JP2007210693A - 給紙装置、画像形成装置及び給紙方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストローラにより搬送されるシートの曲がりや斜行を防止する。
【解決手段】レジストローラの上流にループを形成するループローラの駆動手段にワンウェイクラッチを設けるとともに、レジストローラによるシートの搬送開始時に、レジストローラの搬送速度よりも低い搬送速度でループローラが回転するようにループローラを駆動する。
【選択図】図３

Description

本発明はシートを搬送する給紙装置、画像形成装置及び給紙方法に関する。

給紙装置、特に、画像の転写位置に向けてシートを搬送する給紙装置は、シートを正しいタイミング及び姿勢で搬送することが要求される。シート搬送のタイミングや姿勢が正しくないと、画像がシート上の正しい位置、正しい向きで形成されなかったり、ジャム等の搬送不良が発生する。

正しいタイミング及び正しい姿勢でシートを搬送する給紙装置では、一般に、レジストローラを用い、該レジストローラにループローラからシートを供給しながら、レジストローラによりシートの先端を一旦止めてシートのループを形成し、ループ形成後に、レジストローラを制御されたタイミングで起動する給紙方法が用いられる。この給紙方法により、給紙タイミング及びシートの姿勢が制御されるが、このような一般的な給紙方法に対して、搬送の高速化や搬送精度の高度化を目的として、様々な改良が行われてきた。

例えば、特許文献１では、転写位置に向けてシートを搬送するレジストローラの上流に配置されたプリレジストローラを該プリレジストローラが軸支されている軸上を移動可能にすることにより、レジストローラによるシートの搬送時に、シートに加わるストレスを軽減することにより、シートの斜め送りを防止することが提案されている。

特許文献２では、転写位置に向けてシートを搬送するレジストローラの上流に設けられ、レジストローラの上流側にループを形成するループローラの駆動系にワンウェイクラッチを設け、ループを形成した後であって、ループローラの駆動を停止した後にも、ループローラがレジストローラによるシート搬送時に、シートに追従してつれ回りするようにした給紙装置が提案されている。

特許文献３では、斜行補正ローラと該斜行補正ローラの上流側に配置された搬送手段を有する給紙装置において、斜行検知手段を前記搬送手段と前記斜行補正ローラとの間に設け、該斜行検知手段の検知結果に基づいて、斜行補正ローラを制御する給紙装置が提案されている。
特開平８−２２５１９６号公報 特開平９−７７３１０号公報 特開平１１−２０８９３９号公報

前記に説明した一般的な給紙装置、即ち、ループを形成した後にレジストローラによりシートを搬送する給紙装置におけるシートの姿勢制御は次のような作用で行われる。

シートの先端がレジストローラに突き当たり、ループが形成されることにより、レジストローラの上流部においてシートが斜めに搬送されている場合でも、シートの先端縁が搬送幅方向（レジストローラの軸方向）に平行になる。なお、ループローラは、ループ形成が完了した時点で停止し、レジストローラの起動と同時に再起動してシートを搬送する。

シートの先端縁が搬送幅方向に平行になった状態で、レジストローラが起動し搬送を開始することにより、斜行が矯正され、シートは正しい姿勢で、且つ、正しい方向に搬送される。

しかしながら、特許文献２に記載されているように、レジストローラの上流において、シートが斜め状態で搬送されると、ループの高さが搬送幅方向の一方で高く、他方で低くなって、皺が発生する等の問題がある。

特許文献１〜３はこのような問題などを解決することを目的としているが、近年、シート上の画像の位置に対する精度の要求が厳しくなってきているとともに、高速化してきているために、特許文献１〜３のような給紙方法も十分ではなくなってきている。即ち、特許文献１の給紙装置では、プリレジストローラの軸方向の移動により、シートに加わるストレスが軽減されはするが、十分でなく、斜め送りや皺の発生の可能性がある。

特許文献２の給紙装置では、ループローラが、レジストローラにより搬送されるシートに追従して、停止状態から立ち上がって回転を開始するために、レジストローラの起動に対応したループローラの起動時に起こる衝撃で、ローラとシートとの間に微少スリップが起こるという問題がある。特に、レジストローラにおけるスリップはシートの斜行の原因となり、画像位置のずれや搬送不良を起こす。

特許文献３の給紙装置は、レジストローラ（特許文献３では斜行補正ローラと言っている）の上流側にループを形成しないアクティブレジストレーション方式の給紙装置であるが、アクティブレジストレーション方式は元来、ループ形成方式に比較して、紙曲がり補正の性能において、劣っており、特許文献３のような工夫によっても、近年要求されているような給紙精度を達成することは困難である。

本発明は、シートを正しいタイミング及び正しい姿勢で搬送する給紙装置に関する従来技術における前記に説明した問題を解決し、高い精度で給紙を行い、高速搬送が可能な給紙装置及びかかる給紙装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は、下記の発明により達成される。
１．
シートを搬送するレジストローラ及び停止している前記レジストローラに向けてシートを搬送し、前記レジストローラの上流側にシートのループを形成するループローラを有する給紙装置において、
前記レジストローラを駆動する第１駆動手段及び前記ループローラを駆動する第２駆動手段を有し、前記第１駆動手段は第１搬送速度でシートを搬送するように前記レジストローラを駆動し、前記第２駆動手段は、少なくとも、前記レジストローラの起動後であって、前記ループが形成されている時間において、前記第１搬送速度よりも低い第２搬送速度で前記ループローラを駆動するとともに、前記第２駆動手段は、シートの前方への移動を許容するワンウェイクラッチを有することを特徴とする給紙装置。
２．
前記ループローラは、シートの搬送幅方向に配列された複数のローラ対を有し、前記ワンウェイクラッチは、前記ローラ対の各々に設けられたことを特徴とする前記１に記載の給紙装置。
３．
前記第１、第２駆動手段は、それぞれ独立した駆動源を有することを特徴とする前記１又は前記２に記載の給紙装置。
４．
前記ループローラは、少なくとも前記ループが形成されている期間において、前記第２駆動手段により駆動されることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の給紙装置。
５．
前記第２駆動手段はトルクリミッタを有することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の給紙装置。
６．
前記第２駆動手段は、停止している前記レジストローラに向けてシートを搬送し、前記ループが形成された段階で一旦停止し、前記レジストローラの起動とほぼ同時に前記第２搬送速度で前記ループローラを駆動制御することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
７．
前記１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置及びシートに画像を形成する転写装置を有し、前記レジストローラは、前記転写装置の転写位置に向けてシートを搬送することを特徴とする画像形成装置。
８．
停止しているレジストローラに対して、ループローラによりシートを搬送し、シートの先端を突き当ててループを形成し、該ループが形成された時点で、前記レジストローラを起動してシートを搬送する給紙方法において、
前記ループローラの駆動系にワンウェイクラッチを設けて、前記レジストローラで搬送されるシートにより前記ループローラがつれ回りするように構成するとともに、前記ループローラのつれ回り開始時点において、前記レジストローラのシート搬送速度よりも低い搬送速度で前記ループローラを駆動することを特徴とする給紙方法。

本発明により、ループローラを駆動する第２駆動手段にワンウェイクラッチを設けたので、レジストローラの搬送開始時に、シートにストレスが加えられて皺が発生したり、シートが斜行して転写位置に搬送され、画像位置がずれたり、搬送不良が発生することが良好に防止される。

また、ワンウェイクラッチの作用で、ループローラがシートに追従し回転を開始する時点において、ループローラが回転駆動されるので、ループローラの起動時の衝撃が緩和されてレジストローラとシート間のスリップが良好に防止され、画像位置のずれや搬送不良が良好に防止される。

以下に、実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置としてのカラー用の画像形成装置の全体構成を示す図である。

この画像形成装置１００は、タンデム構成のフルカラーの画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１と、定着装置２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

また、本体Ａには支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にした筐体８が設けられており、筐体８内には画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット７が設けられている。なお、筐体８はプロセスカートリッジと呼ばれる本体Ａから分離、交換可能な部材として用いるものであってもよい。

図１では、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが垂直方向に縦列配置され、各画像形成部を構成する感光体の左側方に中間転写体ユニット７が配置されている。中間転写体ユニット７には、複数のローラ７０Ｒに巻き回された無端ベルト状の中間転写体７０及び中間転写体７０上に残存したトナーを除去するクリーニング装置６Ａから構成される。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、像露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電装置２Ｍ、像露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング装置６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電装置２Ｃ、像露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング装置６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電装置２Ｋ、像露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写装置としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング装置６Ｋを有する。

中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性で無端ベルト状の中間転写体７０を有する。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された単色画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

給紙カセット２０内に収容された記録媒体としてシートＰは、送り出しローラ及びシートを１枚に分離する分離ローラで構成される給紙手段２１Ａにより１枚ずつ給紙され、複数の中間ローラ２１Ｂ、２１Ｃ、ループローラ２２、レジストローラ２３を経て、二次転写ローラ５Ａにより形成される転写位置に搬送され、シートＰ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写されたシートＰは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

両面画像形成においては、シートＰは表面画像の定着後に下方に進行し、再給紙部２７を搬送され、表裏反転した後にループローラ２２及びレジストローラ２３を経て二次転写ローラ５Ａが配置された転写位置に向けて搬送される。

２８は手差し給紙部である。

一方、二次転写装置としての二次転写ローラ５ＡによりシートＰにカラー画像を転写した後、シートＰが分離された中間転写体７０は、クリーニング装置６Ａによりクリーニングされ、残留トナーが除去される。

画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。

二次転写装置としての二次転写ローラ５Ａは、これをシートＰが通過して二次転写が行われる時にのみ、中間転写体７０に圧接する。

このように感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、中間転写体７０上に単色トナー像を一次転写して重ね合わせ、それを一括してシートＰに二次転写し、定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を中間転写体７０に転移させた後の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、クリーニング装置６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで転写時に各感光体上に残留したトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。

ＳＳはループローラ２２の直ぐ下流に設けられたセンサであり、シートＰの通過を検知する。

図２は本発明の実施の形態に係る給紙装置の断面である。

ループローラ２２は駆動ローラ２２１と該駆動ローラに従動して回転する従動ローラ２２２で構成されるローラ対からなる。駆動ローラ２２１はゴムローラからなり、従動ローラ２２２はＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等の樹脂からなる。２４１、２４２はシートをガイドするガイド板であり、下方のガイド板２４１はシートＰのループ形成を可能とするように湾曲している。

レジストローラ２３は駆動ローラ２３１と従動ローラ２３２とで構成されローラ対からなり、駆動ローラ２３１はゴムローラからなり、従動ローラ２３２は金属又は樹脂からなる。

シートＰは矢印Ｘのように進行してループローラ２２により搬送され、レジストローラ２３に突き当たり、ループを形成した後にレジストローラ２３により搬送され、図１の転写ローラ５Ａが配置された転写位置に向けて給紙される。

ＳＳはシートＰを検知するセンサである。

図３は図２に示す給紙装置の駆動系の概念図である。

レジストローラ２３の駆動ローラ２３１はモータＭＴ２により駆動されて回転し、従動ローラ２３２は駆動ローラ２３１に従動して回転する。モータＭＴ２は第１駆動手段を構成する第１駆動源である。

図１のループローラ２２は複数のローラ対２２Ａ、２２Ｂからなり、ローラ対２２Ａ、２２Ｂの駆動ローラ２２１Ａ、２２１ＢはモータＭＴ１により駆動されて回転し、ローラ対２２Ａ、２２Ｂの従動ローラ２２２Ａ、２２２Ｂはそれぞれ駆動ローラ２２１Ａ、２２１Ｂに従動して回転する。

駆動ローラ２２１Ａ、２２１Ｂの駆動系中には、シートの搬送の下流方向（図３におけるＸ方向）へのシートの移動を許容するワンウェイクラッチ２２３Ａ、２２３Ｂ及びトルクリミッタ２２４Ａ、２２４Ｂが設けられる。駆動ローラ２２１Ａ、２２１Ｂはそれぞれ金属の軸芯上にゴムからなるローラの層を形成したものであるが、ワンウェイクラッチ２２３Ａ、２２３Ｂ及びトルクリミッタ２２４Ａ、２２４Ｂがそれぞれ、前記軸芯とローラの層との間に設けられる。

モータＭＴ１、ワンウェイクラッチ２２３Ａ、２２３Ｂ、及びトルクリミッタ２２４Ａ、２２４Ｂは第２駆動手段を構成し、モータＭＴ１は第２駆動源である。

ワンウェイクラッチ２２３Ａ、２２３Ｂ及びトルクリミッタ２２４Ａ、２２４Ｂは駆動ローラ２２１を支持する軸２２５に設けられる。ワンウェイクラッチ２２３Ａ、２２３Ｂは、シートＰが図３の矢印Ｘで示す搬送方向である下流方向に移動するのを許容する作用を有する。

図４は図２に示す給紙装置の作動を示すタイムチャートである。

図４では、ループローラ２２及びレジストローラ２３の作動・作動停止を示すとともに、駆動・駆動停止、更に、ループローラ２２及びレジストローラ２３のシート搬送速度である周速を示している。

時点ｔ１において、ループローラ２２がモータＭＴ１により駆動されて作動を開始し、シートを搬送する。この時にループローラ２２の周速はＨ１、例えば、５００ｍｍ／ｓｅｃである。

時点ｔ２においてシートの先端が停止しているレジストローラ２３に達するが、ループローラ２２Ａ、２２Ｂは作動を継続し、時点ｔ３において停止する、時間Ｔ＝ｔ２〜ｔ３におけるシート搬送により、ループローラ２２Ａ、２２Ｂとレジストローラ２３との間にシートのループが形成される。

時点ｔ３のループローラ２２の停止においては、慣性でループローラ２２がオーバーランする場合があり、これによりループの高さが変動する場合があるが、トルクリミッタ２２４Ａ、２２４Ｂを設けることにより、ループ完成時点におけるループローラ２２Ａ、２２Ｂのオーバーランが抑制され、一定した高さのループが形成される。

所定の高さのループが形成された時点ｔ３において、モータＭＴ１によるループローラ２２の駆動が停止し、次に、時点ｔ４において、レジストローラ２３がモータＭＴ２により駆動されて作動を開始し、シートを搬送する。

時点ｔ３、即ち、ループローラ２２の停止時間は、ループローラ２２の直ぐ下流に設けられたセンサＳＳ（図１に示す）の先端検知から所定時間経過した時点に設定される。

時点ｔ４、即ち、レジストローラ２３の起動時間は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ。１０Ｃ及び１０Ｋにおける画像形成のタイミングと同期するように制御されており、この同期により、シートＰの先頭に対して、画像の先頭が正しい位置関係となるように画像が形成される。

具体的には、像露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの画像の書き出しに対して、レジストローラ２３の起動時点ｔ４が同期するように制御される。

レジストローラ２３の起動と同時にループローラ２２がモータＭＴ１により駆動される。

なお、ループローラ２２の停止時点ｔ３を、ループを検知するループセンサを設け、ループが所定の高さに形成されて時点に設定することも可能である。

レジストローラ２３の起動によりシートＰが搬送されるが、レジストローラ２３の起動時点ｔ４においては、ループローラ２２は、ループローラ２２とレジストローラ２３との間にループがあるために、モータＭＴ１の駆動による搬送速度Ｈ２でシートＰを搬送する。そして、ループが消滅した時点ｔ５において、ループローラ２２は、ワンウェイクラッチの作用で、レジストローラ２３により搬送されるシートに追従して回転する。その結果、図４に示すように、ループローラ２２の周速は、モータＭＴ１の駆動による周速Ｈ２（第２搬送速度）より高い周速Ｈ３（第１搬送速度）、例えば、３００ｍｍ／ｓｅｃとなる。ループローラ２２の従動回転における、モータＭＴ１によるループローラ２２の周速Ｈ２はレジストローラ２３の周速Ｈ３よりも低い、例えば、Ｈ３の２分の１程度に設定されるのが好ましい。

なお、前記に説明したように、ワンウェイクラッチ２２３Ａ、２２３Ｂが駆動ローラ２２１Ａ、２２１Ｂのそれぞれに設けられるので、駆動ローラ２２１Ａ、２２１Ｂはそれぞれ独立して、シートに追従して回転する。従って、ループローラ２２がつれまわりを開始する時点ｔ５は搬送幅方向のループの高さが均等でない場合に、図４におけるつれまわり開始時点ｔ５は、ローラ対２２Ａと２２Ｂとでは異なる。これによって、ループが搬送幅方向に均等でない高さに形成された場合でも、複数のワンウェイクラッチの作用でシートＰにストレスを与えることなくシートを正しい方向に搬送する搬送が行われる。

このように、レジストローラ２３の起動時点ｔ４の後であって、ループの消滅によりループローラ２２がつれ回りを開始する時点ｔ５の前に、ループローラ２２を起動するので、ループローラ２２の周速は高くなるが、ループローラ２２が停止状態から周速Ｈ３で回転を開始するのではないので、ループローラ２２の増速時における衝撃は小さく、レジストローラ２３の起動時におけるシートのスリップはほとんど起こらない。

レジストローラ２３の起動後の時点ｔ６において、ループローラ２２の駆動は停止するが、レジストローラ２３が作動を継続するので、ループローラ２２はワンウェイクラッチの作用で回転を継続する。

ループローラ２２を駆動する期間ｔ４〜ｔ６は、ループローラ２２の従動開始時における衝撃緩和のためには、極く短くてよいが、ループが消滅するまでは、ループローラ２２を点線で示すように駆動することが好ましい。

なお、図４の例では、ループローラ２２をレジストローラ２３と同時に時点ｔ４において起動しているが、ループが形成されている時間の範囲内で、ループローラ２２の起動時間をレジストローラ２３の起動時間よりも遅らせることも可能である。さらに、レジストローラ２３の起動後のループローラ２２の駆動において、一定の搬送速度でなく、次第に搬送速度が高くなるような駆動制御を行っても良い。

シートＰの後端がループローラ２２を通過する時点ｔ７でループローラ２２が停止し、時点ｔ７の後の時点ｔ８において、レジストローラ２３の駆動が停止して、レジストローラ２３が停止する。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置としてのカラー用の画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る給紙装置の断面図である。 図２に示す給紙装置の駆動系の概念図である。 図２に示す給紙装置の作動を示すタイムチャートである。

符号の説明

２２ ループローラ
２３ レジストローラ
２２Ａ、２２Ｂ ローラ対
２２３Ａ、２２３Ｂ ワンウェイクラッチ
２２４Ａ、２２４Ｂ トルクリミッタ
Ｐ シート

Claims (8)

1. シートを搬送するレジストローラ及び停止している前記レジストローラに向けてシートを搬送し、前記レジストローラの上流側にシートのループを形成するループローラを有する給紙装置において、
   前記レジストローラを駆動する第１駆動手段及び前記ループローラを駆動する第２駆動手段を有し、前記第１駆動手段は第１搬送速度でシートを搬送するように前記レジストローラを駆動し、前記第２駆動手段は、少なくとも、前記レジストローラの起動後であって、前記ループが形成されている時間において、前記第１搬送速度よりも低い第２搬送速度で前記ループローラを駆動するとともに、前記第２駆動手段は、シートの前方への移動を許容するワンウェイクラッチを有することを特徴とする給紙装置。
2. 前記ループローラは、シートの搬送幅方向に配列された複数のローラ対を有し、前記ワンウェイクラッチは、前記ローラ対の各々に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記第１、第２駆動手段は、それぞれ独立した駆動源を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記ループローラは、少なくとも前記ループが形成されている期間において、前記第２駆動手段により駆動されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給紙装置。
5. 前記第２駆動手段はトルクリミッタを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給紙装置。
6. 前記第２駆動手段は、停止している前記レジストローラに向けてシートを搬送し、前記ループが形成された段階で一旦停止し、前記レジストローラの起動とほぼ同時に前記第２搬送速度で前記ループローラを駆動制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置及びシートに画像を形成する転写装置を有し、前記レジストローラは、前記転写装置の転写位置に向けてシートを搬送することを特徴とする画像形成装置。
8. 停止しているレジストローラに対して、ループローラによりシートを搬送し、シートの先端を突き当ててループを形成し、該ループが形成された時点で、前記レジストローラを起動してシートを搬送する給紙方法において、
   前記ループローラの駆動系にワンウェイクラッチを設けて、前記レジストローラで搬送されるシートにより前記ループローラがつれ回りするように構成するとともに、前記ループローラのつれ回り開始時点において、前記レジストローラのシート搬送速度よりも低い搬送速度で前記ループローラを駆動することを特徴とする給紙方法。

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