JP2006290536A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 給紙部から用紙を送り出す給紙ローラの下流側に設けられた搬送ローラの駆動に使用したステッピングモータの脱調を防止し、スムーズに用紙搬送を行う。
【解決手段】 給紙装置３０は、上流側大容量用紙カセット２２Ａに積載して収容された用紙Ｐを１枚ずつ分離して水平搬送部４０に送り出す。給紙装置３０に設けられた給紙ローラ３２の下流側には、水平搬送部４０の搬送ローラ４１ａが設けられている。給紙ローラ３２及び搬送ローラ４１ａは、ともにステッピングモータである給紙ローラ駆動用モータ３５及び搬送ローラ駆動用モータ４６で駆動される。制御部５０は、給紙ローラ３２と搬送ローラ４１ａとによって用紙Ｐを搬送する過程で給紙ローラ３２のみを停止させる時、給紙ローラ３２の停止時点より所定期間前の時点で、搬送ローラ駆動用モータ４６の駆動を制御して搬送ローラ４１ａの回転速度を低下させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ等に代表される画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置は、用紙を積載して収容する給紙部や、トナー像を形成する画像形成部、用紙にトナー像を転写する転写部、用紙に未定着トナー像を定着する定着部等を備えている。これらの画像形成装置にあっては、その下部に給紙部を配置し、上部に画像形成部や転写部、定着部を配置する構成が一般的である。これらの構成要素間の距離が離れている場合には、用紙ガイド部材や搬送ローラ等を備える用紙搬送部を設けて用紙の受け渡しを行う。

画像形成装置によれば、用紙を搬送する搬送ローラの駆動にステッピングモータを使用したものがある。そのような画像形成装置の一例を、特許文献１に見ることができる。特許文献１に記載の画像形成装置では、搬送ローラの一種であるレジストローラの駆動にステッピングモータを使用している。
特開平１１−１２４２５５号公報（第３−４頁、図２−３）

用紙搬送路上において、用紙搬送方向に並べて設けられた複数の搬送ローラに対し、隣り合う搬送ローラ間で用紙を受け渡す際、通常、少なくとも２個のローラが一枚の用紙に接触して受け渡すことになる。この時、用紙搬送方向上流側の搬送ローラは、用紙がその搬送ローラの箇所を通過した後、駆動を停止する。

しかしながら、上流側の搬送ローラが給紙部から用紙を送り出す給紙ローラである場合、用紙が給紙ローラの箇所を通過する前、すなわち給紙ローラを含むペアローラ間で形成されるニップに用紙を挟んだ状態で、給紙ローラの駆動を停止する場合がある。これは、給紙部から用紙を送り出す際に、用紙が重なって送られてしまう重送という問題が起こるのを防止するためである。このような場合、給紙ローラの下流側に設けられた搬送ローラの駆動にステッピングモータを使用していると、給紙ローラの停止時に、搬送ローラ駆動用のステッピングモータに大きな負荷が掛かることになる。その結果、ステッピングモータに脱調が生じ、用紙ジャム等の搬送不良が発生する可能性がある。これに対し、脱調を防止するために高出力のステッピングモータを用いることが考えられるが、画像形成装置の低消費電力化、小型化を阻害してしまう恐れがある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、給紙部から用紙を送り出す給紙ローラの下流側に設けられた搬送ローラの駆動にステッピングモータを使用する場合において、高出力のステッピングモータを用いることなく脱調を防止し、スムーズに用紙搬送を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、用紙を積載して収容する給紙部から用紙を送り出す給紙ローラと、この給紙ローラの用紙搬送方向下流側に設けられ、給紙ローラから用紙を受け取ってさらに下流側へと搬送する搬送ローラと、この搬送ローラを駆動するステッピングモータと、これらのローラ、及びステッピングモータの駆動を制御する制御部とを備え、この制御部は、前記給紙ローラと搬送ローラとによって用紙を搬送する過程で給紙ローラのみを停止させる時、給紙ローラ停止時点より所定期間前の時点で、前記ステッピングモータの駆動を制御して搬送ローラの回転速度を低下させることとした。

また、前記制御部は、用紙厚さに基づいて、前記搬送ローラの回転速度を低下させてから前記給紙ローラを停止させるまでの前記期間の長さを制御することとした。

また、前記用紙厚さが、操作パネルから入力されることとした。

本発明の構成によれば、給紙部から用紙を送り出す給紙ローラと、この給紙ローラの下流側に設けられた搬送ローラと、この搬送ローラを駆動するステッピングモータと、これらのローラ、及びステッピングモータの駆動を制御する制御部とを備え、この制御部は、給紙ローラと搬送ローラとによって用紙を搬送する過程で給紙ローラのみを停止させる時、給紙ローラ停止時点より所定期間前の時点で、ステッピングモータの駆動を制御して搬送ローラの回転速度を低下させることとしたので、給紙ローラを停止させる時点で、ステッピングモータのトルクを高めることができる。その結果、給紙ローラの停止によってステッピングモータに大きな負荷が掛かったとしても、ステッピングモータの脱調を防止することが可能である。したがって、高出力のステッピングモータを用いることなく低消費電力化、小型化が図られ、スムーズに用紙搬送を行うことが可能な画像形成装置を得ることができる。

また、上記構成の画像形成装置において、制御部は、用紙厚さに基づいて、搬送ローラの回転速度を低下させてから給紙ローラを停止させるまでの前記期間の長さを制御することとしたので、用紙厚さが増すに従ってステッピングモータに掛かる負荷が増大することに対応して、搬送ローラの回転速度を、好適なトルクが得られる回転速度に調節することができる。これにより、厚い用紙を印刷に使用したとしても、搬送ローラの回転速度を低下させるタイミングを早めにとってステッピングモータのトルクを高め、給紙ローラ停止時のステッピングモータの脱調を防止することができる。したがって、用紙厚さに関わらず、スムーズに用紙搬送を行うことが可能となる。

また、上記構成の画像形成装置において、用紙厚さが、操作パネルから入力されることとしたので、印刷に使用する用紙の厚さを正確に把握することが可能である。これにより、入力された用紙厚さに基づいて、搬送ローラの回転速度を低下させるタイミングを正確に設定することができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づき説明する。

最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す模型的垂直断面正面図である。なお、図中の実線矢印は用紙の搬送経路、及び搬送方向を示す。

図１に示すように、画像形成装置１の本体２の下部には、カセット式給紙部２０が配置されている。カセット式給紙部２０には、通常の汎用用紙カセット２１、及び大容量用紙カセット２２が備えられている。大容量用紙カセット２２は、同容量のものが水平方向に同じ高さで２個並べられ、上流側大容量用紙カセット２２Ａ、及び下流側大容量用紙カセット２２Ｂとされている。これらの用紙カセットには、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐが積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して用紙Ｐが送り出される。

本体２の右側面上部の外部には、手差し給紙部３が備えられている。手差し給紙部３には、カセット式給紙部２０に入っていないサイズの用紙Ｐや、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。

画像形成装置１は、その内部に垂直搬送部４を備えている。垂直搬送部４は、カセット式給紙部２０に関して言えば、その給紙方向である右方に位置し、手差し給紙部３に関して言えば、その左方に位置する。カセット式給紙部２０から送り出された用紙Ｐは、垂直搬送部４により本体２の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙部３から送り出された用紙Ｐは水平左方に搬送される。２個の大容量用紙カセット２２のうち、左側の上流側大容量用紙カセット２２Ａから送り出された用紙Ｐは、右側の下流側大容量用紙カセット２２Ｂ上方の水平搬送部４０を右方に送られた後、本体２の側面に沿って垂直上方に搬送される。

垂直搬送部４の用紙搬送方向下流端であって、転写部９のすぐ上流側には、レジストローラ５が備えられている。レジストローラ５は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、後述する画像形成部９で形成されるトナー像と同期をとって、転写部１０に向けて用紙Ｐを送り出す。

一方、画像形成装置１の本体２の上面には原稿送り部６が、その下方には光学部７が備えられている。原稿送り部６の前方には、使用者が外部から表示を確認したり、ボタンを押して操作をしたりできる位置に操作パネル８が備えられている。使用者が原稿の複写を行う場合には、原稿送り部６に文字や図形、模様等の画像が描かれた原稿を積載し、操作パネル８に印刷条件等を入力して印刷を開始する。原稿送り部６では１枚ずつ分離して原稿が送り出され、光学部７によってその画像データが読み取られる。

レジストローラ５の用紙搬送方向下流側であって、光学部７の下方には、画像形成部９、及び転写部１０が備えられている。画像形成部９では、光学部７によって読み取られた画像データに基づいて、原稿画像の静電潜像が作られる。この静電潜像からトナー像が形成され、トナー像は、前記レジストローラ５によって同期をとって送られてきた印刷前の用紙Ｐに、転写部１０にて転写される。

転写部１０の下流側には、定着部１１が備えられている。転写部１０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部１１へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。

定着部１１の下流側であって、本体２の左側面の近傍には、排出・分岐部１２が備えられている。定着部１１から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合には、排出・分岐部１２から機外の用紙受けトレイに排出される。

画像形成部９から排出・分岐部１２にかけての部分の下方であって、カセット式給紙部２０の上方には、両面印刷用ユニット１３が備えられている。両面印刷を行う場合には、定着部１１から排出された用紙Ｐが、排出・分岐部１２を通って両面印刷用ユニット１３へと送られる。両面印刷用ユニット１３へ送られた用紙Ｐは、続いて送り方向が切り替えられ、再度垂直搬送部４、レジストローラ５を介して転写部１０へと送られる。

続いて、２個の大容量用紙カセット２２のうち、上流側大容量用紙カセット２２Ａの給紙装置３０と水平搬送部４０の詳細な構成について、図１に加えて、図２、及び図３を用いて説明する。図２は給紙装置と水平搬送部とを示す模型的垂直断面部分拡大正面図、図３は同じく模型的水平断面部分拡大上面図である。なお、これらの図中の破線矢印は、用紙Ｐの搬送経路、及び搬送方向を示す。

図２に示すように、上流側大容量用紙カセット２２Ａの右上方には、給紙装置３０が備えられている。給紙装置３０は、上流側大容量用紙カセット２２Ａに積載して収容された用紙Ｐを１枚ずつ分離して水平搬送部４０に送り出す。

給紙装置３０には、ピックアップローラ３１、給紙ローラ３２、及び分離ローラ３３が備えられている。図３に示すように、ピックアップローラ３１と給紙ローラ３２は、各々が有する従動ギヤ３１ａ、３２ａが中間ギヤ３４を介して連結されている。給紙ローラ３２は、従動ギヤ３２ｂ、及び駆動ギヤ３５ａを介して給紙ローラ駆動用モータ３５に連結されている。したがって、給紙ローラ３２が給紙ローラ駆動用モータ３５によって回転せしめられることにより、ピックアップローラ３１も給紙ローラ３２と同じ方向に同じ速度で回転せしめられる。なお、給紙ローラ駆動用モータ３５は、ステッピングモータで構成されている。

図２に示すように、ピックアップローラ３１には、その下方から、大容量用紙カセット２２に積載された用紙Ｐが図示しない昇降機構により押し上げられ、用紙Ｐの最上層の１枚が当接する。そして、用紙Ｐは、ピックアップローラ３１により給紙ローラ３２へと引き渡され、給紙ローラ３２により水平搬送部４０へと送り出される。

図３に示すように、分離ローラ３３は、従動ギヤ３３ａ、３２ａを介して給紙ローラ３２と連結されている。したがって、給紙ローラ３２がモータ３５によって回転せしめられることにより、分離ローラ３３は給紙ローラ３２と逆方向に回転せしめられる。また、分離ローラ３３と従動ギヤ３３ａの間には、図示しないトルクリミッタが設けられている。分離ローラ３３が給紙ローラ３２と当接して形成されるニップに用紙Ｐが存在しない時や用紙Ｐが１枚だけ進入した時には、分離ローラ３３にはトルクリミッタの設定トルク以上のトルクが掛かり、分離ローラ３３は給紙ローラ３２に従って用紙Ｐを搬出する方向に回転する。しかしながら、前記ニップに用紙Ｐが重なって複数枚進入した時には、分離ローラ３３に掛かるトルクはトルクリミッタの設定トルクを超えることがなく、重なった下側の用紙Ｐを大容量用紙カセット２２に戻す方向に回転する。これにより、用紙Ｐが重なって送られてしまう重送という問題が起こるのを防止する。

図２に示すように、水平搬送部４０は、給紙装置３０の用紙搬送方向下流側に設けられている。水平搬送部４０には、搬送ローラ対４１が設けられている。搬送ローラ対４１は、用紙搬送方向に沿って２箇所設けられている。搬送ローラ対４１は、下側ガイド４２に設けられた搬送ローラ４１ａと、上側ガイド４３に設けられたピンチローラ４１ｂとで構成されている。ピンチローラ４１ｂは、上側ガイド４３に設けられた図示しない弾性部材により下方に向かって付勢されている。これにより、搬送ローラ４１ａとピンチローラ４１ｂとが所定の圧力で圧接せしめられ、搬送ニップが形成される。水平搬送部４０を通って搬送される用紙Ｐは、この搬送ニップに挿通される。

図３に示すように、搬送ローラ４１ａは、従動ギヤ４４、中間ギヤ４５、及び駆動ギヤ４６ａを介して搬送ローラ駆動用モータ４６に連結されている。これにより、搬送ローラ４１ａは、搬送ローラ駆動用モータ４６により回転せしめられる。搬送ローラ駆動用モータ４６は、ステッピングモータで構成されている。

用紙搬送方向に沿って設けられた２個の搬送ローラ４１ａは、ベルト４７によって連結され、互いに同じ方向に同じ速度で回転する。ピンチローラ４１ｂは、搬送ローラ４１ａに当接することにより、搬送ローラ４１ａの回転に従って回転する。

図１、及び図３において、画像形成装置１の正面上方には操作パネル８が備えられている。使用者は、この操作パネル８から、印刷用紙サイズや用紙厚さ、印刷枚数、両面印刷の有無等の各種印刷条件を入力して設定することができる。

また、画像形成装置１には、図３に示すように、制御部５０が備えられている。制御部５０は、操作パネル８から入力された情報に基づいて、予めプログラムされた手順に従い、カセット式給紙部２０や画像形成部９、定着部１１等の各構成要素を制御して印刷を行う。カセット式給紙部２０の上流側大容量用紙カセット２２Ａに対して、制御部５０は、給紙装置３０の給紙ローラ駆動用モータ３５、及び水平搬送部４０の搬送ローラ駆動用モータ４６の回転制御を行う。

次に、給紙装置３０、及び水平搬送部４０による、上流側大容量用紙カセット２２Ａに収容された用紙Ｐの搬送動作について、図２、図３に加えて、図４を用いて説明する。図４は、用紙搬送時における給紙ローラ、及び搬送ローラの制御チャートである。なお、図４では、縦軸が各ローラの回転速度、横軸が時間を示す。

上流側大容量用紙カセット２２Ａから用紙を送り出す際、図３に示す制御部５０は、給紙ローラ駆動用モータ３５、及び搬送ローラ駆動用モータ４６に同時に駆動指令を送る。これにより、図４に示すように、給紙ローラ３２と搬送ローラ４１ａとが、同時に所定の回転速度で回転し始め、上流側大容量用紙カセット２２Ａからの用紙搬送が開始される（図４の時間ｔ０）。

用紙搬送が進むと、図２に示す給紙ローラ３２と分離ローラ３３との間に形成されるニップに、用紙Ｐの上流端（後端）が接近する。ここで、制御部５０は、用紙Ｐがそのニップにまだ挟まれた状態ではあるが、用紙Ｐが重なって送られてしまう重送という問題が起こるのを防止するために、給紙ローラ３２の回転を停止させる（図４の時間ｔ２）。

なお、これに先立って、この給紙ローラ３２の停止時点である時間ｔ２から所定期間Ｕだけ遡った時間ｔ１の時点で、制御部５０は、搬送ローラ駆動用モータ４６を制御して搬送ローラ４１ａの回転速度を低下させる。これにより、時間ｔ１から所定期間Ｕ経過した、給紙ローラ３２の停止時点である時間ｔ２において、ステッピングモータである搬送ローラ駆動用モータ４６のトルクを高めることができる。その結果、給紙ローラ３２の停止によってステッピングモータである搬送ローラ駆動用モータ４６に大きな負荷が掛かったとしても、ステッピングモータの脱調を防止することが可能である。したがって、高出力のステッピングモータを用いることなく低消費電力化、小型化が図られ、スムーズに用紙搬送を行うことが可能な画像形成装置１を得ることができる。

そして、図４に示す時間ｔ２において、給紙ローラ３２の回転を停止した後、制御部５０は、再度搬送ローラ４１ａの回転速度を用紙搬送時の所定の回転速度に戻す。

一方、このような用紙搬送動作に関して、制御部５０は、図３に示す操作パネル８から入力された用紙厚さに基づいて、搬送ローラ４１ａの回転速度を低下させてから給紙ローラ３２を停止させるまでの期間Ｕの長さを制御する。その結果、用紙厚さが増すに従ってステッピングモータである搬送ローラ駆動用モータ４６に掛かる負荷が増大することに対応して、搬送ローラ４１ａの回転速度を、好適なトルクが得られる回転速度に調節することができる。これにより、厚い用紙を印刷に使用したとしても、搬送ローラ４１ａの回転速度を低下させるタイミングを早めにとってステッピングモータのトルクを高め、給紙ローラ３２停止時のステッピングモータの脱調を防止することができる。したがって、用紙厚さに関わらず、スムーズに用紙搬送を行うことが可能となる。

また、上記用紙厚さは、操作パネル８から入力されるので、印刷に使用する用紙Ｐの厚さを正確に把握することが可能である。これにより、入力された用紙厚さに基づいて、搬送ローラ４１ａの回転速度を低下させるタイミングを正確に設定することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、給紙ローラから搬送ローラに用紙を送り出す構成は、上記実施形態のように水平である必要はなく、垂直な用紙搬送路、または傾斜を有する用紙搬送路を備える構成であっても構わない。

本発明は、画像形成装置全般において利用可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。 図１に示す画像形成装置の給紙装置と水平搬送部の模型的垂直断面部分拡大正面図である。 図２に示す給紙装置と水平搬送部の模型的水平断面部分拡大上面図である。 用紙搬送時における給紙ローラ及び搬送ローラの制御チャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 本体
４ 用紙搬送部
８ 操作パネル
２０ カセット式給紙部
２２ 大容量用紙カセット
２２Ａ 上流側大容量用紙カセット
２２Ｂ 下流側大容量用紙カセット
３０ 給紙装置
３１ ピックアップローラ
３２ 給紙ローラ
３３ 分離ローラ
４０ 水平搬送部
４１ 搬送ローラ対
４１ａ 搬送ローラ
４１ｂ ピンチローラ
４６ 搬送ローラ駆動用モータ（ステッピングモータ）
５０ 制御部

Claims (3)

1. 用紙を積載して収容する給紙部から用紙を送り出す給紙ローラと、この給紙ローラの用紙搬送方向下流側に設けられ、給紙ローラから用紙を受け取ってさらに下流側へと搬送する搬送ローラと、この搬送ローラを駆動するステッピングモータと、これらのローラ、及びステッピングモータの駆動を制御する制御部とを備え、
   この制御部は、前記給紙ローラと搬送ローラとによって用紙を搬送する過程で給紙ローラのみを停止させる時、給紙ローラ停止時点より所定期間前の時点で、前記ステッピングモータの駆動を制御して搬送ローラの回転速度を低下させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、用紙厚さに基づいて、前記搬送ローラの回転速度を低下させてから前記給紙ローラを停止させるまでの前記期間の長さを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記用紙厚さが、操作パネルから入力されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

Images