JP2009078905A

JP2009078905A - 転写紙搬送装置

Info

Publication number: JP2009078905A
Application number: JP2007250467A
Authority: JP
Inventors: Koji Murata; 耕治村田
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-04-16

Abstract

【課題】転写紙の規格全サイズに対する転写紙搬送方向に沿う両縁部を隙無く支持することができる転写紙搬送装置を提供する。
【解決手段】一つのステッピングモータを駆動源とするギヤ３６と噛み合って互いに逆方向に変位する一対のラック３７，３８と、ラック３７，３８に固定されて既定のホームポジションで待機する一対のカーソル３９，４０と、搬送過程にある転写紙のサイズに応じてステッピングモータを駆動させてカーソル３９，４０をホームポジションを基点として互いに接近させることで搬送過程にある転写紙の搬送方向に沿う両縁部を支持する転写紙搬送装置において、ギヤ３６とラック３７，３８との噛み合わせ部分のピッチ間距離を調整してステッピングモータの１ステップに対応したカーソル３９，４０の単位あたりの変位量を０．２５／ｎ（ｎは自然数）ｍｍとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、搬送過程にある転写紙の搬送方向に沿う両縁部を互いに接近・離反する一対のカーソルによって支持するようにした転写紙搬送装置に関する。

従来から、複合機等の画像形成装置の内部、画像形成装置に設置される自動原稿送り装置や後処理装置等には、特に、両面原稿や両面転写の際に原稿や転写紙を反転させるためにスイッチバックする反転機構部を設けたものが周知である。

また、このような反転機構部には、一つのステッピングモータと、ステッピングモータを駆動源として回転駆動するギヤと、ギヤと噛み合って互いに逆方向に変位する一対のラックと、ラックに固定されて常時は既定のホームポジションで待機する一対のカーソルと、搬送過程にある転写紙の規格サイズを検出する検出器とを備え、搬送過程にある転写紙のサイズに応じてステッピングモータを駆動させてカーソルをホームポジションを基点として互いに接近させることで搬送過程にある転写紙の搬送方向に沿う両縁部（以下、「転写紙両縁部」と称する。）を支持する転写紙搬送装置を設けたものが知られている。

この際、一対のカーソルは、転写紙両縁部に略密着した状態で接近しているのが好ましく、転写紙サイズに応じた微調整をする必要がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１８１９８２号公報

ところが、上記の如く構成された転写紙搬送装置にあっては、一対のカーソルの離間距離を転写紙サイズに応じて微調する過程において、一対のカーソルを移動させながらホームポジションを検知することによりラック・ギヤのバックラッシを抑制して幅合わせ精度の向上を図っている。

しかしながら、ステッピングモータの回転運動をラックの直線運動に変換する機構において、ステッピングモータの１ステップの直線運動への変換時には、ピッチに端数が生じ、この端数を累積すると転写紙サイズに対してズレが発生する場合がある。

例えば、図５に示すように、互いに同期して接近離反する一対のカーソルＣ１，Ｃ２を画像形成装置で処理する転写紙の規格最大許容サイズ（例えば、Ａ３Ｒ）から１１．５ｍｍ離間した位置をホームポジションとした場合、一対のカーソルＣ１，Ｃ２の最小移動距離は１１．５ｍｍ、転写紙の規格最小許容サイズ（例えば、Ａ５Ｒ）とした場合、一対のカーソルＣ１，Ｃ２の最大移動距離は８５．７５ｍｍとなる。尚、図５の符号ＰＣは転写紙中心を示す。

この場合、カーソルＣ１，Ｃ２がステッピングモータの１ステップで０．２５のピッチで移動すれば転写サイズに対してズレは生じない。

図６は、駆動列の構成の一例である。ステッピングモータ出力軸（図示せず）に設けられた出力ギヤ５１は、モジュール０．５、歯数１７であり、その出力ギヤ５１と噛み合う減速ギヤ５２は、モジュール０．５、歯数６７である。また、上述したカーソルＣ１，Ｃ２（図６では図示略）を固定して互いに同期して接近・離反する一対のラック３７，３８と噛み合うピニオンギヤ３６は、モジュール０．８、歯数３１である。さらに、ピニオンギヤ３６は、タイミングベルト５３を介して減速ギヤ５２の回転駆動が動力伝達され、減速ギヤ５２とタイミングベルト５３との歯数比は２０：３０である。

図７の上段は、図６に示した一対のカーソルＣ１，Ｃ２におけるズレの発生例を示し、ステッピングモータの１ステップあたりの回転角度を７．５°とした場合、ステッピングモータの制御ステップ数は整数となることから、例えば、転写紙の規格サイズがＡ３Ｒの場合、転写紙の全幅２９７ｍｍ（半幅１４８．５ｍｍ）、カーソルＣ１，Ｃ２のホームポジションから転写紙両縁部までの離間距離１１．５ｍｍとした場合、ステッピングモータによる必要駆動ステップ数は４６．０７３１ステップとなる。

しかしながら、上述したようにステッピングモータによる駆動ステップ数は整数であることから、実際に駆動するステップ数は４６ステップとなり、ホームポジションからの実移動距離は１１．４８１８ｍｍとなってしまう。

これにより、一対のカーソル間距離は２９７．０３６５ｍｍとなり、転写紙の全幅２９７ｍｍに対して０．０３６５ｍｍの隙間が発生する。

同様に、転写紙の規格サイズがＡ５Ｒの場合、転写紙の全幅１４８．５ｍｍ（半幅７４．２５ｍｍ）、カーソルＣ１，Ｃ２のホームポジションから転写紙両縁部までの離間距離８５．７５ｍｍとした場合、ステッピングモータによる必要駆動ステップ数は３４３．５４５０ステップとなる。

しかしながら、上述したようにステッピングモータによる駆動ステップ数は整数であることから、実際に駆動するステップ数は３４３ステップとなり、ホームポジションからの実移動距離は８５．６１４０ｍｍとなってしまう。

これにより、一対のカーソル間距離は１４８．７７２１ｍｍとなり、転写紙の全幅１４８．５ｍｍに対して０．２７２１ｍｍの隙間が発生する。

従って、このような隙間は、Ａ３Ｒの場合には僅かであるものの、Ａ５Ｒの場合には搬送過程にある転写紙に傾き搬送が発生し易いという問題が生じてしまう。

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、転写紙の規格全サイズに対する転写紙搬送方向に沿う両縁部を隙無く支持することができる転写紙搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の転写紙搬送装置は、一つのステッピングモータと、該ステッピングモータを駆動源とするギヤと、該ギヤと噛み合って互いに逆方向に変位する一対のラックと、該ラックに固定されて常時は転写紙最大許容サイズ以上離間したホームポジションで待機する一対のカーソルと、搬送過程にある転写紙の規格サイズを検出する検出器と、を備え、搬送過程にある転写紙のサイズに応じて前記ステッピングモータを駆動させて前記カーソルをホームポジションを基点として互いに接近させることで搬送過程にある転写紙の搬送方向に沿う両縁部を支持する転写紙搬送装置において、前記ギヤと前記ラックとの噛み合わせ部分のピッチ間距離を調整して前記ステッピングモータの１ステップに対応した前記カーソルの単位あたりの変位量を０．２５／ｎ（ｎは自然数）ｍｍとしたことを特徴とする。

この際、ラックの移動量の調整は、ギヤのピッチ円直径を調整することによって行うのが好ましい。

また、そのギヤのピッチ円直径Ｄは、ギヤの転移によって調整する場合、そのモジュールをｍ、転移係数をＴとしたとき、Ｄ＝Ｄ_０＋Ｔ・ｍとなり、ギヤのモジュールを変えることによって調整する場合、そのモジュールをｍ、ギヤの歯数をＺとしたとき、
Ｄ＝ｍ・Ｚとなり、ギヤをハス歯ギヤとすることによって調整する場合、そのハス歯ギヤのネジレ角をβとしたとき、Ｄ＝Ｄ_０／ｃｏｓβとなり、何れでも達成することができる。

本発明の転写紙搬送装置は、転写紙の規格全サイズに対する転写紙搬送方向に沿う両縁部を隙無く支持することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置を具備した画像形成装置の説明図、図２は本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置の平面図、図３は本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置の要部の斜視図、図４は本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置の要部の拡大説明図である。

（複合機の全体構成）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としての複合機１は、複合機本体２と、この複合機本体２に隣接して設置された後処理装置本体３とを備えている。

複合機本体２は、その前面から引き出し可能な複数段の給紙カセット４，５，６と、この給紙カセット４，５，６とは別の転写紙の利用を可能とするために複合機本体２の一方の側面に開閉可能に設けられた手差トレイ７と、複写機・ファクシミリ・スキャナの各種機能として原稿を読み取る際に使用する自動原稿送り装置（ＡＤＦ）８と、表示画面９を有すると共に各種機能等の設定・選択操作を行う操作部１０とを備えている。

尚、この複合機１の形状や構成・機能等は図示例のものに限定されるものではない。

（複合機本体２の内部構成）
また、複合機本体２の内部には、給紙カセット４，５，６又は手差トレイ７に収納された転写紙（図示せず）を取り出して後処理装置３の側面に配置された排紙トレイ１１に向けて搬送する搬送経路１２と、この搬送経路１２のシート搬送方向上流側に配置されたレジスト部１３と、レジスト部１３よりも搬送経路１２のシート搬送方向下流側に配置された画像形成部１４と、画像形成部１４によって転写紙の表面に転写されたトナー像を転写紙の表面に定着させる定着部１５と、搬送経路１２の複合機本体２内での最下流部に配置された排出部１６とを備えている。

さらに、搬送経路１２には、複数の経路が分岐・合流されており、本実施の形態では、定着部１５よりも搬送経路１２のシート搬送方向下流側に配置された分岐路１７と、分岐路１７に導かれた転写紙を表裏反転させるスイッチバック経路１８と、スイッチバック経路１８によって表裏反転した転写紙をレジスト部１３よりもシート搬送方向上流側の搬送経路１２へと戻す反転経路１９と、ＡＤＦ８にセットされた原稿が複数である場合に片面印刷処理後の転写紙の排出面を原稿順序に合わせた状態で排出部１６へと導く反転排出路２０と、を備えている。

（レジスト部１３の構成）
レジスト部１３は、給紙カセット４，５，６又は手差トレイ７から取り出された転写紙の搬送方向先端を検出するレジストセンサ２１と、レジストセンサ２１よりも搬送経路１２のシート搬送方向下流側に配置されたレジストローラ対２２とを備えている。

レジストセンサ２１は、転写紙を検出することにより転写紙の先端位置と後述する感光体ドラム２３の表面に形成されたトナー像位置との同期を計るもので、このレジストセンサ２１が転写紙の先端を検出してから所定時間経過後にレジストローラ対２２と感光体ドラム２３の回転駆動を開始させ、レジストセンサ２１が転写紙の後端を検出してから所定時間経過後にレジストローラ対２２と感光体ドラム２３の回転駆動を停止する。また、レジストセンサ２１は、給紙カセット４，５，６から搬送経路１２へと送り出された転写紙のシート搬送方向に沿うシート長を検出するもので、転写紙の先端を検出してから後端を検出するまでの時間によって転写紙の長さ（シート搬送方向に沿う方向）を検出する。

レジストローラ対２２は、モータ等の駆動源（図示せず）に連繋されている。そして、このレジストローラ対２２は、静止状態において、転写紙の先端がニップされたときに瞬間的に転写紙の搬送を停止することで転写紙の斜め送りを矯正する。

（画像形成部１４の構成）
画像形成部１４は、感光体ドラム２３と、感光体ドラム２３の周囲に配置された帯電デバイス２４、露光デバイス２５、現像デバイス２６、転写デバイス２７、クリーニングデバイス２８、除電デバイス２９等を備えている。

これにより、画像形成部１４は、感光体ドラム２３が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動され、その表面が帯電デバイス２４によって所定の極性・電位に均一に帯電される。

帯電後の感光体ドラム２３は、その表面に露光デバイス２５によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス２５は、例えば、複写機機能によりＡＤＦ８を利用してスキャナー部で読み取った印刷データ、ファクシミリ機能により電話回線を通じて受信した印刷データ、プリンタ機能によりネットワーク等の通信回線によって接続されたパーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに基づいて、感光体ドラム２３の表面にレーザー光を照射し、感光体ドラム２３の表面のレーザー光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。

そして、感光体ドラム２３の表面に形成された静電潜像は、現像デバイス２６によって電荷を有するトナーが静電的に付着されて未転写トナー像として現像される。さらに、その未転写トナー像は、感光体ドラム２３と転写デバイス２７との協働によって転写紙の表面に未定着トナー像として転写される。

この際、転写紙の表面に未転写トナー像を未定着トナー像として転写した感光体ドラム２３は、クリーニングデバイス２８によって残留トナー等が除去されると共に次の画像形成時の帯電のために除電デバイス２９によって除電される。

（定着部１５の構成）
定着部１５は、画像形成部１４によって転写紙の表面に転写された未定着トナー像を定着させるために、転写紙の表面側、即ち、未定着トナー像側に配置された加熱ローラ（又は加熱ベルト）３０と、搬送経路１２を挟んで加熱ローラ３０と対向する加圧ローラ３１とを備えている。

転写紙の表面に形成された未定着トナー像は、加熱ローラ３０に直接接触することによって溶融し、転写紙の裏面側から加圧ローラ３１で加圧されることによってそのまま転写紙の表面に溶融トナーが定着像として定着される。

尚、加熱ローラ３０の表面には、溶融トナーが付着しないように表面コーティング処理等がなされている。また、加熱ローラ３０の表面に付着してしまった溶融トナー等は図示を略するクリーニングデバイス等によって除去される。

（排出部１６の構成）
排出部１６は、転写紙の表面側、即ち、定着像側に配置された硬質ローラ３２と、搬送経路１２を挟んで硬質ローラ３２と対向する弾性ローラ３３とを備えている。

（スイッチバック経路１８の構成）
スイッチバック経路１８は、両面コピーモード等が指定されている際に転写紙の裏面側への画像形成処理を実行するために転写紙を表裏反転させるもので、予め指定された転写紙サイズに応じて搬送方向に沿う転写紙両縁部を支持するスイッチバック用の転写紙搬送装置３４が設けられている。

（転写紙搬送装置３４の構成）
転写紙搬送装置３４は、図２及び図３に示すように、一つのステッピングモータのモータ出力ギヤ（共に図示せず）と噛み合う従動ギヤ３５（図３にのみ図示）と、従動ギヤ３５と同軸上に設けられることでステッピングモータ（図示せず）を駆動源として動力伝達されるギヤ３６と、ギヤ３６と噛み合って互いに逆方向（接近・離反）に同期して変位する一対のラック３７，３８と、ラック３７，３８に固定されて常時は転写紙最大許容サイズ以上離間したホームポジションで待機する一対のカーソル３９，４０と、一方のカーソル３９の待機位置を検出することでステッピングモータの駆動を停止させるポジションセンサ４１と、を備えている。

尚、ステッピングモータは、両面コピーモード等が指定されている際に転写紙の規格サイズ指定や給紙カセット４，５，６（又はＡＤＦ８）に設けられたセンサ等を検出器として検出された搬送過程にある転写紙の規格サイズに応じて駆動する。具体的には、ステッピングモータはステップ数により回転量が決定され、本実施の形態では、最少の１ステップ当たりの一対のカーソル３９，４０の移動距離は以下のようになる（図４参照）。
モータ軸（図示せず）が１回転するステップ数：Ｎ（３６０°／７．５°＝４８°）
モータ軸−ギヤ３６（例えば、ピニオンギヤ）間の駆動系の回転比（ギヤ比）：Ｍ
ギヤ３６のピッチ円直径：Ｄ
とすると、モータ１ステップ当たりラックの移動量：Ｐ＝（Ｍ／Ｎ）・（π・Ｄ／２）
となる。尚、ステッピングモータの駆動制御を司る制御回路は周知のＣＰＵ等が用いられている。

これにより、制御回路は、搬送過程にある転写紙のサイズに応じてステッピングモータを駆動させ、一対のカーソル３９，４０をホームポジションを基点として互いに接近させることで搬送過程にある転写紙両縁部を支持させる。

この際、ギヤ３６とラック３７，３８との噛み合わせ部分のピッチ間距離を調整してステッピングモータの１ステップに対応したカーソル３９，４０の単位あたりの変位量が０．２５ｍｍの倍数とされている。

即ち、転写紙が規格サイズ（センチ仕様）の場合、図７に示す種類がある。予め設定したホームポジション位置から一対のカーソル３９，４０を転写紙の各規格サイズに合わせて正確に移動させるには、例えば、転写紙サイズＡ５Ｒ／Ａ６Ｅを考慮すると、ステッピングモータの１ステップで一対のカーソル３９，４０が０．２５ｍｍ移動するようにすれば、全ての規格サイズに対して正確にステップ数を設定することが可能である。

しかし、ギヤ３６に標準モジュール（ＪＩＳＢ１７０１−２（円筒歯車−インボリュート歯車歯形第２部：モジュール））のものを用いてカーソル３９，４０の移動ピッチが正確に０．２５ｍｍになるように駆動系を設計するのは難しい。例えば、ギヤ３６のモジュールを０．８としてステッピングモータと駆動系とを最適な設定にしても、０．２５ｍｍから僅かにズレ（従来技術の欄で説明）、ステッピングモータのステップ数を制御しても各転写紙サイズに応じて図７の上段の表に示すズレが発生する。

従って、一対のカーソル３９，４０の移動ピッチを０．２５ｍｍにするにはギヤ３６のピッチ円直径を微調整すれば良い（実施の構成においては、２４．８ｍｍを２４．８３９４ｍｍにすれば良い）。

例えば、ギヤ３６にピニオンギヤを用い、ギヤ（ピニオンギヤ）３６の転移によって行うと共に、そのモジュールをｍ、転移係数をＴとしたときの、ピッチ円直径Ｄを、
Ｄ＝Ｄ_０＋Ｔ・ｍ
とする。

また、ギヤ３６にピニオンギヤを用い、ギヤ（ピニオンギヤ）３６のモジュールによって行うと共に、そのモジュールをｍ、ギヤ３６の歯数をＺとしたときの、ピッチ円直径Ｄを、
Ｄ＝ｍ・Ｚ
としても良い。

さらに、ギヤ３６にハス歯ギヤを用い、ギヤ（ハス歯ギヤ）３６のネジレ角をβとしたときの、ピッチ円直径Ｄを、
Ｄ＝Ｄ_０／ｃｏｓβ
としても良い。

尚、上述した０．２５ｍｍの倍数とは、転写紙に規格サイズのもの（例えば、Ａ５，Ａ４，Ａ３，Ｂ５，Ｂ４等）を用いた場合、そのサイズが０．５ｍｍ刻みであるためであり、例えば、０．１２５ｍｍ（１／２倍）や０．５ｍｍ（２倍）を含む（好ましくは０．２５ｍｍ）ものとする。

これにより、ステッピングモータの１ステップあたりの幅あわせカーソル移動量を０．２５ｍｍ／０．１２５ｍｍ・・・のいずれかにすることにより、カーソル片側移動・両側移動のいずれにおいても０．２５ｍｍ／０．１２５ｍｍ・・・単位での移動量に設定することができ、図７の本願発明欄に示すように、何れの規格サイズの転写紙であっても、一対のカーソル３９，４０を転写紙両縁部に略密着した隙の無い搬送支持を実現することができる。

このように、本発明の転写紙搬送装置によれば、ステッピングモータを駆動源とし、ある所定の位置で動作の基準となるホームポジションの検出を行い、そこを基点として各サイズに応じたパルス数をステッピングモータに送り駆動させて２面目幅方向補正を行う複写機・プリンタの反転装置に用いられ、直線運動に変換するラック・ギヤの組み合わせ部のピッチ間距離を調整することによりステッピングモータの１ステップあたりの幅あわせカーソル移動量を０．２５／ｎ（ｎは自然数）ｍｍとし、カーソル片側移動・両側移動のいずれにおいてもすべての転写紙サイズの紙幅に略密着した調整を可能とすることができる。

ところで、上記実施の形態では、本発明の転写紙搬送装置をスイッチバック経路１８に適用して説明したが、例えば、後処理装置３やＡＤＦ８のように、転写紙の搬送方向に沿う両縁部を自動で支持するカーソルを備えた転写紙搬送装置に適用することができることは勿論である。

本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置を具備した画像形成装置の説明図である。本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置の平面図である。本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置の要部の斜視図である。本発明の一実施形態に係る転写紙搬送装置の要部の拡大説明図である。転写紙搬送装置の転写紙両縁部とカーソルとの関係を示す説明図である。転写紙搬送装置における駆動系の説明図である。転写紙サイズとカーソル移動量との関係を示す図表である。

符号の説明

３４…転写紙搬送装置
３６…ギヤ
３７…ラック
３８…ラック
３９…カーソル
４０…カーソル

Claims

一つのステッピングモータと、該ステッピングモータを駆動源として回転駆動するギヤと、該ギヤと噛み合って互いに逆方向に変位する一対のラックと、該ラックに固定されて常時は既定のホームポジションで待機する一対のカーソルと、搬送過程にある転写紙の規格サイズを検出する検出器と、を備え、
搬送過程にある転写紙のサイズに応じて前記ステッピングモータを駆動させて前記カーソルをホームポジションを基点として互いに接近させることで搬送過程にある転写紙の搬送方向に沿う両縁部を支持する転写紙搬送装置において、
前記ギヤと前記ラックとの噛み合わせにより前記ステッピングモータの１ステップに対応した前記カーソルの単位あたりの変位量を０．２５ｍｍ／ｎ（ｎは自然数）としたことを特徴とする転写紙搬送装置。
前記ギヤのピッチ円直径を調整することによって、前記ラックの移動量を調整することを特徴とする請求項１に記載の転写紙搬送装置。
前記ギヤのピッチ円直径を、前記ギヤの転移によって調整したことを特徴とする請求項２に記載の転写紙搬送装置。
前記ギヤのピッチ円直径を、前記ギヤのモジュールを変えることによって調整したことを特徴とする請求項２に記載の転写紙搬送装置。
前記ギヤのピッチ円直径を、前記ギヤをハス歯ギヤとすることによって調整したことを特徴とする請求項２に記載の転写紙搬送装置。