JP2008024444A - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を小型化し、コストを低減するために、小型のステッピングモータを用いた場合に生ずる脱調の問題を解決する。
【解決手段】搬送手段を構成し、ステッピングモータにより駆動されるローラ対の少なくとも一つにアルミニウム合金製のローラを用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は用紙搬送装置及び該用紙搬送装置を有する画像形成装置に関し、特に、用紙を制御されたタイミングで搬送したり、正方向から逆方向のように反転搬送したり、変速搬送動作する用紙搬送装置及び該用紙搬送装置を有する画像形成装置に関する。

用紙を搬送する搬送手段の駆動源としてステッピングモータを用いることが広く行われている。

例えば、特許文献１では、両面画像形成装置における再給紙部、即ち、表面に画像を形成した用紙を表裏反転し、再度画像形成部に給紙する再給紙部における搬送手段の駆動源としてステッピングモータが用いられている。
特開２００５−３５０２４５号公報

搬送手段を駆動するモータとしては、モータにより占有されるスペースを小さくし、また、コストを低減するために、小型であることが望ましい。

一方、搬送手段を構成するローラ対としては、撓むことにより、ローラ対間のニップが不均一になることがないような剛性を有することが望まれるとともに、用紙がローラ対間のニップに円滑に進入する必要から、ローラの外径が大きいことが望ましい。

小型のステッピングモータはその出力が小さいために、起動時、回転方向の反転時或いは、加速・減速を行う変速動作時に、負荷のイナーシャが大きいと脱調が発生しやすくなる。

一方、搬送手段を構成するローラ対の外径を大きくすると、ローラ対の質量が大きくなって駆動源に対する負荷の増大となり、ステッピングモータの脱調が起きやすくなる。

搬送手段を構成するローラとしては、前記のように剛性が必要なことや、精度が必要なことからステンレス製のローラ、即ち、ステンレスにより用紙搬送面を形成したステンレス製のローラ又はステンレス製の軸上にゴム層を形成し、ゴム層により用紙搬送面を形成したステンレス製のローラが従来では用いられている。

しかしながら、小型化及びコストの低減を更に図り、且つ、用紙搬送の高速化による画像形成装置等の性能向上を図るには、ステンレス製のローラを用いた従来の搬送手段では、前記の条件を満たすことが困難であり、脱調の防止が解決すべき課題となってきた。

本発明は、このような問題を解決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．
用紙を搬送するローラ対を有する搬送手段及び該搬送手段を駆動するステッピングモータを備えた用紙搬送装置において、前記ローラ対の少なくともいずれか一方がアルミニウム合金製のローラからなることを特徴とする用紙搬送装置。
２．
前記アルミニウム合金製のローラは中空であることを特徴とする前記１に記載の用紙搬送装置。
３．
前記アルミニウム合金製のローラは表面硬化処理されていることを特徴とする前記１又は前記２に記載の用紙搬送装置。
４．
前記ステッピングモータは前記ローラ対を正逆回転させ、前記搬送手段は用紙を２方向に搬送することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
５．
用紙に画像を形成する画像形成部及び前記１〜４のいずれか１項に記載された用紙搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。
６．
用紙に画像を形成する画像形成部及び該画像形成部により表面に画像が形成された用紙を表裏反転した後に前記画像形成部に再給紙する再給紙部を有する画像形成装置において、前記再給紙部の反転搬送路に前記１〜４のいずれか１項に記載の用搬送装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。

本発明では、ステッピングモータにより駆動される搬送手段を構成するローラ対の少なくとも一つにアルミニウム合金製のローラを用いているので、十分な剛性を維持しながら、搬送手段の質量が大幅に低減する。その結果、変速（加速、減速）時や、正逆切り替え時に、ステッピングモータの脱調を起こすことなく、装置の小型化、コストの低減が実現さるとともに、用紙の高速搬送が可能となった。

以下、本発明の実施の形態に基づいて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、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。

画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と、二次転写手段９とを備えた画像形成部、給紙装置２０及び定着装置３０とから構成されている。

画像形成装置の上部には、画像読取装置ＳＣが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、光書込手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、光書込手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、光書込手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、光書込手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、光書込手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。

帯電手段２Ｙと光書込手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと光書込手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと光書込手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと光書込手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像装置である。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。

画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

給紙装置２０の給紙カセット２１内に収容された用紙Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、２６、レジストローラ（第２給紙部）２７等を経て、二次転写手段９に搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される。

なお、画像形成装置の下部に鉛直方向に縦列配置された３段の給紙カセット２１は、ほぼ同一の構成をなす。また、３段の給紙手段２２も、ほぼ同一の構成をなす。給紙カセット２１、給紙手段２２を含めて給紙装置２０と称す。

カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置３０において用紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより用紙Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて用紙Ｐ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。

一方、二次転写手段９により用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。

なお、画像形成装置の説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。

４０は両面画像形成において、表面に画像が形成された用紙Ｐをレジストローラ２７を経て二次転写手段９に再給紙する再給紙部であり、排紙ローラ２８への搬送路から分岐した分岐搬送路４１、用紙Ｐを表裏反転する反転搬送路４２及びレジストローラ２７に用紙Ｐを再給紙する再給紙路４３を有する。

定着装置３０を通過した用紙Ｐを排紙ローラ２８に搬送するか又は再給紙部４０に搬送するかの切り替えは切り替えゲート３１により行われる。

再給紙部４０には、用紙Ｐを搬送する搬送手段が複数設けられているが、反転搬送路４２には、正逆転する搬送手段５０、５１が設けられる。

図２は再給紙部４０の要部を示す。

図２は駆動源であるステッピングモータ６０が配置された側から再給紙部４０を見た図であり、図１における紙面裏側から見た図であるので、搬送手段５０、５１等の部品の配置関係は、図１と図２とは反対になっている。

図１における反転搬送路４２は一対のガイド板５４、５５により形成され、再給紙路４３は一対のガイド板５６、５７により形成される。

搬送手段５０はローラ対を構成する駆動ローラ５０Ａと従動ローラ５０Ｂとからなる。駆動ローラ５０Ａはステンレス製のローラ上にゴム層を形成したものであり、従動ローラ５０Ｂはアルミニウム合金製のローラであり、アルミニウム合金からなる中空の円筒状部材でローラが構成される。駆動ローラ５０はベルト６１を介してステッピングモータ６０により駆動される。

搬送ローラ５１は後に説明するように、搬送手段５０とほぼ同じ作動をして用紙Ｐを搬送するが、ステッピングモータ６０と別のモータ（図示せず）により駆動される。反転搬送路４２の入口部を形成するガイド板５４とガイド板５５間は図示のように搬送路の他部分よりも広い間隔に形成されており、ガイド板５４、５５間には、用紙Ｐのループが形成される。

６２は用紙Ｐの通過を検知するセンサである。

ガイド板５３はその左端を支点として回転可能に取り付けられており、実線の位置から点線の位置に後に説明するように、回転可能である。

再給紙部４０に用紙Ｐは搬送される場合、ガイド板５３がその自重で実線の位置にあり、搬送手段５０及び搬送手段５１が反転搬送路４２に用紙を搬送するように回転する。

図１における分岐搬送路４１から送り込まれた用紙Ｐは、ガイド板５２と湾曲したガイド板５６の下部５６Ａとの間を通過し、ガイド板５３の上を通過して、駆動ローラ５０Ａと従動ローラ５０Ｂ間のニップに進入し、搬送手段５０によりニップされて図２の左方向に搬送される。

回転している搬送手段５０、５１はセンサ６２の用紙先端検知信号により搬送を停止するが、搬送手段５１の停止時間は、搬送手段５０の搬送停止よりも若干遅れる。これによって、搬送手段５１の右に用紙Ｐのループが形成されて、用紙Ｐの姿勢制御が行われる。

センサ６２の先端検知からタイマー（図示せず）により設定された所定時間経過時に、用紙Ｐの右端が搬送手段５０と搬送手段５１との間に達した段階で、ステッピングモータ６０及び図示しないモータが逆転し、搬送手段５０、５１は用紙Ｐの搬送方向を反転して、図２の右方に搬送する。用紙Ｐの反転搬送時には、ガイド板５３はソレノイド（図示せず）により駆動されて図の点線位置に回転し、用紙Ｐをガイド板５６、５７により形成される再給紙路４３へと搬送する。

このように、搬送手段５０は、その回転方向を反転して用紙Ｐを搬送するが、このような反転搬送においては、負荷との関係で、ステッピングモータ６０が脱調する場合がある。

ステッピングモータ６０としては、装置を小型にすることが望ましいという条件及びコストを低く抑えるという条件から小型であることが必要とされる。

一方、搬送手段５０としては、駆動ローラ５０Ａと従動ローラ５０Ｂにより形成されるニップに用紙を円滑に導入するという条件と、撓みによる軸方向の変形又はニップ圧の不均一を抑えるという条件から外径が大きい方が望ましい。

ステッピングモータ６０を小型化した結果、その出力が小さくなる一方、ローラ径を大きくした結果、ローラのイナーシャが大きくなって、ステッピングモータ６０の脱調が発生しやすくなる。

本実施の形態においては、従動ローラ５０Ｂをアルミニウム合金製のローラ、即ち、アルミニウム合金からなる中空の円筒部材を用いることにより、このような相反する条件を満たすことに成功した。

アルミニウム合金は軽量であり、且つ高い剛性を有するので、イナーシャを低く抑えながら、外径を大きくすることができる。

アルミニウム合金としては、周知の任意のものでよい。

実施の形態においては、中空円筒状のローラを用いたが、中空でなく円柱状のローラを用いることも可能であり、中空でなくとも、アルミニウム合金が軽量であることにより、十分にイナーシャを小さくすることが出来る。なお、中空円筒状のアルミニウム合金製ローラがより好ましい。

更に、ローラの表面強度を増すために、ニッケルメッキ、アルマイト処理等の表面硬化処理を行ったものを用いることが好ましい。

また更に、アルミニウム合金製のローラとしては、図示の実施の形態のように、アルミニウム合金からなるローラであり、該ローラが用紙搬送面を形成するものの他に、アルミニウム合金かならローラにゴム層を形成し、ゴム層により用紙搬送面を形成するアルミニウム合金製ローラでもよい。

実施の形態においては、搬送手段５０を構成するローラ対の従動ローラ５０Ｂにアルミニウム合金製のローラを用いているが、駆動ローラ５０Ａにアルミニウム合金製のローラを用いてもよく、駆動ローラ及び従動ローラの少なくともいずれか一方にアルミニウム合金製のローラを用いることにより、ステッピングモータの負荷が大幅に軽減され、反転時のイナーシャを軽減することができる。

搬送手段５１にも搬送手段５０と同様にアルミニウム合金製のローラが用いられる。

なお、実施の形態においては、用紙をスイッチバックする反転搬送部における正逆回転ローラにアルミニウム合金を用いているが、正逆回転ではく、加速又は減速する搬送手段にアルミニウム合金を有するローラを用いることにより、加速減速時に発生する脱調を防止することが出来る。

図示の実施の形態は画像形成装置であるが、本発明の用紙搬送装置は原稿自動搬送装置、用紙後処理装置等にも用いることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す構成図である。 再給紙部の要部を示す図である。

符号の説明

１０、画像形成部
４０ 再給紙部
４１ 分岐搬送路
４２ 反転搬送路
４３ 再給紙路
５０、５１ 搬送手段
５０Ａ 駆動ローラ
５０Ｂ 従動ローラ
６０ ステッピングモータ

Claims (6)

1. 用紙を搬送するローラ対を有する搬送手段及び該搬送手段を駆動するステッピングモータを備えた用紙搬送装置において、前記ローラ対の少なくともいずれか一方がアルミニウム合金製のローラからなることを特徴とする用紙搬送装置。
2. 前記アルミニウム合金製のローラは中空であることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記アルミニウム合金製のローラは表面硬化処理されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の用紙搬送装置。
4. 前記ステッピングモータは前記ローラ対を正逆回転させ、前記搬送手段は用紙を２方向に搬送することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
5. 用紙に画像を形成する画像形成部及び請求項１〜４のいずれか１項に記載された用紙搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 用紙に画像を形成する画像形成部及び該画像形成部により表面に画像が形成された用紙を表裏反転した後に前記画像形成部に再給紙する再給紙部を有する画像形成装置において、前記再給紙部の反転搬送路に請求項１〜４のいずれか１項に記載の用搬送装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。

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