JP2006137579A - 用紙搬送装置及びこれを使用した画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 用紙センサbにより用紙センサbの位置を先行紙後端が抜けたことが検知されたことをトリガとして先行紙用紙後端抜け後一定時間T1(≧0)後に第1搬送ローラ対1の駆動を開始して後行紙を搬送すると共に、先行紙後端が用紙センサbを抜けてから後行紙先端が用紙センサbに達するまでの紙間時間t1の測定を行い、測定された紙間時間t1の値に応じて後行紙先端が第1搬送ローラ対1に達した後に後行紙を用紙線速V2で増速して搬送する時間、あるいは後行紙を停止する時間等の搬送タイミングを決定する。
【選択図】 図19
Description
この実施例ではピックアップローラ3、フィードローラ4、リバースローラ5は1つのモータで駆動されている。1枚に分離された用紙2aの先端が用紙センサa(C)に達するとピックアップローラ3が上昇するとともに駆動が切れ、ピックアップローラ3による用紙の搬送が無くなる。その後用紙はフィードローラ4の搬送力により搬送され、第1搬送ローラ対1(E)に達する。フィードローラ4の駆動は、フィードローラ4の駆動開始後一定時間t1後に切れるが、このときの用紙先端位置は用紙先端が第1搬送ローラ対1(E)に達した後となるよう設定されている。
フィードローラ4の駆動が切れた後は用紙は第1搬送ローラ対1(E)により送られる。その後、用紙先端が用紙センサb(G)、第2搬送ローラ対2(E’)、用紙センサFを通過する。用紙先端が用紙センサFを通過したこと(=センサFが用紙先端を検知したこと)をトリガとして感光体への画像書込みが開始される(センサFがONしてから20msec後に画像書込みスタートというような制御による。)。
第1搬送ローラ対1(E)、第2搬送ローラ対2(E’)はそれぞれ別のモータ(図示せず)で駆動されている。用紙先端が用紙センサC(I)に達してから時間t2経過後(このとき用紙先端はレジストローラ(J)に達するようにt2が設定されており、このときレジストローラは停止している。この時間t2の設定により、用紙先端はレジストローラの前でたるみを作りスキュー補正を行う。この例ではt2=37.5msec)に搬送ローラモータはOFFとなり、第1搬送ローラ対1(E)、2(E’)は駆動OFFとなる。
その後、レジストローラJの駆動ONと同時に搬送ローラ用のモータはONとなり、第1搬送ローラ対1(E)、第2搬送ローラ対2(E’)は回転を始め、用紙は感光体6と転写ローラ7からなる転写部に送られ画像を転写される。レジストローラONのタイミングは、用紙センサFがON後時間t3後にONとなるよう設定されている。これにより感光体6に書き込まれた画像と用紙位置を合わせている。
しかし、給紙部で紙間を空けていることによる不具合も生じている。即ち、近年、コピー、プリンタ等の画像形成装置において生産性向上等の理由から紙間をできるだけ短縮したいというニーズが大きくなってきている。そして、搬送される用紙の紙間の間隔を短縮して生産性を向上しようとするものが提案されて公知である(特許文献1、特許文献2を参照)。
これは、同一線速(用紙送り速度)であれば紙間距離が短いほどコピー、プリントの速度が速くできることから、従来より、低コスト化を求め(同一プリント速度を狙うのであればローラの回転数をあげる必要がないためモータ等の部品として1ランク低価格のものを使用できる)、静音化(同一プリント速度を狙うのであればローラの回転数をあげる必要がないためモータの騒音を下げられる)、耐久性の向上(紙間で余分にモータを回す必要がないことなどから耐久性を向上できる)などを目的とするものである。
1.給紙時の用紙スリップのバラツキによる紙間バラツキ
用紙は用紙を搬送するローラの搬送力と用紙を搬送する際の負荷との関係によりスリップを生じながら搬送される。このとき搬送力が負荷に対して充分に大きいとスリップは小さく安定した線速で送られる。しかし、一般に給紙用ローラによる用紙搬送では、分離部での負荷が給紙用ローラの搬送力に対して比較的大きい場合が多く、また分離状態、用紙の種類などによっても負荷のバラツキを生じる。また、ローラの経時でのゴムの劣化、紙粉、汚れ等の付着による摩擦係数の低下等の影響によって搬送力がバラツキやすい。このため、他の搬送用ローラなどに比べてスリップが大きく、またそのバラツキも大きくなりやすい。
この結果として、給紙開始から用紙先端が第1搬送ローラ対1に送られるまでの間で用紙線速がバラツキやすく、結果として紙間のバラツキが大きくなってしまう(用紙先端が第1搬送ローラ対1に噛んだ後は搬送ローラの搬送力が加わるため、負荷に対して用紙の搬送力が十分に大きくなり、スリップによる線速のバラツキは小さくなる。)。紙間のバラツキが大きくなると紙間がばらついた状態で必要な紙間を確保するためには紙間の中央値を大きめに設定し、紙間がばらついても必要な紙間を確保できるようにする必要があった。このため、紙間を小さくするためには紙間のバラツキを小さくする必要がある。
2.用紙の待機位置のバラツキによる紙間距離のバラツキ
給紙される用紙の先端位置は用紙の待機位置(図19の(A))から分離部(図19の(B))までの間で待機している。従来の給紙部で紙間を空ける方式で用紙を連続して給紙する場合、用紙の先端位置のバラツキが紙間距離のバラツキとなってしまう。このため、上記1と同様に紙間のバラツキが大きくなると紙間がばらついた状態で必要な紙間を確保するためには紙間の中央値を大きめに設定し、紙間がばらついても必要な紙間を確保できるようにする必要があった。
つまり、従来構成では、紙間を小さくすることが困難であった。
そこで、本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、給紙動作における紙間バラツキを低減し、紙間を小さくすることができる用紙搬送装置及びこれを使用した画像形成装置を提供することを目的とする。
また、請求項2に記載の発明では、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達したことが検知され、紙間時間t1が測定された後の後行紙の搬送速度、タイミングは紙間時間t1≧設定時間Taのとき(ただしTa=一定値)、前記用紙センサ位置に後行紙先端が達した後、時間Tb間は前記第1搬送ローラ対の回転数を上げることで通常の速度より速い用紙線速V2で後行紙を搬送し、用紙センサ位置に後行紙先端が達した後、時間Tb経過後は前記第1搬送ローラ対の回転数を通常の回転数に戻すことで通常の用紙線速V1で後行紙を搬送するように設定した用紙搬送装置を主要な特徴とする。
また、請求項4に記載の発明では、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達したことが検知され、紙間時間t1が測定された後の後行紙の搬送速度、タイミングは紙間時間t1<設定時間Taのとき(ただしTa=一定値)、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達した後、時間Tc間は前記第1搬送ローラ対の回転を停止することで後行紙の搬送を停止し、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達した後、時間Tc経過後はそこから更に時間Td経過するまでは前記第1搬送ローラ対の回転数を上げることで通常の速度より速い用紙線速V2で後行紙を搬送し、時間Td経過後は前記第1搬送ローラ対の回転数を通常の回転数に戻すことで通常の用紙線速V1で後行紙を搬送するように設定した用紙搬送装置を主要な特徴とする。
また、請求項5に記載の発明では、時間TbがTb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)ただし、Ta=L/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、時間TcがTc=Ta−t1の関係から得られる計算値又は前記計算値を用いた場合と同様の効果を得られるように予めデータテーブル内に設定してあるデータを参照して求められる値である用紙搬送装置を主要な特徴とする。
また、請求項7に記載の発明では、前記用紙センサの位置を前記第1搬送ローラ対の位置より前記用紙積載部に積載された用紙の先端位置から前記分離手段の位置までの距離よりも大きく離れた搬送路の下流側に設けた用紙搬送装置を主要な特徴とする。
また、請求項8に記載の発明では、前記用紙センサにより前記用紙センサの位置を先行紙後端が抜けたことが検知されたことをトリガとして先行紙用紙後端抜け後一定時間T1(≧0)後に前記第1搬送ローラ対の駆動を開始する際の前記第1搬送ローラ対により送られる後行紙の用紙線速は前記第1搬送ローラ対の駆動開始から前記用紙センサに後行紙先端が達するまでの一部の区間、あるいは全区間において後行紙用紙線速が通常線速V1より速い増速線速V2にて送られるように前記第1搬送ローラ対の回転数が制御される用紙搬送装置を主要な特徴とする。
また、請求項9に記載の発明では、用紙に画像を形成するための画像形成部と、
前記画像形成部に用紙を搬送する請求項1〜8のいずれかに記載の用紙搬送装置とを備えた画像形成装置を主要な特徴とする。
また、請求項10に記載の発明では、前記画像形成部は電子写真方式で形成したトナー画像を用紙に転写して用紙上に画像を形成する画像形成装置を主要な特徴とする。
また、測定した紙間時間が大きいときは、後行紙線速を増速(V2)にてある時間Tb搬送することで紙間を詰め、その後通常の用紙線速V1に戻すことで紙間のバラツキを低減することが可能となる。
また、測定した紙間時間が小さいときは、後行紙をある時間Tc停止することで紙間をあけ、その後通常の用紙線速V1で搬送を再開することで紙間のバラツキを低減することが可能となる。
また、測定した紙間時間が小さいときは、後行紙をある時間Tc停止することで紙間をあけ、その後一定時間Td増速V2で搬送を再開し、その後通常の用紙線速V1に戻すことで紙間のバラツキを低減することが可能となる。
また、時間Tb、TcをTb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)ただし、Ta=L/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Tc=Ta−t1と設定することにより、補正後の紙間距離≒狙いの紙間距離Lとすることができ、紙間のバラツキを効果的に減少させることが可能となる。
また、時間Tb、TcをTb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Tdただし、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Td=一定時間、Tc=Ta−t1と設定することにより、補正後の紙間距離≒狙いの紙間距離Lとすることができ、紙間のバラツキを効果的に減少させることが可能となる。
また、用紙センサによる紙間時間測定の前に後行紙の用紙線速を速くすることで測定時の紙間をより小さくすることが可能である。これにより、測定紙間時間t1とそのバラツキもあらかじめより小さくできることから、以降の後行紙用紙線速、搬送タイミングによる紙間補正の効果と合わせてより大きな紙間のバラツキに対応可能である。
また、画像形成装置にこの紙間補正を行う用紙搬送装置を設けることで紙間バラツキを小さく保つことが可能なことから、小紙間による生産性向上、低コスト、耐久性UP、静穏化等の効果を得ることができる。
また、電子写真方式の画像形成装置に紙間補正を行う用紙搬送装置を設けることで紙間バラツキを小さく保つことが可能なことから、小紙間による生産性向上、低コスト、耐久性UP、静穏化等の効果を得ることができる。
図19において、用紙センサb(G)は用紙の有無を検知するセンサであり、従来技術では第1搬送ローラ対1と第2搬送ローラ対2と間の用紙の挙動(用紙先端が用紙センサbに達するタイミング、後端が用紙センサbを抜けたタイミング等)を観察する目的で使用している。これらのタイミングが規定値より大きく外れた値である場合、例えば、用紙センサbがずっとONしたままの状態となった場合にはセンサ部分で用紙が停止したまま(JAM)であると判断し、異常をパネル上に表示する、あるいは、規定時間を過ぎてもセンサがONしない場合には用紙が不給紙であると判断し、同様に異常をパネル上に表示する、等の目的で使用されている。この働きに加え、本発明を実施するための最良の形態では、紙間無しで給紙され、送られてきた用紙に一定の紙間をあけるためにも使用している。
用紙センサb(G)の位置は、第1搬送ローラ対1(E)からLE−G(以下、Lは距離を意味する記号として用いる)の距離に設けられており、用紙先端が第1搬送ローラ対1から距離LE−Gに達したときにセンサON、用紙の後端が第1搬送ローラ対1から距離LE−Gに達したときにセンサOFFとなる様設けられている。このとき、距離LE−Gは用紙セット時の用紙先端待機位置(A)から分離部(B)までの距離LA−B に対して、LE−G>LA−Bとなる関係にある。
この例で示したFRR分離方式の給紙機構の場合、用紙先端の待機位置は用紙セット時の用紙先端待機位置(A)から分離部(B)までの間でばらつく。この待機位置のバラツキにより、給紙部で用紙の紙間をあけずに連続して給紙する場合、先行紙の後部と後行紙の前部が最大で距離LA−B重なって給紙される場合がある。本発明を実施するための最良の形態では、LE−G>LA−Bとなる関係に用紙センサbの位置を設けており、これは、先行紙の後部と後行紙の前部との重なり量をD、その最大値をDmaxとしたとき、第1搬送ローラ対1からの距離がDmax(=LA−B)の距離より下流の箇所に用紙センサbを設けることを狙ったものである。
なお、給紙開始時、その給紙が連続給紙であれば(プリンタのコントロ−ラからの指示、PPCのコピー枚数からの指示などにより判断する)、給紙部では紙間を空けずに連続給紙を開始する。
1:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が重なって送られる場合の例(図1、図19、図2〜図6)
2:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が紙間0で送られる場合の例(図1、図19、図7〜図11)
3:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が若干の紙間があいた状態で搬送される場合の例(図1、図19、図12〜図16)
1:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が重なって送られる場合の例
図2〜図6は、給紙部で紙間を空けずに連続給紙を行ったときに用紙待機位置のバラツキにより用紙が重なって送られる場合の概略断面図である。なお、図中、ロ−ラ、センサ等の横に記載されている数値はこの例での用紙積載位置からの距離(mm)である。まず、給紙部で連続して給紙された用紙は、図2のように、先行紙P1後端と後行紙P2先端が重なって送られ、先行紙後端が第1搬送ローラ対1を抜けた以降のタイミング(この例では第1搬送ローラ対1から10mm送られたタイミング)で第1搬送ローラ対1が停止することにより後行紙の搬送が停止する(図1のステップS1〜ステップS5)。
このときの重なり量の最大値Dmaxは、用紙セット時の用紙先端待機位置(A)から分離部(B)までの距離LA−Bであり(この例では24.5mm)、用紙センサbの位置は搬送ローラ1からの距離LE−Gであり、重なり量の最大値Dmax=LA−Bより大きいことから、後行紙先端は用紙センサbに達していない位置で停止している。
次に、図4に示すように、後行紙先端が用紙センサbに達すると、紙間時間t1の測定が完了され(図1のステップS9〜ステップS10)、測定されたt1の値から以降の後行紙の搬送速度、タイミングが制御部にて決定される(図5参照)。なお、この例では、Ta=L/V1=15mm/(362mm/s)=41.4ms、Tb=V1/(V2−V1)×(t1−Ta)、Tc=Ta−t1、補正後の紙間距離狙い値=15mmとする。
本例では、後行紙の搬送速度、タイミングは制御部にて紙間時間t1から演算することにより決められる(図5において、t1=11ms、Ta=41.4msなのでt1<Ta、よってここから時間Tcだけ後行紙を停止する。Tc=Ta−t1=41.4−11=30.4ms)が、制御部に格納されたデータテーブルを参照して決める方法もある。
本例では、測定された紙間時間t1=11msであり、設定値Ta=41.4msより小さく、t1<Taである。このため、後行紙は後行紙先端が用紙センサbに達したタイミングで第1搬送ローラ対1の駆動を停止され、後行紙の搬送が停止した後、時間Tc経過後に通常の用紙線速V1で搬送を再開される(図6参照)。そして、給紙枚数が設定値に達すると動作を終了する(図1のステップS11、ステップS15〜ステップS17)。
停止時間Tcは、Tc=Ta−t1、ただし、Ta=L/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、の計算式にて求められる値である。
停止時間Tc経過後に後行紙の搬送が通常用紙線速V1で再開されたときの紙間距離は、
補正後紙間距離=(t1+Tc)×V1={t1+(Ta−T1)}×V1=Ta×V1、上記式Ta=L/V1より、補正後紙間時間=L/V1×V1=Lとなり、狙いの紙間距離Lに補正される。この例では、停止時間Tcの設定によって補正後の紙間距離=Lとなるようにしている。
図7〜図11は、給紙部で紙間を空けずに連続給紙を行ったときに用紙待機位置のバラツキにより用紙が重なって送られる場合の概略断面図である。まず、給紙部で連続して給紙された用紙は、図7のように、先行紙と後行紙が紙間0で送られ、先行紙P1後端が第1搬送ローラ対1のニップ部を抜けた以降のタイミング(この例ではで第1搬送ローラ対1から10mm送られたタイミング)で、第1搬送ローラ対1が停止することにより後行紙P2の搬送が停止する(図1のステップS1〜ステップS5)。
次に、図8に示すように、先行紙後端が用紙センサbを抜けたことが検知されると、後行紙P2の搬送が再開される。このときの用紙線速は増速線速V2=500mm/sである。また、同時に用紙センサbにより紙間時間t1の測定が開始される(図1のステップS6〜ステップS8)。
次に、図9に示すように、後行紙先端が用紙センサbに達すると、紙間時間t1の測定が完了され(図1のステップS9〜ステップS10)、測定されたt1の値から以降の後行紙の搬送速度、タイミングが制御部にて決定される(図10参照)。なお、この例では、Ta=L/V1=15mm/(362mm/s)=41.4ms、Tb=V1/(V2−V1)×(t1−Ta)、Tc=Ta−t1、補正後の紙間距離狙い値=15mmとする。
本例では、測定された紙間時間t1=60msであり、設定値Ta=41.4msより大きく、t1≧Taである。このため、後行紙は後行紙先端が用紙センサbに達してから時間Tbを経過するまでの区間で通常の用紙線速V1より速い増速線速V2で後行紙が搬送されるように第1搬送ローラ対1の回転数を制御し、時間Tb経過後に通常用紙線速V1で搬送される(図11参照)。そして、給紙枚数が設定値に達すると動作を終了する(図1のステップS11、ステップS12〜ステップS17)。
増速時間Tbは、Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)、ただし、Ta=L/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、の計算式にて求められる値である。増速時間Tb経過後に後行紙の搬送が通常用紙線速V1に切替わったときの紙間距離は、
補正後紙間距離=t1×V1−Tb×(V2−V1)、上記式Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)より、補正後紙間時間=t1×V1−{(t1−Ta)×V1/(V2−V1)}×(V2−V1)=Ta×V1=L
となり、狙いの紙間距離Lに補正される。この例では、増速時間Tbの設定によって補正後の紙間距離=Lとなるようにしている。
この例では給紙部で紙間0を狙って連続給紙の動作を行うが、用紙のスリップ等で若干の紙間があいた状態で搬送される場合である(紙間があることを除いては上記2の例と同じ動作を行う。)。図12〜図16は、給紙部で紙間を空けずに連続給紙を行ったときに、給紙部では紙間があいていない(=紙間0mm)状態で連続給紙されるが、その後後行紙P2の用紙スリップにより(後行紙は分離部の負荷がかかるのでスリップによる搬送の遅れを生じやすい。)若干の紙間があいた状態で用紙が送られる場合の概略断面図である。
まず、給紙部で連続して給紙された用紙は、図12のように先行紙P1と後行紙P2が若干の紙間Aをあけて(ここではA=10mm)で送られ、先行紙後端が第1搬送ローラ対1のニップ部を抜けた以降のタイミング(この例では第1搬送ローラ対1から10mm送られたタイミング)で第1搬送ローラ対1が停止することにより後行紙の搬送が停止する(図1のステップS1〜ステップS5)。
次に、図13に示すように、先行紙後端が用紙センサbを抜けたことが検知されると、第1搬送ローラ対1の駆動開始により後行紙の搬送が再開される。このときの用紙線速は増速線速V2=500mm/sである。また、同時に用紙センサbにより紙間時間t1の測定が開始される(図1のステップS6〜ステップS8)。
次に、図14に示すように、後行紙先端が用紙センサbに達すると、紙間時間t1の測定が完了され(図1のステップS9〜ステップS10)、測定されたt1の値から以降の後行紙の搬送速度、タイミングが制御部にて決定される(図15参照)。なお、この例では、Ta=L/V1=15mm/(362mm/s)=41.4ms、Tb=V1/(V2−V1)×(t1−Ta)、Tc=Ta−t1、補正後の紙間距離狙い値=15mmとする。
本例では、測定された紙間時間t1=80msであり、設定値Ta=41.4msより大きく、t1≧Taである。このため、後行紙は後行紙先端が用紙センサbに達してから時間Tb経過までの区間で通常の用紙線速V1より速い増速線速V2で後行紙が搬送されるように第1搬送ローラ対1の回転数を制御し、時間Tb経過後に通常用紙線速V1で搬送される(図16参照)。そして、給紙枚数が設定値に達すると動作を終了する(図1のステップS11、ステップS12〜ステップS17)。
増速時間Tbは、Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)、ただし、Ta=L/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、の計算式にて求められる値である。増速時間Tb経過後に後行紙の搬送が通常用紙線速V1に切替わったときの紙間距離は、
補正後紙間距離=t1×V1−Tb×(V2−V1)、上記式Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)より、補正後紙間時間=t1×V1−{(t1−Ta)×V1/(V2−V1)}×(V2−V1)=Ta×V1=L
となり、狙いの紙間距離Lに補正される。この例では、増速時間Tbの設定によって補正後の紙間距離=Lとなるようにしている。
したがって、実施例1では、用紙の紙間が空けられる位置が搬送の負荷(分離負荷、用紙のコシ、ガイド板との摺動などによる搬送負荷など)に対して充分に搬送力が大きい状態、即ち用紙線速が安定している状態となる位置(第1搬送ローラ対1のニップよりも下流側)であることから、従来、用紙線速の不安定な給紙部で紙間をあけていたのに対して、本発明では紙間のバラツキを小さく抑えることができる。また、用紙センサにより紙間時間を測定し、その値により後行紙の増速時間、タイミング等を決定し、紙間の補正を行うことから補正後の紙間のバラツキの低減が可能である。これにより、紙間のバラツキを考慮して設定していた紙間の設定値を小さくすることが可能となる。
また、測定した紙間時間が小さいとき(上記1の例)は、後行紙をある時間Tc停止することで紙間をあけ、その後通常の用紙線速V1で搬送を再開することで紙間のバラツキを低減することが可能となる。
また、上記の時間Tb、TcをTb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)、ただし、Ta=L/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Tc=Ta−t1と設定することにより、補正後の紙間距離≒狙いの紙間距離Lとすることができ、紙間のバラツキを効果的に減少させることが可能となる。
また、給紙前の用紙の待機位置のバラツキがある場合でも待機位置のバラツキにより用紙を紙間を空けず連続給紙する場合に用紙の一部が重なって送られる場合でも後行紙停止時に後行紙先端が用紙センサbに達しないことから、用紙が重なっている状態でも用紙センサbにより先行紙のセンサ抜けタイミングの検知、紙間時間t1の測定が可能であり、これにより上記のような紙間の補正を可能である。この結果として、紙間のバラツキを抑えることが可能であり、これにより、紙間のバラツキを考慮して設定していた紙間の設定値を小さくすることが可能となる。
また、用紙センサbによる紙間時間測定の前に後行紙の用紙線速を速くすることで、測定時の紙間をより小さくすることが可能である。これにより、測定紙間時間t1とそのバラツキもあらかじめより小さくできることから以降の後行紙用紙線速、搬送タイミングによる紙間補正の効果と合わせてより大きな紙間のバラツキに対応可能である。
画像形成装置にこの紙間補正を行う用紙搬送装置を設けることで紙間バラツキを小さく保つことが可能なことから小紙間(紙間隔が短いこと)による生産性向上、低コスト、耐久性UP、静穏化等の効果を得ることができる。
また、電子写真方式の画像形成装置にこの紙間補正を行う機能を備えた用紙搬送装置を設けることで紙間バラツキを小さく保つことが可能なことから、小紙間による生産性向上、低コスト、耐久性UP、静穏化等の効果を得ることができる。
4:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が重なって送られる場合の例(図18、図19、図2〜図4、図17、図6)
5:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が紙間0で送られる場合の例(図18、図19、図7〜図11)
6:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が若干の紙間があいた状態で搬送される場合の例(図18、図19、図12〜図16)
4:連続給紙にて先行紙後端と後行紙先端が重なって送られる場合の例
図2〜図4、図17、図6は給紙部で紙間を空けずに連続給紙を行ったときに用紙待機位置のバラツキにより用紙が重なって送られる場合の概略断面図である。まず、給紙部で連続して給紙された用紙は、図2のように、先行紙後端と後行紙先端が重なって送られ、先行紙後端が第1搬送ローラ対1を抜けた以降のタイミング(この例では第1搬送ローラ対1から10mm送られたタイミング)で、第1搬送ローラ対1が停止することにより後 行紙の搬送が停止する(図18のステップS21〜ステップS25)。
このときの重なり量の最大値Dmaxは、用紙セット時の用紙先端待機位置(A)から分離部(B)までの距離LA−Bであり(この例では24.5mm)、用紙センサbの位置は搬送ローラ1からの距離LE−Gであり、重なり量の最大値Dmax=LA−Bより大きいことから、後行紙先端は用紙センサbに達していない位置で停止している。
次に、図4に示すように、後行紙先端が用紙センサbに達すると、紙間時間t1の測定が完了され(図18のステップS29〜ステップS30)、測定されたt1の値から以降の後行紙の搬送速度、タイミングが制御部にて決定される(図5参照)。なお、この例では、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1={15+0.02×(500−362)}/362=49ms、Tb=V1/(V2−V1)×(t1−Ta)+Td、Tc=Ta−t1、Td=20ms(一定時間)、補正後の紙間距離狙い値L=15mmとする。
本例では、後行紙の搬送速度、タイミングは制御部にて紙間時間t1から演算により決められる(図5において、t1=11ms、Ta=49msなのでt1<Ta、よってここから時間Tcだけ後行紙を停止する。Tc=Ta−t1=49−11=38ms)が、制御部に格納されたデータテーブルを参照して決める方法もある。
本例では、測定された紙間時間t1=11msであり、設定値Ta=49msより小さく、t1<Taである。このため、後行紙は後行紙先端が用紙センサbに達したタイミングで第1搬送ローラ対1の駆動を停止され、後行紙の搬送が停止した後、時間Tc経過後に図17の状態において増速線速V2で搬送を再開される(図18のステップS31、ステップS35〜ステップS37)。
停止時間Tcは、Tc=Ta−t1、ただし、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Td=一定時間の計算式にて求められる値である。
停止時間Tc経過後に後行紙の搬送が通常用紙線速V1で再開されたときの紙間距離は、
紙間距離=(t1+Tc)×V1={t1+(Ta−T1)}×V1=Ta×V1
となる。
その後、増速時間Td経過後、図6のように後行紙は用紙線速を通常線速V1に戻される(図18のステップS38、ステップS34)。
このときの紙間距離は補正後紙間距離=Ta×V1−Td×V2+Td×V1=Ta×V1−Td×(V2−V1)となる。上式Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1より、
補正後紙間距離={L+Td×(V2−V1)}/V1×V1−Td×(V2−V1)=L
となり、狙いの紙間距離Lに補正される。この例では、停止時間Tcの設定によって補正後の紙間距離=Lとなるようにしている。そして、給紙枚数が設定値に達すると動作を終了する(図18のステップS39)。
図7〜図11は、給紙部で紙間を空けずに連続給紙を行ったときに用紙待機位置のバラツキにより用紙が重なって送られる場合の概略断面図である。まず、給紙部で連続して給紙された用紙は、図7のように、先行紙と後行紙が紙間0で送られ、先行紙後端が第1搬送ローラ対1を抜けた以降のタイミング(この例ではで第1搬送ローラ対1から10mm送られたタイミング)で第1搬送ローラ対1が停止することにより後行紙の搬送が停止する(図18のステップS21〜ステップS25)。
次に、図8に示すように、先行紙後端が用紙センサbを抜けたことが検知されると、後行紙の搬送が再開される。このときの用紙線速は増速線速V2=500mm/sである。また、同時に用紙センサbにより紙間時間t1の測定が開始される(図18のステップS26〜ステップS28)。
次に、図9に示すように、後行紙先端が用紙センサbに達すると、紙間時間t1の測定が完了され(図18のステップS29〜ステップS30)、測定されたt1の値から以降の後行紙の搬送速度、タイミングが制御部にて決定される。(図10参照)。なお、この例では、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1={15+0.02×(500−362)}/362=49ms、Tb=V1/(V2−V1)×(t1−Ta)+Td、Tc=Ta−t1、Td=20ms(一定時間)、補正後の紙間距離狙い値L=15mmとする。
本例では、測定された紙間時間t1=60msであり、設定値Ta=49msより大きく、t1≧Taである。このため、後行紙は後行紙先端が用紙センサbに達してから時間Tb経過までの区間で通常の用紙線速V1より速い増速線速V2で後行紙が搬送されるように第1搬送ローラ対1の回転数を制御し、時間Tb経過後に通常用紙線速V1で搬送される(図11参照)。そして、給紙枚数が設定値に達すると動作を終了する(図18のステップS31、ステップS32〜ステップS39)。
この増速時間Tbは、Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Td、ただし、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Td=一定時間、の計算式にて求められる値である。増速時間Tb経過後に後行紙の搬送が通常用紙線速V1に切替わったときの紙間距離は、
補正後紙間距離=t1×V1−Tb×(V2−V1)、上記式Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Td、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1より、補正後紙間時間=t1×V1−{(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Td}×(V2−V1)=Ta×V1−Td×(V2−V1)={L+Td×(V2−V1)}/V1×V1−Td×(V2−V1)=Lとなり、狙いの紙間距離Lに補正される。この例では、増速時間Tbの設定によって補正後の紙間距離=Lとなるようにしている。
この例は給紙部で紙間0を狙って連続給紙の動作を行うが、用紙のスリップ等で若干の紙間があいた状態で搬送される場合である(紙間があることを除いては上記5の例と同じ動作を行う。)。図12〜図16は、給紙部で紙間を空けずに連続給紙を行ったときに、給紙部では紙間があいていない(=紙間0mm)で連続給紙されるが、その後後行紙の用紙スリップにより(後行紙は分離部の負荷がかかるのでスリップによる搬送の遅れを生じやすい。)若干の紙間があいた状態で用紙が送られる場合の概略断面図である。
まず、給紙部で連続して給紙された用紙は、図12のように先行紙と後行紙が若干の紙間Aをあけて(ここではA=10mm)で送られ、先行紙後端が第1搬送ローラ対1を抜けた以降のタイミング(この例では第1搬送ローラ対1から10mm送られたタイミング)で第1搬送ローラ対1が停止することにより後行紙の搬送が停止する(図18のステップS21〜ステップS25)。
次に、図13に示すように、先行紙後端が用紙センサbを抜けたことが検知されると、後行紙の搬送が再開される。このときの用紙線速は増速線速V2=500mm/sである。また、同時に用紙センサbにより紙間時間t1の測定が開始される(図18のステップS26〜ステップS28)。
次に、図14に示すように、後行紙先端が用紙センサbに達すると、紙間時間t1の測定が完了され(図18のステップS29〜ステップS30)、測定されたt1の値から以降の後行紙の搬送速度、タイミングが制御部にて決定される(図15参照)。なお、この例では、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1={15+0.02×(500−362)}/362=49ms、Tb=V1/(V2−V1)×(t1−Ta)+Td、Tc=Ta−t1、Td=20ms(一定時間)、補正後の紙間距離狙い値L=15mmとする。
本例では、測定された紙間時間t1=80msであり、設定値Ta=49msより大きく、t1≧Taである。このため、後行紙は後行紙先端が用紙センサbに達してから時間Tb経過までの区間で通常の用紙線速V1より速い増速線速V2で後行紙が搬送されるように第1搬送ローラ対1の回転数を制御し、時間Tb経過後に通常用紙線速V1で搬送される(図16参照)。そして、給紙枚数が設定値に達すると動作を終了する(図18のステップS31、ステップS32〜ステップS39)。
増速時間Tbは、Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Td、ただし、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Td=一定時間、の計算式にて求められる値である。増速時間Tb経過後に後行紙の搬送が通常用紙線速V1に切替わったときの紙間距離は、
補正後紙間距離=t1×V1−Tb×(V2−V1)、上記式Tb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Td、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1より、補正後紙間時間=t1×V1−{(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Td}×(V2−V1)=Ta×V1−Td×(V2−V1)={L+Td×(V2−V1)}/V1×V1−Td×(V2−V1)=Lとなり、狙いの紙間距離Lに補正される。この例では、増速時間Tbの設定によって補正後の紙間距離=Lとなるようにしている。
したがって、実施例2では、用紙の紙間が空けられる位置が搬送の負荷(分離負荷、用紙のコシ、ガイド板との摺動などによる搬送負荷など)に対して充分に搬送力が大きい状態(用紙線速が安定している)であることから、従来のように用紙線速の不安定な給紙部で紙間をあけるのに対して紙間のバラツキを小さく抑えることができる。また、センサにより紙間時間を測定し、その値により後行紙の増速時間、タイミング等を決定し、紙間の補正を行うことから補正後の紙間のバラツキの低減が可能である。これにより、紙間のバラツキを考慮して設定していた紙間の設定値を小さくすることが可能となる。
また、測定した紙間時間が小さいとき(上記4の例)は後行紙をある時間Tc停止することで紙間をあけ、その後一定時間Tdの間だけ増速V2で搬送を再開し、その後通常の用紙線速V1に戻すことで紙間のバラツキを低減することが可能となる。
また、上記の時間Tb、TcをTb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Td、ただし、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Td=一定時間、Tc=Ta−t1と設定することにより、補正後の紙間距離≒狙いの紙間距離Lとすることができ、紙間のバラツキを効果的に減少させることが可能となる。
また、用紙の待機位置のバラツキがある場合でも待機位置のバラツキにより用紙を紙間を空けず連続給紙する場合に用紙の一部が重なって送られる場合でも後行紙停止時に後行紙先端が用紙センサbに達しないことから、用紙が重なっている状態でも用紙センサbにより先行紙のセンサ抜けタイミングの検知、紙間時間t1の測定が可能であり、これにより上記のような紙間の補正が可能である。この結果として、紙間のバラツキを抑えることが可能であり、これにより、紙間のバラツキを考慮して設定していた紙間の設定値を小さくすることが可能となる。
また、用紙センサbによる紙間時間測定の前に後行紙の用紙線速を速くすることで測定時の紙間をより小さくすることが可能である。これにより、測定紙間時間t1とそのバラツキもあらかじめより小さくできることから以降の後行紙用紙線速、搬送タイミングによる紙間補正の効果と合わせてより大きな紙間のバラツキに対応可能である。
画像形成装置にこの紙間補正を行う用紙搬送装置を設けることで紙間バラツキを小さく保つことが可能なことから小紙間による生産性向上、低コスト、耐久性UP、静穏化等の効果を得ることができる。
また、電子写真方式の画像形成装置にこの紙間補正を行う用紙搬送装置を設けることで紙間バラツキを小さく保つことが可能なことから小紙間による生産性向上、低コスト、耐久性UP、静穏化等の効果を得ることができる。
1a 用紙積載部
2 第2搬送ローラ対
2a 用紙
3 ピックアップローラ
4 フィードローラ
5 リバースローラ
6 感光体
7 転写ローラ
a、b、c、F 用紙センサ
Claims (10)
- 用紙を用紙積載部から送り出すための給紙ローラと、
用紙を1枚に分離するための分離手段と、
前記給紙ローラより下流の搬送路に設けられ、用紙を搬送する第1搬送ローラ対と、
前記第1搬送ローラ対より下流の搬送路に設けられ、用紙を搬送する第2搬送ローラ対と、
前記第1搬送ローラ対と前記第2搬送ローラ対の間に位置する用紙センサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、連続して給紙を行う場合には、前記用紙積載部から給紙する際に用紙の間隔をあけずに連続して給紙を行い、先行紙の後端が前記第1搬送ローラ対を抜けた以降のタイミングで前記第2搬送ローラ対の駆動は切らずに先行紙の搬送を続けたまま前記第1搬送ローラ対の駆動を切って後行紙の搬送を止めることにより、前記第1搬送ローラ対と前記第2搬送ローラ対の間で紙間距離を空けて以降搬送し、
前記用紙センサにより前記用紙センサ位置を先行紙後端が抜けたことが検知されたことをトリガとして先行紙用紙後端抜け後一定時間T1(≧0)後に前記第1搬送ローラ対の駆動を開始して後行紙を搬送すると共に、先行紙後端が前記用紙センサを抜けてから後行紙先端が前記用紙センサに達するまでの紙間時間t1の測定を行い、測定された紙間時間t1の値に応じて後行紙先端が前記第1搬送ローラ対に達した後に後行紙を用紙線速V2で増速して搬送する時間、あるいは後行紙を停止する時間等の搬送タイミングを決定することを特徴とする用紙搬送装置。 - 請求項1記載の用紙搬送装置において、
前記制御部は、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達したことが検知され、紙間時間t1が測定された後の後行紙の搬送速度、タイミングは紙間時間t1≧設定時間Taのとき(ただしTa=一定値)、前記用紙センサ位置に後行紙先端が達した後、時間Tbの間は前記第1搬送ローラ対の回転数を上げることで通常の速度より速い用紙線速V2で後行紙を搬送し、用紙センサ位置に後行紙先端が達した後、時間Tb経過後は前記第1搬送ローラ対の回転数を通常の回転数に戻すことで通常の用紙線速V1で後行紙を搬送するように設定したことを特徴とする用紙搬送装置。 - 請求項1記載の用紙搬送装置において、
前記用紙センサの位置に後行紙先端が達したことが検知され、紙間時間t1が測定された後の後行紙の搬送速度、タイミングが紙間時間t1<設定時間Taのとき(ただしTa=一定値)、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達した後、時間Tcの間は前記第1搬送ローラ対の回転を停止することで後行紙の搬送を停止し、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達した後、時間Tcを経過後は前記第1搬送ローラ対の回転数を通常の回転数に戻すことで通常の用紙線速V1で後行紙を搬送するように制御することを特徴とする用紙搬送装置。 - 請求項1記載の用紙搬送装置において、
前記制御部は、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達したことが検知され、紙間時間t1が測定された後の後行紙の搬送速度、タイミングが紙間時間t1<設定時間Taのとき(ただしTa=一定値)、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達した後、時間Tcの間は前記第1搬送ローラ対の回転を停止することで後行紙の搬送を停止し、前記用紙センサの位置に後行紙先端が達した後、時間Tc経過後はそこから更に時間Td経過するまでは前記第1搬送ローラ対の回転数を上げることで通常の速度より速い用紙線速V2で後行紙を搬送し、時間Tdを経過後は前記第1搬送ローラ対の回転数を通常の回転数に戻すことで通常の用紙線速V1で後行紙を搬送するように制御することを特徴とする用紙搬送装置。 - 請求項2又は3に記載の用紙搬送装置において、
時間TbがTb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)であり(ただし、Ta=L/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速)、時間TcがTc=Ta−t1の関係から得られる計算値又は前記計算値を用いた場合と同様の効果を得られるように予めデータテーブル内に設定してあるデータを参照して求められる値であることを特徴とする用紙搬送装置。 - 請求項2又は4記載の用紙搬送装置において、
時間TbがTb=(t1−Ta)×V1/(V2−V1)+Tdであり(ただし、Ta={L+Td×(V2−V1)}/V1、L=補正後の狙いの紙間距離、V1=通常の用紙線速、V2=増速時用紙線速、Td=一定時間)、時間TcがTc=Ta−t1の関係から得られる計算値又は前記計算値を用いた場合と同様の効果を得られるように予めデータテーブル内に設定してあるデータを参照して求められる値であることを特徴とする用紙搬送装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の用紙搬送装置において、
前記用紙センサと前記第1搬送ローラ対との間の距離を、前記用紙積載部に積載された用紙の先端位置から前記分離手段までの距離よりも大きく設定したことを特徴とする用紙搬送装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の用紙搬送装置において、
前記制御部は、前記用紙センサにより前記用紙センサ位置を先行紙後端が抜けたことが検知されたことをトリガとして先行紙用紙後端抜け後一定時間T1(≧0)後に前記第1搬送ローラ対の駆動を開始する際の前記第1搬送ローラ対により送られる後行紙の用紙線速は、前記第1搬送ローラ対の駆動開始から前記用紙センサに後行紙先端が達するまでの一部の区間、あるいは全区間において後行紙用紙線速が通常線速V1より速い増速線速V2にて送られるように前記第1搬送ローラ対の回転数を制御することを特徴とする用紙搬送装置。 - 用紙に画像を形成するための画像形成部と、
前記画像形成部に用紙を搬送する請求項1〜8のいずれか一項に記載の用紙搬送装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9記載の画像形成装置において、
前記画像形成部は電子写真方式で形成したトナー画像を用紙に転写して用紙上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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