JP2006103870A - レジストレーション装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高い横レジ合わせを行う。
【解決手段】レジ前ローラに高圧電圧を印加し、この部分にシートを通過させることによって、シートの表面に電荷を形成する。そして、レジストローラにシートに形成された電荷と同極の高圧電圧を印加する。これによって、レジストローラ表面にシート表面に形成させた電荷と同極性の電荷を生じさせることによって、シートに反発力を生じさせ、シートをレジストニップ部へ精度良く導く構成とする。この構成によってレジストローラのループ量は小さくて済み、シートの生産性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置又は原稿画像を読み取るスキャナー等の画像読取装置等に適用されるシートの傾きや位置ずれ等を矯正するレジストレーション装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ等の画像形成及び画像読取りを行う装置では、画像形成部や画像読取り部の直前にシートの姿勢及び位置を合わせるために、シートの斜行補正やシートの位置ずれ補正を行う手段であるレジストレーション手段が使用されているものがある。

ここで、 これらのレジストレーション手段としては、停止しているローラ対のニップにシート先端を突き当ててシートに撓みを作り、シートの弾性によってシート先端をローラニップに沿わせて斜行の補正を行い、その後、所定のタイミングで該ローラ対を回転させ、シートと画像の同期を合わせるという所謂ループレジストレーション方式が主流となっている。

特開昭６１−１２４４４７号公報

しかしながら、上記のループレジストレーション方式では、ループを形成させるためのループ空間が必ず必要となり、装置を大型化させていた。

又、ループ空間が十分に確保できないときは、特にこしの弱い薄紙で座屈によるジャムが発生するという問題もある。

又、シートをレジストローラ対に当接させる際に音が発生したり（所謂ループ音）、又、シートのこしの強さによって斜行補正能力が変わってしまうという問題がある。具体的には、シートにこしが無い薄紙ではシート先端がレジストローラニップに当接する際の当接圧が不足し、シート先端がレジストローラ対に十分当接し切れない場合があり、完全に斜行補正ができない。又、シートのこしが強い厚紙等ではレジストローラのニップに当接させた衝撃でレジストローラ対のニップを突き抜けてしまうという不具合があり、これを防止するためにレジストローラ対に負荷（ブレーキ部材）等を与えることによって対応している場合もあり、製品コストをアップさせている。

更に、シート先端がカールや折れがある場合等にはシート先端がレジストローラ対のニップ部に正確に沿わず、精度良く斜行補正ができない場合が発生し、印字精度として十分に満足できるものではなかった。

又、近年、画像形成装置、画像読取装置がデジタル化されるに従い、 シートとシートの間隔（紙間）を詰め、短い時間の中で多くのシートを処理することによって、例えば画像形成の場合、画像形成のプロセス速度を上げずに実質的な画像形成速度の向上が図られるようになってきている。
一方、従来のアナログ式の装置、例えば複写機においては、１枚のシート（原稿）を読取った後、連続して複写をする場合でも、原稿を露光するための光学装置が複写枚数分往復しなければならず、そのためにシート間の間隔（紙間）が必然的に決まっていた。

しかしながら、原稿の読取り及びその画像形成がデジタル化されることにより、原稿を１度読取った後、その画像情報は電気的に符号化され、メモリに貯えることができるようになっている。そして、画像形成時は、メモリ内の情報を読み出して、レーザ光、ＬＥＤアレイ等の露光装置によって感光体上に原稿の画像情報に対応する画像を形成するため複数枚の複写においても光学装置等のメカニカルな動きが不要となる。

ところが、先に述べたループレジストレーション方式ではループ形成するためにシートを一旦停止させなければならず、シートとシートの間隔（紙間）が必然的に決定されてしまい、実質的な画像形成速度（生産性）を向上させることを大きく阻害していた。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、上記不具合を克服し、印字精度を向上させ、且つ、紙間を小さくすることによって、画像形成装置又は画像読取装置の生産性を高めることができるレジストレーション装置及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、シートのタイミングを取って送り出すレジストレーション装置であって、シートを搬送する搬送手段であるレジストローラ対の少なくとの一方は電気導電性を持った表面を形成し、前記レジストローラ対の搬送方向上流側にある少なくとも一対のレジ前ローラ対の少なくとも一方は電気導電性を持った表面を形成し、前記レジストローラ及びレジ前ローラの表面に電荷を形成する高圧発生装置を有し、前記高圧発生装置は前記レジストローラ及びレジ前ローラの表面に同極性の電荷が形成されるように高圧発生装置を制御する制御手段を持つことを特徴とする。

本発明のレジストレーション装置は、シートをレジスト部にスムーズに入れることができるため、ループ量を小さくすることができる。更に、高精度な斜行補正が期待できる。

又、シート厚み、種類、環境等によってループ量を制御し、レジスト補正後の斜行量によってループ量を制御することによって、更なる斜行補正が期待できる。

又、従来のループレジストレーション方式のようにシートをレジストローラ部にて一旦停止させて、充分なループを形成させた後、搬送するしなくても良い。つまり、ループ量を充分に小さくでき、その結果、紙間を最小限にすることが可能であり、生産性の高い装置を提供することができるばかりでなく、ループ音の発生も少なくて済み、又、薄紙のループ形成時の座屈という問題も軽減できる。当然、ループ空間も少なくて済み、装置の小型化が可能である。更には、シートの先端部のカールや折れ等の先端部変形によって、そのシートがレジストローラ対に挟持前と異なる姿勢で挟持されることになったとしても、そのことに何ら影響されることなく、シートの斜行と斜送を精度良く補正することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るレジストレーション装置を適用した画像形成装置としてのプリンタの断面図である。

図１において、１００はプリンタ、１０１は該プリンタ１００を制御するための制御手段であるコントローラ、１０２はカセットで、カセット１０２内のシートは所定のタイミングで昇降／回転するピックアップローラ１０３とフィードローラ１０４及びリタードローラ１０５の作用によって１枚ずつ分離給紙される。そして、給紙部から給紙されたシートは搬送ローラ１０６によってガイド板１０７，１０８によって構成される搬送路１０９を通過し、ガイド１１０，１１１で構成される搬送路１１２へ受け渡され、レジスト前ローラ対１１３を通過して、レジストローラ対２ａ，２ｂを有するレジストローラ部１に導かれる。このレジストローラ部１にて、シートＳの斜行補正した後にシートは転写部１１５部へと搬送される。

尚、レジストローラ部１における斜行補正の動作に関しては後述する。

１１６は感光ドラムであり、図中時計方向に回転するようになっている。１１７は作像手段たるレーザー変調（レーザースキャナ）であり、そのレーザー光はミラー１１８によって折り返され、感光ドラム１１６上の露光位置１１９に照射されて、感光ドラム１１６上に潜像を形成し、現像器１２０によってトナー像として顕像化される。１２１は感光ドラム１１６上のトナー像をシートＳに転写するための転写帯電器、１２２は感光ドラム１１６とシートを静電分離するための分離帯電器であり、画像形成部を構成する。尚、１２３は転写部であり、この位置にて、感光ドラム１１６上のトナー像がシートＳ上に転写される。

レジストローラ対２ａ，２ｂを通過したシートＳは、その先端を露光開始センサー１２４によって検知され、レーザー変調１１７によるレーザー光の照射が開始される。

尚、上記露光開始センサー１２４から転写部１２３までの距離は感光ドラム１１６のレーザー光照射位置１１９から転写部１２３までの距離と等しい位置に配置されており、これにより、シートＳと感光ドラム１１６上の画像の先端位置の同期を取ることが可能となっている。

１２５は画像形成されたシート材を搬送する搬送ベルト、１２６は定着装置、１２７は排紙ローラである。画像形成されたシート材は、排出ローラ１２７によって排出される。

１２８はスキャナで、図１において、１２９は走査光学系光源、１３０はプラテンガラス、１３１は開閉する原稿圧板、１３２はレンズ、１３３は受光素子（光電変換）、１３４は画像処理部、１３５は画像処理部にて処理された画像処理信号を記憶しておくためのメモリー部である。

走査光学源１２９で読み取られた原稿像は、画像処理部１３４で処理され、電気的に符号化され電気信号１３６に変換されて作像手段たるレーザ変調１１７に伝送される。又、画像処理部にて処理され、符号化された画像情報を一旦メモリー１３５に記憶させて、コントローラ１０１からの信号によって、必要に応じて、レーザ変調１１７に伝送することもできるように構成されている。

ここで、１００はプリンタ、１２８はスキャナであるが、図のように別体の場合もあるが、プリンタ１００とスキャナ１２８が一体の場合もある。

プリンタ１００は別体でも一体でも、レーザ変調１１７に画像形成部の処理信号を入力すれば複写機として機能するし、ＦＡＸの送信信号を入力すればＦＡＸとして機能するし、パソコンの出力信号を入力すれば、プリンタとして機能する。逆に、画像処理部１３４の処理信号をほかのＦＡＸに送信すれば、ＦＡＸとして機能する。

次に、レジストローラ部１周辺の詳細の説明を図２〜図１０を用いて行う。

図は本発明の実施の形態係るレジストレーション装置を示すもので、図２は上視図、図３はレジ周辺断面図であり、図４〜図７は紙がレジに突入する動作を示した動作断面図、図８は電気ブロック図、図９はシーケンスチャート、図１０はレジストローラ部１の動作説明図である。

図２及び図３において、レジストローラ対２ａ，２ｂは、プリンタ１００の前側板４ａと後側板４ｂによりそれぞれの側板に固定された軸受５によって、回転自在に軸支されている。レジストローラ対２ａ，２ｂの上側ローラ２ａの芯金は、金属でローラ表面が１．０×１０１３Ωｍ程の体積抵抗率を持つゴム材料で構成されている。下側ローラ２ｂは、表面性の優れた鉄等の金属材料で形成されている。軸受５は、電気導電性が無い材料（ＰＯＭ等）で構成されている。

又、このレジストローラ対２ａ，２ｂの搬送方向上流側には、レジ前ローラ対３ａ，３ｂが配置され、レジストローラ対２ａ，２ｂと同様に軸受５によって軸支されている。

レジ前ローラ対２ａ，２ｂは、芯金が金属でローラ表面が１．０×１０１３Ωｍ程の体積抵抗率を持つゴム材料で構成されている。

レジストローラ対２ａ，２ｂ及びレジ前ローラ対３ａ，３ｂの一端には電磁クラッチ４が配置されており、タイミングベルト６によって駆動モータ（不図示）からの駆動を伝達している。又、レジストローラ対２ａ，２ｂ及びレジ前ローラ対３ａ，３ｂの反対側には各ローラに給電する給電装置７が設けられており、接点８を介して給電が行われる構成になっている。

レジストローラ対２ａ，２ｂとレジ前ローラ対３ａ，３ｂの間には上ガイド板９ａ、下ガイド板９ｂが配置されており、下ガイド板９ｂに前述した給電装置７から給電を行っている。下ガイド板９ｂは、非導電性樹脂（例えばＰＯＭ等）で構成されたピン１０によって前側板４ａと後側板４ｂに支持されている。給電装置７の接点８によって接触しているピン１１は、鉄等の金属から構成されており、このピン１１から下ガイド板９ｂへ給電を行っている。下ガイド板９ｂは、鉄等の板に高抵抗の樹脂を塗布しても良い。下ガイド板９ｂには角穴９ｂ−１が明いており、この角穴９ｂ−１の下に配置されているレジ前センサー１２によってレジ前位置にシートＳが到達したことを検知する。

図３に示すように、レジストローラ２ａ，２ｂ、レジ前ローラ３ａ，３ｂ、下ガイド板９ｂは、電源１３によって電気的に接続されており、高圧直流電圧を印加できるように構成されている。又、電源１３の電圧値及びＯＮ／ＯＦＦのタイミング等はコントローラ１０１によって制御されている。

次に、シートの斜行を取る動作について説明する（図９参照）。

図１に示すカセット１０２から給紙されたシートＳは、図４に示すように、レジ前ローラ３ａ，３ｂに到達し、挟持搬送される（レジ前ローラ３ａ，３ｂは常時回転）。次に、シートＳは、レジ前センサー１２に先端が到達する（図９のａ）。そのタイミングとほぼ同時に電源１３から例えば＋３ｋＶの直流電圧が発生され、レジ前ローラ３ａ，３ｂ及びレジストローラ２ａ，２ｂ及び下ガイド板９ｂのそれぞれに＋の電界（電荷）が形成される。レジ前ローラ３ａ，３ｂをシートＳが通過した時、シートＳの表面にはプラス電界（電荷）の影響でプラス電界（電荷）が形成される（図１０参照）。

レジストクラッチ４は、レジ前センサー１２でシートＳの先端が検知されてからシートＳがレジストローラ２ａ，２ｂに到達するまでの間にＯＦＦされ（図９のｂ）、所定時間停止した後、再びＯＮする（図９のｃ）。従来例では、この停止時間をシートＳのループ量（送り量）が１０ｍｍ程度になるように設定していたが、本実施の形態においては５ｍｍ以下に設定することができる。その理由は下記に述べる。

そして、シートＳは、図５に示すように表面性の優れた金属のレジストローラ２ａ，２ｂ表面に当接する。しかし、このとき、前述したようにシート先端及び両側には＋電荷が形成されているため、レジストローラ２ａ，２ｂ上に形成された＋電荷と反発し、シートＳとレジストローラ２ａ，２ｂの間の摩擦抵抗が軽減する。この作用によってシートＳはスムーズにレジストローラ２ａ，２ｂのニップ部に入る。

その後、レジストクラッチ４がＯＦＦされ（図９のｂ）、駆動伝達が切り離されることによってシートＳのループが形成される。

図１０はレジストローラ２ａ，２ｂにシートが突入するときの様子を示した断面図である。

レジ前ローラ３ａ，３ｂ、レジストローラ２ａ，２ｂ、レジ前ガイド９ｂに＋３ｋＶの高圧直流電圧を印加することによって、各部材の表面には図に示すように＋電荷（電界）が形成される。シートＳがレジ前ローラ３ａ，３ｂを通過する時にレジ前ローラ３ａ，３ｂからの電荷が注入され表面に＋電荷が形成される。シートＳの表面に形成された＋電荷は、レジ前ガイド９ｂを通過する時に負荷軽減になり、スムーズにレジストローラ２ａ，２ｂのニップ部へ導かれる。又、シートＳがレジストローラ２ａ，２ｂに接触した後、シートＳのループを作り、斜行を補正する時も負荷が殆どないため、従来例よりも少ないループ量でシートＳの斜行を補正できる。

このようにして、所定時間（紙送り量で５ｍｍ以下）、レジストローラ２ａ，２ｂが停止した後、再びレジストクラッチ４に接続信号が入り、シートＳは搬送方向へ搬送される。シートＳの後端をレジ前センサー１２によって検知したならば電源１３をＯＦＦする（図９のｄ）。尚、前述したように、レジ前クラッチ４’及び駆動モータ１４は、シートＳの給紙・搬送中は常時回転している。

斜行が補正されたシートＳは、更に下流側に搬送され、転写部１２３へと導かれる（図７）。その後の動作は前述した通りである。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図１１〜図１３に基づいて説明する。尚、実施の形態１及び従来例と同一の部品は同一符号を記し、説明を省略する。

実施の形態１と異なる部分は、レジストローラ２ａ，２ｂによって、シートＳの斜行を補正した後に露光開始センサー１２４が斜行検知手段を兼ねていること。又、レジ前ローラ３ａ，３ｂにシートＳが入る前にシートＳの厚みを検知する紙厚検知センサー１５を設けていること。シートＳへの電力供給の制御が異なることの３点である。

先ず、シートＳがレジ前ローラ３ａ，３ｂに入る前にシートの厚みを厚み検知センサー１５によって検知する（図１３のａ）。例えば、シートの厚みが薄い時にはレジストローラ２ａ，２ｂ及びレジ前ローラ３ａ，３ｂ及びレジ前ガイド９ｂへ印加する電圧量を小さく制御し、シートＳへ与える帯電量を少なくするようにコントローラ１０１を制御する。逆にシートＳの厚みが厚い時には、帯電量が多くなるようにコントローラ１０１を制御する。この制御を行うことによってシートＳ、レジストローラ２ａ，２ｂ及びレジ前ローラ３ａ，３ｂへの無駄な電力供給をしなくて済む。つまり、シートＳへ適正な電荷を加えるように制御する。

又、シートＳの厚みだけではなく外部環境（温度・湿度）、シートＳの搬送スピード、紙種等によってもシートＳに加える適正な電荷量は異なる。従って、図１に示すプリンタ本体１００の搭載された温湿度センサー（不図示）、紙種情報等に基づいてコントローラ１０１によって所定の演算式をもって演算し、電源１３によって適正な直流電圧を出力するようにしても良い（図１３のｂ）。

その後、レジストクラッチ４をＯＦＦ／ＯＮすることによって適正なループ量を形成する（図１３のｃ，ｄ）。このとき、通常は実施の形態１でも述べたように、シートＳのループ量を５ｍｍ以下にするのであるが、前述した検知手段（紙厚検知センサー１５、温湿度センサー（不図示）、紙種情報、搬送スピード）等の情報に基づいてレジストローラ２ａ，２ｂによって形成させるループ量をコントローラ１０１によって演算し、制御する。例えば、２００ｇ／ｍ² の坪量の紙種においてはループ量を１ｍｍ程度に小さくし、５２ｇ／ｍ² の紙種においてはループ量を５ｍｍ程度に大きくするようにコントローラ１０１を制御し、レジストクラッチ４の動作タイミングを制御する。

次に、シートＳは、その紙幅方向に少なくとも２箇所以上設けている露光開始センサー１２４の検知ズレを検知し（図１３のｅ）、シートＳの斜行量を演算する。その斜行量に応じて、次回からの給紙・搬送・レジ補正制御をコントロールする。つまり、この斜行量によって、レジストクラッチ４のＯＦＦ／ＯＮをコントローラ１０１によって制御し、シートＳのループ量を制御する。

このようにレジストローラ２ａ，２ｂの前後情報によって、シートＳのループ量を制御することによって適正なループを形成し、安定したレジスト補正を行う制御を行う。以下の動作は実施の形態１と同様である。

本発明の実施の形態１を適用した画像形成装置の概略断面図である。 本発明の実施の形態１を適用したレジスト部の上視図である。 本発明の実施の形態１を適用したレジスト部の断面図である。 本発明の実施の形態１を適用したレジスト部の断面図である。 本発明の実施の形態１を適用したレジスト部の断面図である。 本発明の実施の形態１を適用したレジスト部の断面図である。 本発明の実施の形態１を適用したレジスト部の断面図である。 本発明の実施の形態１を適用した画像形成装置のブロック図（一部）である。 本発明の実施の形態１を適用したフローチャートである。 本発明の実施の形態１を適用したレジスト部の動作説明図である。 本発明の実施の形態２を適用したレジスト部の断面図である。 本発明の実施の形態２を適用した画像形成装置のブロック図（一部）である。 本発明の実施の形態２を適用したフローチャートである。

符号の説明

１ レジストレーション装置
２ａ，２ｂ レジストローラ対
３ａ，３ｂ レジ前ローラ対
１３ 高圧発生装置
１０１ 制御手段（コントローラ）

Claims (7)

1. シートのタイミングを取って送り出すレジストレーション装置であって、
   シートを搬送する搬送手段であるレジストローラ対の少なくとの一方は電気導電性を持った表面を形成し、
   上記レジストローラ対の搬送方向上流側にある少なくとも一対のレジ前ローラ対の少なくとも一方は電気導電性を持った表面を形成し、
   上記レジストローラ及びレジ前ローラの表面に電荷を形成する高圧発生装置を持ち、上記高圧発生装置は上記レジストローラ及びレジ前ローラの表面に同極性の電荷が形成されるように高圧発生装置を制御する制御手段を有することを特徴とするレジストレーション装置。
2. 前記レジストローラ対とレジ前ローラ対の間に配置されたガイド板に前記高圧発生装置から該レジストローラ対及び該レジ前ローラ対の表面に形成された前記電荷と同極性の電荷を発生させることを特徴とする請求項１記載のレジストレーション装置。
3. 前記レジストローラ対の上流側に設けたシート厚検知手段によって検知された検知信号に応じて、前記高圧発生装置から出力される出力電圧を上記制御手段によってコントロールすることを特徴とする請求項１又は２記載のレジストレーション装置。
4. 前記シート厚検知手段、レジストレーション装置を搭載している画像形成装置内に配置している温湿度センサー、該画像形成装置でシートを搬送する搬送スピード、該画像形成装置で設定している紙種等の情報に基づいて前記高圧発生装置から出力される出力電圧を上記制御手段によってコントロールすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のレジストレーション装置。
5. 前記レジストローラ対に対して搬送方向下流側にシートの斜行量を検知するシート斜行量検知手段を設け、この情報に基づいて前記高圧発生装置から出力される出力電圧を前記制御手段によってコントロールすることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のレジストレーション装置。
6. 前記レジストローラ対の少なくとも一方、前記レジ前ローラ対の少なくとも一方、前記ガイド板の表面は各部材に電圧を印加したときに表面に電荷が形成し易いように電気的に高抵抗な部材で構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のレジストレーション装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のレジストレーション装置と、該レジストレーション装置により整合されたシートに画像を形成する画像形成手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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