算片材的实际线速度。当设供纸辊42加速后的转速为N2，设供纸辊42的直径为R时，片材的理论线速度V由下式(2)来表示。并且，当设片材的理论线速度为V，设延迟辊43的旋转率为α时，片材的实际线速度Vr由下式(3)来表示。另外，当延迟辊43的旋转率α在70[％]以下时，对片材的理论线速度V乘以固定值(例如，0.85)得到的数值被作为片材的实际线速度Vr来使用。
(2)V＝N2×R
(3)Vr＝V×(100-(100-α)/2)/100
例如，在延迟辊43完全跟随供纸辊42的情况下(α＝100[％])，片材的实际线速度Vr与片材的理论线速度V一致(Vr＝V)。在延迟辊43仅以70[％]跟随供纸辊42的情况下(α＝70[％])，片材的实际线速度Vr为片材的理论线速度V的0.85倍(Vr＝0.85V)。另外，延迟辊43的旋转率α和片材的实际线速度Vr根据供纸装置31的结构而不同，因此，并不限定于上述的计算方法，而适宜地采用与规格对应的计算方法。
片材间隔调整部74根据片材的实际线速度和片材间隔的测定值来设定供纸辊42的加速时间且以使片材间隔接近目标值的方式进行调整。从实际线速度计算部73向片材间隔调整部74输入供纸辊加速后的片材的实际线速度，从片材间隔测定部71向片材间隔调整部74输入片材间隔的测定值。当设片材的实际线速度为Vr，设片材间隔的测定值为X，设片材间隔的目标值为Xa时，供纸辊42的加速时间t由下式(4)来表示。据此，使供纸辊42加速将片材间隔调整为目标的间隔所需的时间来调整片材间隔。
(4)t＝(X-Xa)/Vr
另外，控制部70的各部可以使用处理器由软件来实现，也可以由形成为集成电路等的逻辑电路(硬件)来实现。在使用处理器的情况下，通过处理器读出存储在存储器中的程序并执行该程序来实施各种处理。作为处理器，例如使用CPU(Central ProcessingUnit)。存储器根据用途由ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等中的一个或者多个存储介质来构成。
接着，对通过转速传感器51检测延迟辊43的转速的检测结构简单地进行说明。如图3所示，转速传感器51是所谓的反射型的光传感器，并形成为：向延迟辊43的外周面照射检测光，且根据来自延迟辊43的外周面的反射光来检测延迟辊43的转速。延迟辊43的外周面的一端部呈阶梯状凹进。在延迟辊43的上方部位形成有片材的输送面47，在延迟辊43的下级台阶部位，反射来自转速传感器51的检测光的第1反射面48、第2反射面49沿周向交替形成。
第1反射面48形成为能够向转速传感器51反射检测光，第2反射面49以向远离转速传感器51的方向反射检测光的方式来倾斜。在转速传感器51中设置有测量器53，从传感器部52向测量器53输出作为ON/OFF信号的脉冲信号，通过测量器53根据脉冲信号求出延迟辊43的转速。通过这样的简易结构来检测延迟辊43的转速。另外，第1反射面48、第2反射面49形成在延迟辊43的外周面中的直径比片材的输送面47小的部位，因此能够抑制第1反射面48、第2反射面49与片材相干涉而发生卡纸。
另外，在本实施方式中，转速传感器51根据第1反射面48、第2反射面49的倾斜的差异来检测延迟辊43的转速，但转速传感器51也可以形成为能够检测延迟辊43的转速。例如，转速传感器51也可以根据第1反射面48、第2反射面49的反射率的差异来检测延迟辊43的转速。另外，转速传感器51也可以由1个反射面来检测延迟辊43的转速。另外，也可以在延迟辊43的旋转轴上安装脉冲板，转速传感器51由透过型的光传感器来形成。
参照图4A和图4B对片材间隔的调整动作进行说明。图4A是表示本实施方式的供纸辊加速前的片材的输送状态的图。图4B是表示本实施方式的供纸辊加速后的片材的输送状态的图。在此，适宜地使用图2的附图标记来进行说明。
如图4A所示，当从一对输送辊61、62向对位辊65、66送出前方输送片材S1时，后续片材S2被从搓纸辊41向供纸辊42和延迟辊43送出。此时，供纸辊42正以加速前的转速输送片材。当前方输送片材S1的后端通过片材传感器55且后续片材S2的前端通过片材传感器55时，根据片材传感器55检测到前方输送片材S1的后端和后续片材S2的前端的检测时刻，由片材间隔测定部71来测定片材间隔。
此时，通过转速传感器51检测延迟辊43的转速，通过旋转率计算部72根据供纸辊42的转速和延迟辊43的转速求出延迟辊43的旋转率。接着，通过实际线速度计算部73根据延迟辊43的旋转率和供纸辊加速后的片材的理论线速度求出片材的实际线速度，通过片材间隔调整部74根据片材的实际线速度、片材间隔的测定值、片材间隔的目标值设定供纸辊42的加速时间。据此，求得在使供纸辊42加速时片材间隔达到目标值为止的时间。
然后，如图4B所示，使供纸辊42加速由片材间隔调整部74求得的加速时间，在该加速时间内后续片材S2以实际线速度被向前方输送片材S1输送。据此，前方输送片材S1与后续片材S2的片材间隔接近目标值，在保持该片材间隔的状态下向定影装置33(参照图1)输送前方输送片材S1和后续片材S2。由此，通过缩小前方输送片材S1与后续片材S2的片材间隔来确保生产率，通过缩小片材间隔，相应地在定影装置33中将片材的线速度抑制得较低，据此降低定影温度来实现省电。
综上所述，根据本实施方式，当使供纸辊42加速来调整片材间隔时，使用从动于供纸辊42的延迟辊43的旋转率，求出考虑到延迟辊43相对于片材的输送负荷的片材的实际线速度。据此，即使在由于延迟辊43的输送负荷而实际线速度低于片材的理论线速度的情况下，也能够根据片材的实际线速度来高精度地调整片材间隔。另外，为了确保生产率而缩小片材间隔，据此能够将定影装置33中的片材线速度抑制得较低而通过降低定影温度来实现节省电力。
另外，在本实施方式中，示例出延迟辊作为从动于供纸辊的从动辊，但从动辊并不限定于延迟辊。从动辊是从动于供纸辊的旋转而旋转的辊即可，并不限定于用于将后续片材从前方输送片材分离的辊。因此，扭矩限制器也可以不连接于从动辊。
另外，在各实施方式中，虽然示例出了打印机作为图像形成装置，但除了复印机和传真机之外，图像形成装置也可以是具有打印功能、复印功能、传真功能等多种功能的多功能一体机。
另外，在各实施方式中，片材是成为图像的形成对象的片材状的物品即可，例如可以是普通纸张、涂布纸、描图纸、OHP(Over Head Projector)投影片。
另外，虽然说明了本实施方式，但作为其他实施方式，也可以将上述实施方式和变形例全部组合在一起或者部分组合在一起。

Claims (9)

1.一种供纸装置，其用于从放置在供纸盒中的堆叠片材来供给片材，其特征在于，
具有：
供纸辊，其沿输送路径输送片材；
从动辊，其压接且从动于所述供纸辊；
转速检测部，其用于检测所述从动辊的转速；和
控制部，其使所述供纸辊加速来调整片材间隔，
所述控制部根据所述从动辊的转速求出所述从动辊相对于所述供纸辊的旋转率，根据该从动辊的旋转率和所述供纸辊加速后的片材的理论线速度求出片材的实际线速度，然后根据片材的实际线速度来调整片材间隔。
2.根据权利要求1所述的供纸装置，其特征在于，
当设所述从动辊的旋转率为α，设所述供纸辊加速前的转速为N0，设所述从动辊的转速为N1时，所述从动辊的旋转率由下式(1)表示，
当设所述供纸辊加速后的片材的理论线速度为V，设所述供纸辊加速后的转速为N2，设所述供纸辊的直径为R时，所述供纸辊加速后的片材的理论线速度由下式(2)表示，
当设片材的实际线速度为Vr时，片材的实际线速度由下式(3)表示，
(1)α＝(N1/N0)×100
(2)V＝N2×R
(3)Vr＝V×(100-(100-α)/2)/100。
3.根据权利要求1或2所述的供纸装置，其特征在于，
具有片材检测部，其用于检测片材的前端和后端的通过，
所述控制部根据所述片材检测部检测到的前方输送片材的后端和后续片材的前端的检测结果来测定片材间隔，并根据片材间隔的测定值与片材的实际线速度以使片材间隔接近目标值的方式对片材间隔进行调整。
4.根据权利要求3所述的供纸装置，其特征在于，
所述控制部根据片材间隔的测定值、片材间隔的目标值和片材的实际线速度来设定所述供纸辊的加速时间，并以使片材间隔接近目标值的方式对片材间隔进行调整。
5.根据权利要求1或2所述的供纸装置，其特征在于，
所述转速检测部向所述从动辊的外周面照射检测光，根据来自所述从动辊的外周面的反射光检测所述从动辊的转速，
在所述从动辊的外周面交替形成第1反射面和第2反射面，其中，所述第1反射面向所述转速检测部反射检测光；所述第2反射面向远离所述转速检测部的方向反射检测光。
6.根据权利要求5所述的供纸装置，其特征在于，
所述第1反射面和所述第2反射面形成在所述从动辊的外周面中的直径比成为片材的输送面的部位小的部位。
7.根据权利要求1或2所述的供纸装置，其特征在于，
所述从动辊是用于使重叠于前方输送片材的后续片材分离的延迟辊。
8.根据权利要求7所述的供纸装置，其特征在于，
具有扭矩限制器，该扭矩限制器连接于所述延迟辊。
9.一种图像形成装置，其特征在于，
具有权利要求1或2所述的供纸装置和定影装置，该定影装置用于使调色剂定影在由所述供纸装置供给的片材上。
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