JP2008233446A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な種類の記録材に対しても、高い精度で斜行を補正して、記録材に画像を形成する画像形成装置を提供する。
【解決手段】斜行補正により、記録材の搬送幅方向に生ずるテンションの偏りを、斜行を補正する搬送手段の上流に設けた上流搬送手段の搬送幅方向の移動により緩和する。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート状の記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。

シート状の記録材に画像を形成する画像形成装置においては、画像が記録材に形成される転写位置等の画像形成位置に記録材が斜行して搬送されることがある。

記録材は、その先端縁及び後端縁が搬送方向に直交し、側端縁が搬送方向に平行な状態で画像形成位置に搬送されることが理想的であるが、この状態からずれて搬送され、端縁が搬送方向に対して傾斜した状態で画像形成位置に達することがあり、このような現象が斜行または紙曲がりと称され、斜行を防止するための改良が行われている。

斜行を防止する技術として最も広く用いられているのが、突き当て手段を用いたループ搬送である。

ループ搬送は、ループローラにより記録材を搬送し、停止した突き当て手段に突き当て、突き当て手段の上流にループを形成することにより、記録材の先端縁を搬送方向に直交させる技術である。

突き当て手段には、レジストローラが用いられ、レジストローラは、その上流にループが形成された後に、搬送を開始して画像形成位置に記録材を搬送する。

このようなループ搬送により斜行が補正されるが、突き当て手段を用いた斜行防止には限界があり、記録材上の画像の位置、向きに対して高い精度が要求される最近の画像形成装置では、ループ搬送では十分でなくなってきている。

特許文献１、２では、紙曲がり検知手段及び該紙曲がり検知手段の検知結果に基づいて搬送幅方向に並列配置された複数搬送手段の各々を制御することが提案されている。
特開平６−２６３２８７号公報 特開平１０−２１２０５５号公報

特許文献１、２では、搬送方向に直交して配置された２個の搬送手段を、検知手段の検知結果に基づいて制御することにより斜行を補正している。

特許文献１、２の技術は記録材の斜行防止に効果があるが、十分ではない。

最近、電子写真方式の画像形成装置の利用分野が、軽印刷の分野に拡大している。

印刷においては、従来のオフィス用途に比較して高い画像位置精度が要求されるとともに、使用される記録材の種類が多様であり、斜行が発生しやすい。

このために、特許文献１を含む従来技術では斜行を十分に防止することができなくなってきている。

斜行の程度を評価するには、図７に示すように、記録材Ｐの搬送幅方向Ｘの長さに対して、記録材Ｐの角ＰＡの斜行による搬送方向Ｙのずれ量ΔＹのパーセント、（ΔＹ／Ｘ）×１００、が用いられる。

従来技術では、１％程度以下にずれ量を補正するには有効であったが、最近の画像形成装置に要求されるずれの許容量、０．２％以下に抑えることは困難であった。

本発明はこのような従来の斜行防止技術における問題を解決し、高い位置精度で記録材に画像を形成することが可能であり、また、多様な種類の記録材に対して高い位置精度で画像を形成することができ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．
記録材に画像を形成する画像形成部及び該画像形成部が画像を形成する画像形成位置に向けて記録材を搬送する給紙部を有する画像形成装置において、
前記給紙部は、
記録材の搬送幅方向に配置され、互いに独立して制御される複数の搬送手段、
搬送される記録材の斜行を検知する検知手段、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記搬送手段の各々を独立して制御する制御手段及び、
前記搬送手段の上流に配置された上流搬送手段を有し、
該上流搬送手段は、前記搬送幅方向に移動可能であることを特徴とする画像形成装置。
２．
前記制御手段は、記録材の先端が前記検知手段を通過した後に前記搬送手段を停止させる制御を行い、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記搬送手段の各々の停止時間を独立して制御することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記搬送手段の各々の搬送速度を独立して制御することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
４．
前記検知手段は、記録材の搬送方向に直交する方向に並んで配置された複数のセンサを有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
５．
前記検知手段は、記録材の搬送方向に直交する方向に直交する方向に複数の検知素子が並んだセンサアレイを有することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．
前記搬送手段により搬送された記録材の先端を停止させ、記録材のループを形成する先端停止手段を有することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．
前記上流搬送手段を基準位置に復帰させる復帰手段を有することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明においては、搬送幅方向に並列配置され、各々が独立制御される搬送手段により、斜行を補正した場合に生ずる記録材にかかるテンションの偏りを、搬送手段の上流に配置された上流搬送手段を軸方向に移動可能とすることにより緩和した。

これにより、前記テンションの偏りにより、斜行補正機能が十分に機能しなかったり、記録材に無理な力が作用して皺が発生する等の問題が解決され、高い位置精度で画像が記録材上に形成される。

しかも、厚紙から薄紙まで、或いは、塗工紙等の処理紙に対しての斜行補正を良好に行うことが可能となり、多様な種類の記録材に高い位置精度で画像形成することが可能となる。

さらに、高速搬送においても斜行補正が十分に行われるので、高速、且つ高画質の性能を備えた画像形成装置が実現される。

［画像形成装置］
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。

図示の画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、転写部としてのベルト状の中間転写体７、給紙部１００、記録材収納部２０、再給紙部２６及び定着装置１１を有する。画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ及び中間転写体７で構成される画像形成部Ａの上部には、原稿画像読み取り装置Ｂが配置されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙと、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ及びクリーニング手段６Ｙとを有する。また、マゼンタ色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍと、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ及びクリーニング手段６Ｍとを有する。シアン色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃと、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ及びクリーニング手段６Ｃとを有する。黒色画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋと、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ及びクリーニング手段６Ｋとを有する。

画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋで形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する中間転写体７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。

記録材Ｐは記録材収納部２０の給紙カセット２１に収納されており、給紙ユニット２２により１枚ずつ給紙され、搬送ローラ２３、２４、給紙部１００を経て、二次転写ローラ８Ａにより形成される転写位置（画像形成位置）ＴＲに搬送される。

転写位置ＴＲにおいて、記録材Ｐ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記録材Ｐは、定着装置１１により定着処理され、排紙ローラ２７に挟持されて機外の排紙トレイ２８上に載置される。

一方、二次転写ローラ８Ａにより記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング手段６Ａによりクリーニングされ、中間転写体７の表面に残留している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。

二次転写ローラ８Ａは、転写位置ＴＲを記録材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、中間転写体７に圧接する。

２６は裏面画像形成用の再給紙部である。

図２、図３は転写位置ＴＲ（図１参照）に記録材を供給する給紙部を示し、図２は側断面図であり、図３は平面図である。

給紙部１００には、記録材Ｐの搬送方向上流から、上流搬送手段としての搬送ローラ１０１、ループ形成ローラ１０２及び突き当て手段としてのレジストローラ１０３が順に配置され、記録材Ｐを搬送する。

また、給紙部１００には、搬送される記録材を案内するガイド板が設けられ、上流側から、ガイド板１０４Ａ、１０４Ｂの対、ガイド板１０５Ａ、１０５Ｂの対及びガイド板１０６Ａ、１０６Ｂの対が順に配置される。

ループ形成ローラ１０２とレジストローラ１０３間のガイド板のうちの下側のガイド板１０６Ａも下方に湾曲しており、記録材のループを形成するための空間を形成する。

搬送ローラ１０１は搬送幅方向のセンターラインＣＬを挟んで対称に配置されたローラ対１０１Ａ、１０１Ｂを有する。

ループ形成ローラ１０２は、搬送幅方向のセンターラインＣＬを挟んで対称に配置された搬送手段としてのローラ対１０２Ａ、１０２Ｂを有し、ローラ対１０２ＡはステッピングモータＭ２Ａで駆動され、ローラ対１０２ＢはステッピングモータＭ２Ｂにより駆動される。

また、搬送ローラ１０１はステッピングモータＭ１により駆動され、レジストローラ１０３がステッピングモータＭ３により駆動される。

ステッピングモータＭ１、Ｍ２Ａ、Ｍ２Ｂ及びＭ３は制御手段ＣＲにより制御される。

ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３は記録材Ｐを検知するセンサである。検知手段としてのセンサＳＥ１、ＳＥ２はセンターラインＣＬを挟んで対称に並列配置され、センサＳＥ３は中心線上に配置される。

制御手段ＣＲは給紙部１００における給紙のタイミング制御及び記録材の斜行補正制御を行う。
［記録材の給紙タイミング制御］
制御手段ＣＲは図４に示す給紙制御を行う。

図４において、線Ｌは記録材先端の走行軌跡を示す。なお、図４において、左から右へが時間Ｔの経過であり、上から下が記録材Ｐの走行距離Ｄを示す。

記録材Ｐは、搬送ローラ１０１により搬送されてループ形成ローラ１０２まで走行し、ループ形成ローラ１０２の搬送で、レジストローラ１０３まで走行し、レジストローラ１０３の位置で時間ΔＴ停止した後に転写位置ＴＲに向けて再搬送される。

搬送ローラ１０１及びループ形成ローラ１０２の搬送速度はｖ１、レジストローラ１０３の搬送速度はｖ２である。これら搬送速度はｖ１＞ｖ２のように設定される。

停止時間ΔＴは、レジストローラ１０３の上流に記録材Ｐのループを形成し、また、画像形成との同期を取るための時間であり、露光開始時間との関係で決定される。

即ち、画像形成位置である転写位置ＴＲ（図１参照）において、中間転写体７上のカラー画像の先端と記録剤Ｐの先端とが常に一定の関係になるように、レジストローラ１０３の起動時点が画像形成部１０Ｙにおける露光開始時点から所定時間後になるように、レジストローラ１０３の搬送開始時点が制御される。

停止時間ΔＴを設けることにより、レジストローラ１０３の上流にループが形成され、このループにより、記録材Ｐが元に戻ろうとする力が生じて、記録材Ｐの斜行が補正される。
［斜行補正］
記録材Ｐの先端は図４における点線の位置において、検知手段としてのセンサＳＥ１、ＳＥ２により検知され、制御手段ＣＲはセンサＳＥ１の検知信号に基づいて、ステッピングモータＭ２Ａを制御し、センサＳＥ２の検知信号に基づいて、ステッピングモータＭ２Ｂを制御する。

図３に示すように、先端ＰＦが搬送方向Ｙに直角な方向Ｘからずれた斜行状態で搬送された記録材Ｐを検知したセンサＳＥ１、ＳＥ２の検知信号は時間差をもって出力される。

ループ形成ローラ１０２は２個のローラ対１０２Ａ、１０２Ｂを有し、制御手段ＣＲはステッピングモータＭ２Ａ、Ｍ２Ｂを独立して制御することにより、ローラ対１Ｏ２Ａ、１０２Ｂを互いに独立して制御する。

具体的には、斜行補正において、制御手段ＣＲはセンサＳＥ１、ＳＥ２の先端検知の時間差に応じて、ステッピングモータＭ２Ａ、Ｍ２Ｂの回転速度を制御する。

即ち、検知時点が早い側のローラ対を駆動するモータの回転速度を遅くし、検知時点が遅い方のローラ対を駆動するモータの回転速度を速くすることにより、記録剤Ｐの斜行が補正される。

レジストローラ１０３の上流には、センサＳＥ３が配置されている。

ローラ対１０２Ａ、１０２ＢはセンサＳＥ３の記録材先端検知から所定時間経過した時点で停止する。

ローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの停止時点は、レジストローラ１０３の上流に記録剤Ｐのループを形成するように設定される。

レジストローラ１０３の上流のループにより、前記に説明したように、記録剤Ｐの斜行がさらに補正される。

レジストローラ１０３はローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの停止後に起動して、記録材Ｐを画像形成位置である転写位置ＴＲに向けて搬送する。

次の斜行補正の他の例について説明する。

この斜行補正においては、ループ形成ローラ１０２を構成するローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの独立制御として、ローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの停止時点を制御している。

この斜行補正例における制御を図５を用いて説明する。

この斜行補正例では、ローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの搬送速度は互いに等しい。

センサＳＥ１により記録材Ｐの先端が時点ｔ１で検知され、センサＳＥ２により記録材Ｐの先端が時点ｔ２で検知される。

制御手段ＣＲは先端検知後もローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの駆動を継続し、ローラ対１０２Ａを時点ｔ４で停止させ、ローラ対１０２Ｂを時点ｔ５で停止させる。

（ｔ４−ｔ１）＝（ｔ５−ｔ２）とすることにより、センサＳＥ１、ＳＥ２の位置からの記録材Ｐの走行距離が、搬送幅方向の両端間で等しくなり、斜行が補正される。

なお、センサＳＥ１、ＳＥ２の先端検知から停止までの時間は、実際には、実験により求められた最適値に設定される。

記録材Ｐの先端は、ローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの停止時点ｔ４の前の時点ｔ３でレジストローラ１０３に到達しており、時間間隔ｔ３〜ｔ４では、記録材Ｐのループがレジストローラ１０３の上流に形成される。

記録材Ｐの先端が、レジストローラ１０３を構成するローラ対間のニップに突き当たり停止し、ループが形成されることにより、先端縁の方向Ｘに対する平行度がさらに高くなって、高い精度の斜行補正が行われる。

以上説明した斜行補正が行われている間、記録材Ｐはループ形成ローラ１０２の上流において、搬送ローラ１０１により搬送される。

図３を参照して、この搬送を説明すると、搬送幅方向のセンターラインＣＬを挟んで両側に配置されたローラ対１０２Ａ、１０２Ｂによる搬送距離は、ローラ対１０２Ａ、１０２Ｂの独立制御により互いに等しくない。即ち、搬送速度制御による斜行補正では、搬送速度の違いにより、また、停止時間制御による斜行補正では、停止時間の違いにより、ローラ対１０２Ａによる搬送距離とローラ対１０２Ｂによる搬送の距離とが等しくなくなる。

これに対して、搬送ローラ１０１を構成するローラ対１０１Ａ、１０１Ｂは記録材Ｐを互いに等しい搬送距離で搬送する。

このようなループ形成ローラ１０２の搬送と搬送ローラ１０１の搬送との間に違いにより、記録材Ｐには搬送幅方向にテンションの偏りが生ずる。

このテンションの偏りによって、前記の斜行補正が十分に機能しない場合がある。

また、紙に皺が発生する等の問題がある。

本発明においてはこの問題を、搬送ローラ１０１をその回転軸方向に移動可能とすることにより解決した。

即ち、テンションの偏りが発生したときに、このテンションで発生する力が働いて搬送ローラ１０１を構成するローラ対１０１Ａ、１０１Ｂが軸方向、即ち、Ｘ方向に移動する。この軸方向の移動により、テンションの偏りが緩和され、補正機能が十分に作用して、斜行が補正される。

搬送ローラ１０１は図６（ａ）に示すように、駆動ローラ１０１１と従動ローラ１０１２からなるが、駆動ローラ１０１１は、「Ｄ」カットされた軸１０１３に嵌合しており、軸方向には移動可能で、軸１０１３の駆動が駆動ローラ１０１１に伝達される。

このように、ループ形成ローラ１０２の上流に配置される上流搬送手段には、軸方向の移動を可能とする機構が設けられるが、上流搬送手段には、搬送ローラ１０１のみではなく、更に上流の搬送ローラが含まれる。

即ち、ループ形成ローラ１０２と同時刻に記録材を搬送するローラに軸方向の移動を可能とする機構が設けられ、図１の例では、記録紙収納部２０と給紙部１００との間の搬送部に設けられて搬送ローラ２３、２４及び再給紙部２６の給紙部１００に近い搬送ローラ２６ａに前記機構が設けられる。

図１では、給紙部１００と記録材収納部２０間の搬送部中の搬送ローラ２３、２４及び再給紙部２６中の搬送ローラ２６ａに軸方向の移動を可能にする機構が設けられる。

なお、搬送ローラ１０１をその回転軸方向で基準位置に復帰させる復帰手段を設けることが好ましい。

図６（ｂ）はバネからなる復帰手段の例であり、ローラ対１０１Ａ、１０１Ｂを図６（ｂ）に示すように、連結部材１０１４で連結する。

ローラ対１０１Ａを構成する駆動ローラ１０１１Ａ及び従動ローラ１０１２Ａは圧縮型のコイルバネ１０１５Ａ、１０１６ＡによりセンターラインＣＬの方向に押され、ローラ対１０１Ｂを構成する駆動ローラ１０１１Ｂ及び従動ローラ１０１２Ｂは圧縮型のコイルバネ１０１５Ｂ、１０１６ＢによりセンターラインＣＬの方向に押される。

従って、ローラ対１０１Ａ、１０１Ｂは、コイルバネ１０１５Ａ、１０１６Ａ、１０１５Ｂ、１０１６Ｂにより、センターラインＣＬに対して対称な基準位置に復帰する。

本発明の実施の形態に係る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画像形成装置の給紙部の側断面図である。 図２に示す給紙部の平面図である。 給紙タイミング制御を説明するタイミングチャートである。 斜行補正例を説明するタイミングチャートである。 上流搬送手段を示す図である。 記録材の斜行を説明する図である。

符号の説明

１００ 給紙部
１０１ 搬送ローラ
１０２ ループ形成ローラ
１０２Ａ、１０２Ｂ ローラ対
１９３ レジストローラ
ＣＲ 制御手段
ＳＥ１、ＳＥ２、ＳＥ３ センサ
Ｐ 記録材

Claims (7)

1. 記録材に画像を形成する画像形成部及び該画像形成部が画像を形成する画像形成位置に向けて記録材を搬送する給紙部を有する画像形成装置において、
   前記給紙部は、
   記録材の搬送幅方向に配置され、互いに独立して制御される複数の搬送手段、
   搬送される記録材の斜行を検知する検知手段、
   前記検知手段の検知結果に基づいて、前記搬送手段の各々を独立して制御する制御手段及び、
   前記搬送手段の上流に配置された上流搬送手段を有し、
   該上流搬送手段は、前記搬送幅方向に移動可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、記録材の先端が前記検知手段を通過した後に前記搬送手段を停止させる制御を行い、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記搬送手段の各々の停止時間を独立して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. 前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記搬送手段の各々の搬送速度を独立して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。
4. 前記検知手段は、記録材の搬送方向に直交する方向に並んで配置された複数のセンサを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記検知手段は、記録材の搬送方向に直交する方向に直交する方向に複数の検知素子が並んだセンサアレイを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送手段により搬送された記録材の先端を停止させ、記録材のループを形成する先端停止手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記上流搬送手段を基準位置に復帰させる復帰手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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