JP2009053408A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ベルトと吸引ダクトにより用紙の搬送をする用紙搬送部であって、用紙の進行位置によって発生する搬送ベルトの用紙保持力の低下を防止した用紙搬送部を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】転写部と定着部の間に搬送ベルトと吸引ダクトを備えた用紙搬送部を有する電子写真方式の画像形成装置であって、前記用紙搬送部の上流で用紙を検知する用紙検知センサと、基準位置を有する搬送ベルトと、前記基準位置を検出する基準位置検知センサと、前記用紙検知センサ及び前記基準位置検知センサから送られた検知信号を基に前記搬送ベルトの動作開始時機を決定する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、搬送ベルトと吸引ダクトを備えた用紙搬送部を有する電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真技術による画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれらの機能を合わせ持つ複合機として広く使用されている。

これらの電子写真技術による画像形成装置には、トナー画像が転写された用紙を感光体から定着装置まで搬送する用紙搬送部が設けられる。

このような用紙搬送部においては、未定着のトナー画像を担持した用紙の画像面に搬送用の部材が接触することは許されないことから、用紙の背面を搬送ベルトに載せて搬送することが多い。

しかしながら、単に搬送ベルトに乗せた状態で用紙を搬送することは不安定なものであり、用紙の先端部を常に、定着装置のローラ又はベルトの所定の位置に望まし角度で進入させたいという要求に応えることは難しい。

このために、複数の穴（開口部）が開けられた搬送ベルトと、その下方に吸引ダクトを設け、それらの穴を介して搬送ベルト上の用紙を吸引することによって、用紙を搬送ベルトに確実に保持して搬送する機構が用紙搬送部によく用いられる。

用紙を搬送ベルト方向に吸引する力は、吸引ダクトの吸引口となっている搬送ベルトの穴の上に位置する用紙の二つの面、即ち、用紙の表面と裏面の空気圧の差により決まる。

ところが、常に搬送ベルトの穴の全てが用紙により塞がれている状態にあるとは限らないことから、用紙が存在しない位置の穴から空気が吸引され、前述の空気圧の差が充分に大きくならないことが問題になる。

即ち、用紙の進行位置や用紙の搬送方向の幅によって、用紙が存在しない位置の穴の数が異なることから、時には、用紙が存在しない位置の穴から空気が吸引される割合が増加することによって、搬送ベルトの用紙保持力が低下してしまうこともある。

このような問題に対応するために、吸引ダクトを複数の領域に分け、吸引をこれらの領域毎に行うように構成して、搬送する用紙の幅や進行に合わせて吸引領域を制御するという提案もある（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、このような提案は、複数の吸引ダクト毎に吸引のオンオフを行うための電磁弁等の開閉弁を設ける必要があり、装置のコストアップにつながりやすい。
特開平５−１０７９６９号公報

本発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、搬送ベルトと吸引ダクトにより用紙の搬送をする用紙搬送部であって、用紙の進行位置によって発生する搬送ベルトの用紙保持力の低下を防止した用紙搬送部を有する画像形成装置を提供することにある。

上記課題は、以下の発明を実現することにより達成される。
１．転写部と定着部の間に搬送ベルトと吸引ダクトを備えた用紙搬送部を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記用紙搬送部の上流で用紙を検知する用紙検知センサと、
基準位置を有する搬送ベルトと、
前記基準位置を検出する基準位置検知センサと、
前記用紙検知センサ及び前記基準位置検知センサから送られた検知信号を基に前記搬送ベルトの動作開始タイミングを決定する制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
２．前記制御手段は、
前記搬送ベルトを予め定めた位置に停止させ、また、１枚の用紙搬送に対して１回転するように前記搬送ベルトの動作を制御することを特徴とする１項に記載の画像形成装置。
３．前記搬送ベルトは、複数の開口部を有し、前記開口部は前記基準位置からの距離によって、単位面積当たりの数、又は開口面積が異なることを特徴とする１又は２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
４．転写部と定着部の間に搬送ベルトと吸引ダクトを備えた用紙搬送部を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記吸引ダクトの吸引口に設けた複数の空気遮断手段と、
前記用紙搬送部を進行する用紙の進行位置に対応して前記空気遮断手段の開閉を制御する制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。

本発明により、未定着のトナー画像を担持した用紙の搬送が安定化される。従って、定着部に進入する用紙の位置や姿勢が一定になり、画像品質のバラツキが小さくなる。

以下、本発明の実施の形態を図を基にして説明する。

図１は、画像形成装置Ｇの概念図である。

画像形成装置Ｇは、本体の上部に自動原稿送り装置Ｆを有し、本体は、読取手段１、書込手段２、画像形成部３、操作表示手段４、給紙手段５、排紙再給紙手段６、定着装置７、用紙搬送部８、及び制御手段Ｃ等から構成されている。

自動原稿送り装置Ｆは、原稿載置台１１に載置された原稿を原稿分離手段１２によって一枚ずつ原稿搬送手段１３に送り出し、原稿搬送手段１３は送られた原稿を原稿排紙手段１４に搬送し、原稿排紙手段１４は送られた原稿を原稿排紙台１５に排紙する。

原稿画像は原稿搬送路に設けられた、読取手段１の原稿画像読み取り位置であるスリット２１にて読み取りがなされる。

原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。

読取手段１は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット２１の位置にて、ランプ２３１により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット２３と、第２ミラーユニット２４と、結像レンズ２５とによりライン状のＣＣＤである撮像素子２６に結像させている。

撮像素子２６から出力された信号は、制御手段Ｃの画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリＭに画像データとして保存される。

書込手段２は、メモリＭから呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基づき、レーザビームとポリゴンミラーとにより、帯電手段３２によって一様帯電されて回転している感光体３１の表面を走査して、感光体３１の面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。

前記静電潜像は、画像形成部３の現像手段３４により反転現像されて、トナー画像が感光体３１上に形成される。

トナー画像形成のタイミングに対応して、手差し給紙手段５５、もしくは、転写材である用紙Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは、用紙Ｐが給送される。

給送された用紙Ｐは、搬送ローラ５６により搬送され、タイミングローラ３９によって感光体上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写部に送り出される。

転写部において、感光体３１の表面に形成されたトナー画像は、転写手段３５の作用により反対極性に帯電された用紙Ｐに転写される。

トナー画像を担持した用紙Ｐは、分離手段３６の作用により、感光体３１の表面から分離し、用紙搬送部８により搬送されて定着装置７に送られる。

定着装置７において、トナー画像を担持した前記用紙Ｐは、対向して配置された加熱ローラ７１と加圧ローラ７２により加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が用紙Ｐに定着されて、排出ローラ６３によって装置外に送出される。

なお、用紙Ｐを表裏反転して送出する場合には、切換ガイド６２により、用紙Ｐを排紙再給紙手段６に導き、用紙Ｐをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。

また、用紙Ｐの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた用紙Ｐを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。

一方、用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた感光体３１の表面は、クリーニング手段３７により残留トナーが除去されて次なる画像形成に向けての準備がなされる。

図２は、画像形成装置Ｇの制御関係を示すブロック図である。

制御手段ＣはＣＰＵ、メモリＭを始め、図に記されてはいないが演算ユニット、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス等を有するコンピュータシステムであり、各手段を駆動するための回路も有している。

各手段の制御は、メモリＭに格納してある当該のジョブに対応するプログラムを実行させることによりなされる。

また、制御手段Ｃは通信手段Ｔ１を介して、ＬＡＮ、もしくは公衆回線に接続され、他の情報機器とのデータの交換ができるようになっている。

なお、本発明の実施の形態の説明に直接関係しないブロックについては、図中の記載を省略してある。

図３は、転写部に配置される転写手段３５、分離手段３６と、定着部である定着装置７との間に設けられた搬送ベルトＢと吸引ダクトＤを備えた用紙搬送部８の概念図である。

用紙搬送部８は、搬送ローラ８１、８２に掛け回された搬送ベルトＢ、吸引ダクトＤ、吸引ファン８６等から構成される。

搬送ローラ８１、８２の動作の制御は、制御手段Ｃが搬送ローラ駆動手段ＢＤ（図２に図示、図３には不図示）を制御することにより行われる。

一般に、搬送ベルトＢには、吸引用の開口部である予め定めたサイズの穴が、予め定めた位置に設けられている。なお、本図で示す穴の配置は一般に採用されている例であり、本発明に実施の形態とは異なるものである。

吸引ダクトＤは、その上面８５が搬送ベルトＢの内周面に接するように配置されており、前記上面８５には、吸引口となる開口部である穴、又はスリットが複数個設けられている。

吸引ダクトＤ内の空気は、吸引ファン８６によって吸引ダクト外に排気され、吸引ダクトの吸引口である穴、又はスリットと重なる位置にある搬送ベルトＢの穴からは外気が吸引される。

その結果、搬送ベルトＢの上面８３に進行した用紙Ｐは、上面８３に密着するように引きつけられる。

図４は、用紙Ｐの搬送路と用紙搬送部８の関係を説明する図である。

図の矢印ａから進行してきた用紙Ｐは、対向する二つのローラであるタイミングローラ３９に突き当てられ待機状態となる。

一旦待機した用紙Ｐは、感光体３１に形成されたトナー画像の位置に対応してタイミングローラ３９によって送り出され、用紙検知センサＰＳによって先端が検知され、転写部に進行してトナー画像が転写された後、感光体３１から分離する。

分離した用紙Ｐの先端部は用紙搬送部８の搬送ベルトＢの上に進行し、図の斜線部で示す開口部、即ち搬送ベルトＢの穴、及び吸引ダクトＤの吸引口から矢印ｉ１〜４のように流れる空気流によって引かれ、矢印ｘ１〜３で概念的に示すように排気される空気流によって、搬送ベルト上面に密着する。

搬送ベルト上面に密着した状態で進行した用紙Ｐの先端部は、搬送ベルトＢが吸引ダクトＤの吸引部を離れることにより、密着が解かれ、搬送ベルトＢから離れて、定着装置７の所定位置に所定の進入角度で進入し、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２により挟持される。

定着装置７による画像の定着を終えた用紙Ｐは、矢印ｂの方向に進行する。

しかしながら、上述したような搬送部８０による用紙Ｐの搬送において、用紙Ｐの先端部が十分な力で搬送ベルトに密着されない場合がある。

例えば、進行する用紙Ｐの先端が矢印Ｈにあるような場合には、矢印ｉ４を流れる空気流は用紙Ｐによって遮断されるが、用紙Ｐが存在しない矢印ｉ１〜３を流れる空気流は遮断されない。

その結果、吸引ダクトＤ内減圧が進行せず、用紙Ｐの先端部が十分な力で搬送ベルトに密着されない場合がある。

このような密着力を増大させるためには、用紙Ｐで遮断されていない領域、即ち用紙Ｐの吸引に関係しない領域にある搬送ベルトＢの穴、及び吸引ダクトの吸引口を閉じるようにすることが効果的である。

図５は、搬送搬送ベルトＢの穴と用紙Ｐの位置を示す図である。

図５（ａ）は、進行する用紙Ｐを搬送ベルトＢ方向に吸引する力が、用紙Ｐに覆われていない穴からの吸気（矢印ｉ１〜３）によって弱められる様子を示すものである。

又、図５（ｂ）は、搬送ベルトＢに図５（ａ）のような穴が存在せず、その効果により、進行する用紙Ｐに搬送ベルトＢ方向に吸引する力が強められる様子を示している。

本発明は、図５（ｃ）で示すように、穴のあいていない領域（Ｋ）を有する搬送ベルトＢを設け、搬送ベルトＢの穴のあいている位置を進行してくる用紙Ｐの先端位置に対応させることにより、図５（ａ）で示すような吸引力の低下を防止して、図５（ｂ）の様な効果を持たせるものである。

図６は、本発明の搬送部８０の搬送ベルトＢを説明する図である。

図６（ａ）は搬送部８０の上面図であり、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は下面図である。

図に示すように、搬送ベルトＢには、吸引ダクトの吸入口となる複数の穴があいている領域と、穴のあいていない領域（Ｋ）がある。

また、搬送ベルトＢには、ベルトの予め定められた基準位置に、基準位置マークＨＰが付与されている。また、搬送ベルトＢの周囲の予め定めた位置には、前記基準位置マークＨＰを検出する基準位置検知センサＨＳが設けられている。

前記基準位置は、穴の位置と関連付けられて付与されるもので、基準位置マークＨＰを検知することにより穴のあいている位置を知ることができる。

制御手段Ｃは、前記基準位置マークの検知信号を基に、搬送ベルトＢが予め定めた位置にて停止するように搬送ローラ駆動手段ＢＤを制御する。

このような搬送ベルトＢを、用紙Ｐの先端部が搬送ベルトＢの第１列目の穴の位置に合うように回転させることにより、用紙Ｐの下方以外には吸気穴が存在しない状態となることから、進行する用紙Ｐは吸引ダクトにより強くベルト側に吸引されることになる。

図７は、搬送ベルトＢの動作制御の流れを示すフローチャートである。

待機状態にある用紙Ｐがタイミングローラ３９によって送り出されると、用紙Ｐの先端は用紙検知センサＰＳによって検知され、検知信号が制御手段Ｃに送られる（ステップＳ１：Ｙ）。

前記検知信号を受けると、タイマーＴＭが計時を開始する（ステップＳ２）。そして、計時値Ｔが予め設定する値Ｔ１に到達すると（ステップＳ３：Ｙ）、搬送ローラ駆動手段ＢＤに動作開始の信号が送られ、搬送ベルトＢの回転が開始される（ステップＳ４）。

なお、搬送ベルトＢの回転開始のタイミングを決める前記Ｔ１は、用紙Ｐの先端部と搬送ベルトＢの１列目の穴との位置合わせのために設けられるもので、その値は実験により決められるものである。

用紙Ｐの先端部は、吸引ダクトによる吸引領域を離れる所まで進行すると、搬送ベルトＢから離れ、定着装置７に向け更に進行する。

本発明は、搬送ベルトＢの１回転で用紙１枚を搬送するもので、回転開始前の搬送ベルトＢは、その基準位置が予め定める所定位置にあるように停止している。この停止は、搬送ベルトＢに付与されている基準位置マークの検知により行われる。

基準位置マークが基準位置検知センサＨＳにより検知されると（ステップＳ５：Ｙ）、検知信号を受けた制御手段Ｃは搬送ベルトＢの回転を停止させるように搬送ローラ駆動手段ＢＤを制御して（ステップＳ６）、ルーチンを出る。

以上説明したように、吸気口となる穴があいていない領域を有する搬送ベルトＢを、用紙Ｐの進行に合わせて回転させることにより、用紙Ｐを確実に搬送ベルトに密着させることができるので、用紙搬送の安定化が実現される。

なお、搬送ベルトＢを１本とするか又は複数本の搬送ベルトを並行して配置するか、また、搬送ベルトＢにあける穴の数、サイズ、形状等は設計時に決定されるものである。

本発明のさらなる応用形態は、上述したような搬送ベルトＢに基準位置からある距離に穴のあいていない領域を設ける上に、穴のあいている領域において、基準位置からの距離によって、穴の単位面積当たりの数、又は開口面積が異なるようにするものである。

図８は、穴の単位面積当たりの数が異なる例を示す図である。

このような吸引用の開口部の配置により用紙Ｐの先端部の搬送ベルトＢへの密着力を高め、後端部の搬送ベルトＢへの密着力を弱めることができ、その結果、先端部の位置規制がより確実となる用紙搬送が実現される。

以上説明した実施の形態は、吸引ダクトＤの吸入口の一部となる搬送ベルトＢの開口部（穴）の配置と用紙Ｐの進行とのタイミングを基にするものであるが、用紙の移動に対応して吸引ダクトＤの吸入口の開閉そのものを制御する実施の形態もある。

図９は、吸引ダクトＤの吸入口に複数の開閉ゲートＧＴ１〜Ｎを設けた例を説明する図である。

この例においては、搬送ベルトＢには、周面全域に所定の開口部が設けられている。

一方、前記搬送ベルトＢに接する吸引ダクトＤの吸引口には空気遮断手段である複数のゲートＧＴ１〜Ｎが設けられており、各ゲートは、用紙Ｐの先端部の進行に合わせて、ゲートＧ１から順次開いて行く。

このような構成により、用紙Ｐが存在する位置のみに吸引力を働かせることができ、用紙Ｐの搬送ベルトＢへの密着力を高めることができる。

画像形成装置の概念図である。 画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。 用紙搬送部の概念図である。 用紙の搬送路と用紙搬送部の関係を説明する図である。 搬送ベルトの穴と用紙の位置を示す図である。 搬送部の搬送ベルトを説明する図である。 搬送ベルトの動作制御の流れを示すフローチャートである。 穴の単位面積当たりの数が異なる例を示す図である。 吸引ダクトの吸入口に複数の開閉ゲートを設けた例を説明する図である。

符号の説明

８ 用紙搬送部
Ｂ 搬送ベルト
Ｃ 制御手段
Ｄ 吸引ダクト
Ｇ 画像形成装置
ＨＰ 基準位置マーク
ＨＳ 基準位置検知センサ
Ｐ 用紙
ＰＳ 用紙検知センサ

Claims (4)

1. 転写部と定着部の間に搬送ベルトと吸引ダクトを備えた用紙搬送部を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
   前記用紙搬送部の上流で用紙を検知する用紙検知センサと、
   基準位置を有する搬送ベルトと、
   前記基準位置を検出する基準位置検知センサと、
   前記用紙検知センサ及び前記基準位置検知センサから送られた検知信号を基に前記搬送ベルトの動作開始タイミングを決定する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、
   前記搬送ベルトを予め定めた位置に停止させ、また、１枚の用紙搬送に対して１回転するように前記搬送ベルトの動作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. 前記搬送ベルトは、複数の開口部を有し、前記開口部は前記基準位置からの距離によって、単位面積当たりの数、又は開口面積が異なることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
4. 転写部と定着部の間に搬送ベルトと吸引ダクトを備えた用紙搬送部を有する電子写真方式の画像形成装置であって、
   前記吸引ダクトの吸引口に設けた複数の空気遮断手段と、
   前記用紙搬送部を進行する用紙の進行位置に対応して前記空気遮断手段の開閉を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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