JP2013082513A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録シートの先端を回転停止中のタイミングローラーのニップ部に衝合させた後、回転を開始し、前記記録シートをトナー像の転写位置に向って搬送する搬送装置を備えた画像形成装置において、上記モーターを起動しタイミングローラーを第1の回転速度で回転させて第1の記録シートを搬送し、搬送完了してモーターを停止した後、次に搬送する第2の記録シートを第1の回転速度とは異なる第2の回転速度で搬送する場合(ステップS2でNo)、第2の記録シートの搬送開始(ステップS4)前に、タイミングローラーを第2の回転速度または第1の回転速度よりも第2の回転速度に近い回転速度で空回転させる(ステップS11〜S13)。
【選択図】図9
Description
このため、モーター停止後も前記各部品は、その慣性によってバックラッシの範囲で回転する。以下、モーターの停止後に部品各々の前記慣性によって回転する量を「惰性回転量」と言う。
惰性回転量は、モーターの回転速度が速い程(すなわち、記録シートの搬送速度が速い程)多くなり、回転速度が遅い程(すなわち、記録シートの搬送速度が遅い程)少なくなる。よって、回転遅延量は、搬送速度の速いジョブほど大きくなり搬送速度の遅いジョブほど小さくなる。
このずれを解消するためには、各部品の寸法公差を厳しくして、連結部各々におけるバックラッシを少なくすることが考えられる。
なお、上記の問題は、あるジョブが終了して一旦停止した後に、システムスピード(記録シートの搬送速度)の異なる別のジョブが続けて実行される場合に限らず、同一ジョブ内で記録シートの搬送速度が切り換えられる際にも生じる。
あるいは、前記第1の記録シートと前記第2の記録シートとは、一の画像形成ジョブにおいて連続する2枚の記録シートであることを特徴とする。
さらに、前記搬送装置は、前記第2の回転速度による記録シートの搬送が標準に設定されており、前記制御手段は、第1の画像形成ジョブにおける最後の記録シートが、前記第1の回転速度で搬送された場合、当該第1の画像形成ジョブの終了に際し、前記タイミングローラーを第2の回転速度で空回転させると共に、前記第1の画像形成ジョブに続く第2の画像形成ジョブにおける最初の記録シートが第2の回転速度で搬送される場合には、当該最初の記録シートの搬送開始前の再度の空回転を実行しないことを特徴とする。
<画像形成装置の全体構成>
図1は、実施の形態に係るタンデム型プリンター10(以下、単に「プリンター10」と言う。)の概略構成を示す図である。なお、ここでは、プリンターを例に取り上げているが、本発明は複写機やファクシミリ等の画像形成装置にも適用できる。
一方、記録シート搬送装置29(以下、単に「搬送装置29」と言う。)の第1給紙カセット30と第2給紙カセット32のいずれかから、所望種類、所望サイズの記録シートSが給紙される。
なお、タイミングローラー42に対し、搬送方向上流側直前に設けられたセンサー44は、搬送路を搬送されその検出位置を通過する記録シートSの搬送方向における先端および後端を検出するためのものである。上記したスキューの補正は、センサー44が記録シートSの先端を検出した時点から所定の時間、タイミングローラー42よりも搬送方向上流側において当該記録シートSを挟持しているローラーが回転されることよってなされる。
なお、本実施の形態では、第1給紙カセット30には厚紙が収納されており、第2給紙カセット32には普通紙が収納されている。普通紙は、例えば、坪量が64[g/m2]〜90[g/m2]の範囲の記録シートであり、厚紙は、坪量が普通紙よりも大きく、その厚みが普通紙よりも大きい記録シートである。また、記録シートSのタイミングローラー42による搬送速度は、厚紙を用いる場合は低搬送速度LSに、普通紙を用いる場合は低搬送速度LSよりも速い高搬送速度HSに設定される。タイミングローラー42による記録シートの搬送速度は、プリンター10のシステムスピードに他ならないため、以下、当該搬送速度とシステムスピードとを同義で用いる。よって、前記低搬送速度LSは低システムスピードLSと、前記高搬送速度HSは高システムスピードHSと言うことがある。
<タイミングローラー>
図2は、タイミングローラー42およびその駆動機構の概略構成を示す斜視図である。
タイミングローラー42は、駆動ローラー56と従動ローラー58で構成される一対のローラー(ローラー対)からなる。駆動ローラー56は、アルミニウム製のパイプ材からなる芯金60に円筒状をしたゴム製のロール62を複数個、その長手方向に間隔をあけて嵌着したものである。従動ローラー58は、駆動ローラー56に対し、ばね等の弾性部材(不図示)によって径方向に押圧されていて、これにより駆動ローラー56と従動ローラー58間の当接部分にニップ部が形成されている。
タイミングローラー42を構成する駆動ローラー56は、平歯車78を含む動力伝達機構66を介しモーター64の回転動力が伝達されて、回転駆動される。本例では、モーター64にはステッピングモーターが用いられる。
〔動力伝達機構〕
図3は、モーター64、動力伝達機構66、およびタイミングローラー42の端部部分の拡大斜視図である。
はすば歯車70には、これよりも大きい径を有するはすば歯車72が歯合している。
はすば歯車72の中心に開設された軸孔(図3には現れていない)には、シャフト74が挿入されている。はすば歯車72の回転動力は、後述する連結ピン86によってシャフト74に伝達される。
シャフト74のDカット部74Aには、同じく横断面が「D」字状をした軸孔を有する平歯車76が、当該軸孔にDカット部74が挿入される形で取り付けられている。
上記の構成からなる動力伝達機構66において、モーター64が起動されて出力軸68が矢印Cの向きに回転すると、これに伴って、はすば歯車70も矢印Cの向きに回転する。はすば歯車70が矢印Cに向きに回転すると、これと歯合しているはすば歯車72は、矢印Eの向きに回転する。
以上のような経路によって、モーター64の回転動力が伝達されてタイミングローラー42が回転駆動される。
動力伝達機構66の動力伝達経路上の隣接する部材間(各連結部)において、回転方向のいわゆる遊びによる動力伝達の遅れについて、図4〜図6を参照しながら説明する。
(i)はすば歯車70−はすば歯車72
図4を参照しながら、この連結部における遊びについて説明する。この連結部において駆動側となるはすば歯車70が矢印Cの向きに回転している間、被動側となるはすば歯車72は、はすば歯車70からスラスト方向にも力を受ける。はすば歯車72は、後述するように、シャフト74にすきまばめの嵌め合いで嵌められているため、前記スラスト方向の力を受けて矢印Hの向きに移動する。この移動で、はすば歯車72がはすば歯車70から外れないようにシャフト74にはストッパーとしてEリング80が取り付けられており、駆動中におけるはすば歯車72の移動を制限している。よって、駆動中は、はすば歯車72の側面がEリング80に当接して両者間の軸心方向の間隙82は無くなっている。
すなわち、はすば歯車70の回転が開始されると、はすば歯車72は惰性移動量分を矢印Hの向きに移動した後、定常回転し始める。したがって、はすば歯車70の回転開始から、はすば歯車72の定常回転開始までの間に惰性移動量に応じた分の時間差が生じる。この惰性移動量は、上記の通り、回転停止前の回転速度による。その結果、回転停止前の回転速度が速い程、前記時間差が長くなり、遅い程、前記時間差が短くなる。
図5を参照しながら、この連結部における遊びについて説明する。この連結部においては、はすば歯車72が駆動側となり、シャフト74が被動側となる。
図5(a)に示すように、シャフト74には、径方向にピン孔74Bが開設されており、ピン孔74Bには、連結ピン86が遊挿されている。はすば歯車72の一側面には、径方向に長いピン溝72Aが形成されていて、連結ピン86のシャフト74から露出した部分がピン溝72Aに埋没している。ピン孔74Bの径と連結ピン86の径の間、および連結ピン86の径とピン溝72Aの幅の間には、それぞれ、当該連結部における組立て性を考慮して、その大きさに適当な差を設けている。
はすば歯車72の回転が再開されると、はすば歯車72が上記した惰性による回転量に応じた分回転した後、シャフト74に動力が伝達されるようになって、シャフト74が回転し始める。
(iii)シャフト74−平歯車76
図6(a)〜図6(c)を参照しながら、この連結部における遊びについて説明する。この連結部においては、シャフト74が駆動側となり、平歯車76が被動側となる。
シャフト74が矢印Eの向きに回転すると、図6(b)に示すように、両者のDカット面の右端部同士が当接して、平歯車76に動力が伝達され、平歯車76も矢印Eの向きに回転する。
シャフト74の回転が再開されると、シャフト74が上記した惰性による回転量に応じた分回転し、図6(b)に示すような状態になって初めて、平歯車76が回転し始める。
(iv)平歯車76−平歯車78
図6(d)、図6(e)を参照しながら、この連結部における遊びについて説明する。この連結部では、平歯車76が駆動側になり、平歯車78が被動側になる。この連結部における遊びは、両平歯車間のバックラッシである。
平歯車76の回転が停止されると、平歯車78は惰性によりバックラッシの範囲で回転を続ける。この惰性による回転量は、回転停止前の平歯車78の回転速度が速い程(慣性が大きいため)、多くなる。最大に回転した状態は、図6(e)に示す通りである。
したがって、平歯車76の回転開始から、平歯車78の回転開始までの間に上記惰性による回転量に応じた分の時間差が生じる。この惰性による回転量は、上記の通り、回転停止前の回転速度による。その結果、回転停止前の回転速度が速い程、前記時間差が長くなり、遅い程、前記時間差が短くなる。
〔画像の位置ずれ〕
タイミングローラーによる記録シートの搬送速度(タイミングローラーの回転速度)が切り替わると、上記回転遅延に起因して、切り替わり直後の記録シート上に形成されるトナー画像とその次以降の記録シート上に形成されるトナー画像との間に相対的なずれが生じる原因について、さらに詳しく説明する。
最後の厚紙のグラフにあるように、モーターの起動から回転遅延時間T1後にタイミングローラーの回転が開始されている。また、モーターの停止後も惰性によりタイミングローラーが時間D1の間、回転を続けている。
そして、普通紙の2枚目では、1枚目の回転速度PHに応じ、モーターの起動から回転遅延時間T2(>T1)後にタイミングローラーの回転が開始される。3枚目以降も、その直前の記録シート(普通紙)の回転速度PHに応じ、モーターの起動から回転遅延時間T2後にタイミングローラーの回転が開始される。
上記の問題に対処するため、本実施の形態では、タイミングローラーによる記録シートの搬送速度が切り換わる際には、切り換え後の最初の記録シートの搬送の開始前に、タイミングローラーを切り換え後の回転速度で一旦回転させた後に停止させる空回転動作を実行させることとした。
<制御部>
上記空回転を含む制御を実行する制御部54について図8を参照しながら説明する。
本図に示すように、制御部54は、画像データ受信部102、画像データ書込み部104、画像メモリ106、レーザーダイオード駆動部108、モーター駆動部110、CPU112、およびROM114で構成される。
画像データ受信部102は、CPU112の指示により、パーソナルコンピュータなどの外部機器から受信した画像形成ジョブ中の画像データにエッジ強調などの各種の補正処理施を施した後、当該画像データを画像データ書込み部104に送信する。
レーザーダイオード駆動部108は、CPU112の指示にしたがい、画像メモリ106から画像データを読み出し、当該データに基づいて、露光ユニット28においてC,M,Y,Kの各色毎に設けられたレーザーダイオード(不図示)を変調駆動する。
<モーター回転制御>
次に、モーター駆動部110で実行されるモーター64の回転制御について、図9、図10を参照しながら説明する。
CPU112は、画像データ受信部102の受信する画像形成ジョブにおいて、ページ毎に設定されているヘッダー情報を読み取り、読み取ったヘッダー情報から次に画像形成するページ(記録シート)のシステムスピード(搬送速度)を決定し、決定したシステムスピード(搬送速度)をCPU116に通知する(q1)。具体的には、ヘッダー情報には、そのページを印刷する記録シートが普通紙であるのか厚紙であるのかの情報が含まれている。そして、普通紙であれば、高システムスピードHS(高搬送速度HS)と決定し、厚紙であれば、低システムスピードLS(低搬送速度LS)と決定する。
CPU116は、当該通知を受信すると(ステップS1でYes)、受信したシステムスピード(搬送速度)と設定速度記憶部118に設定されている搬送速度とを比較し(ステップS2)、同じであれば(ステップS2でYes)、CPU116は、CPU112からならされるモーター64の回転指示(q3)を待つ(ステップS3)。
搬送される記録シートの当該搬送方向における後端がタイミングローラー42を通過したとみなされると(ステップS5でYes)、タイミングローラー42による当該記録シートの搬送が完了したとみなして、CPU116は、モーター64を停止する(ステップS6)。なお、ステップS5において、記録シートの後端がタイミングローラー42を通過したとみなされるのは、センサー44(図1)が記録シートの後端を検出した時から所定時間経過時である。当該所定時間は、当該後端が、センサー44の検出位置からタイミングローラー42のニップ部まで移動するのに要する時間である。当該移動時間は、センサー44の検出位置からタイミングローラー42のニップ部までの搬送経路上の距離と搬送速度とから算出でき、予めROM114(図8)に格納されている。
一方、ステップS2において、受信したシステムスピード(搬送速度)と設定速度記憶部118に設定されている搬送速度とが異なると判定した場合(ステップS2でNo)、CPU116は、設定速度記憶部118に記憶されている搬送速度を、今回受信した搬送速度に書き換える(ステップS8)と共に、CPU112に対し、上述した空回転の指示を要請する(ステップS9)。
以降、上記した処理が最後の記録シートの搬送が終了するまで(ステップS7でYes)まで繰り返される。
<モーターの駆動態様の具体例>
以上の制御により実現されるモーター64の駆動態様の具体例について、図11を参照しながら説明する。
図11(a)は、厚紙に画像形成するジョブ(以下、「厚紙ジョブ」と言う。)に、普通紙に画像形成する別個のジョブ(以下、「普通紙ジョブ」と言う。)が続いた場合を示している。
図11(b)は、一の画像形成ジョブ中において、厚紙に画像を形成する場合と普通紙に画像を形成する場合とが混在するジョブ(以下、「混在ジョブ」と言う。)を示している。本例は、1枚目と2枚目が厚紙で、3枚目と4枚目が普通紙の場合である。
このように、本実施の形態によれば、混在ジョブにおいてシステムスピード(タイミングローラーによる記録シートの搬送速度)が切り替わった後の1枚目と2枚目以降との間における画像の相対的な位置ずれを可能な限り抑制することができる。
<変形例>
図11(d)に、変形例に係る回転制御を実行した際の動作線図を示す。
上記の設定の下、あるジョブにおける最終の記録シートが厚紙であった場合には、当該最終の記録シートの搬送完了後に、タイミングローラー42を回転速度PHで空回転させる。
上記の制御を実行するためのプログラムについて、図12に示すフローチャートを参照しながら説明する。
CPU116は、CPU112からステップS1で「最後の記録シート」である旨の通知を受け取っていた場合(ステップS7でYes)には、CPU116は、速度設定記憶部118に記憶されているのが高搬送速度HSか否かを確認する(ステップS14)。
一方、低搬送速度LSの場合は(ステップS14でNo)、設定速度記憶部118の設定速度を高搬送速度HSに書き換えた(ステップS15)後、高回転速度PHでタイミングローラー42を空回転させて(ステップS16,S17,S18)、当該プログラムを終了する。なお、ステップS16〜S18の処理は、図9におけるステップS11〜S13の処理と同様なので、その詳細な説明については省略する。
当該最初の記録シートに対する画像形成時間(FCOT/FPOT)を徒に長くすることがないのである。
普通紙に続いて厚紙に画像形成する場合には、定着装置46における定着温度を普通紙の場合よりも昇温させて高めにする。この昇温中に、低回転速度PLによる空回転が実行できるため、敢えて、前もって空回転をしておく必要性に乏しいからである。
すなわち、記録シートとして普通紙を用いることが標準として設定されている場合、すなわち、高搬送速度HSが記録シートの搬送速度として標準に設定されている場合に、あるジョブにおける最終の記録シートが厚紙であった場合(最終の記録シートの搬送速度が低搬送速度LSであった場合)には、当該最終の記録シートの搬送完了後に、タイミングローラー42を回転速度PHで空回転させる(当該あるジョブの終了に際し、タイミングローラー42を回転速度PHで空回転させる)のである。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態では、給紙カセットを2段に設け、厚紙と普通紙とを記録シートとして用い、記録シートの搬送速度は2速としたが、これに限らず、給紙カセットを3段以上設け、また、記録シートの種類を増やして、記録シートの搬送速度を3速以上としても構わない。
(2)上記実施の形態では、記録シートの種類に応じて記録シートの搬送速度(システムスピード)を変更したが、これに限らず、モノクロ画像を形成する場合とカラー画像を形成する場合とで記録シートの搬送速度(システムスピード)を変更しても構わない。この場合、例えば、モノクロ画像を形成する場合よりもカラー画像を形成する場合の方が記録シートの搬送速度(システムスピード)を遅くする。
(3)上記実施の形態では、システムスピード(記録シートの搬送速度)が切り換わる際には、切換え後のシステムスピードによる記録シートの搬送開始の前に、切換え後のシステムスピードに対応する回転速度でタイミングローラー42を空回転させた。換言すると、モーター64を起動してタイミングローラー42を第1の回転速度で回転させ第1の記録シートの搬送が完了してモーター64を停止した後、次に搬送する第2の記録シートを第1の回転速度とは異なる第2の回転速度で搬送する場合、当該第2の記録シートの搬送開始前に、タイミングローラー42を第2の回転速度で空回転させることとした。
このようにすることで、第2の記録シートの搬送のためのモーター64起動時における動力伝達機構66の各連結部における状態(惰性回転量等)を、第2の記録シートの次の記録シート以降の搬送のためのモーター64起動時における動力伝達機構66の各連結部における状態(惰性回転量等)に、空回転しない場合よりも近づけることができる。このため、第2の記録シートの搬送開始の際の回転遅延時間を、第2の記録シートの次の記録シート以降の搬送開始の際の回転遅延時間に、空回転しない場合よりも近づけることができる。その結果、第2の記録シートと第2の記録シートの次の記録シートとの間の画像の相対的な位置ずれを、空回転しない場合よりも少なくすることができる。
(4)上記実施の形態ではプリンターを例に説明したが、複写機の場合には、画像データ受信部(図8)は、画像読取装置(スキャナー)から画像形成ジョブを受信する。また、この場合の記録シートの種類は操作パネルを介して受け付けられ、受け付けられた記録シートの種類(例えば、厚紙や普通紙)に応じて、当該記録シートの搬送速度(システムスピード)が決定される。
(5)上記実施の形態では、タイミングローラーの回転駆動源として、ステッピングモーターを用いたが、これに限らず、例えばDCモーターを用いても構わない。
29 記録シート搬送装置
42 タイミングローラー
64 モーター
66 動力伝達機構
112,116 CPU
Claims (7)
- 記録シートの先端を回転停止中のタイミングローラーのニップ部に衝合させた後、回転を開始し、前記記録シートをトナー像の転写位置に向って搬送する搬送装置を備えた画像形成装置であって、
前記搬送装置は、
前記タイミングローラーに動力伝達機構を介して回転動力を伝達し、当該タイミングローラーを回転駆動するモーターと、
前記モーターの回転を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記モーターを起動し前記タイミングローラーを第1の回転速度で回転させて第1の記録シートを搬送し、搬送完了して前記モーターを停止した後、次に搬送する第2の記録シートを第1の回転速度とは異なる第2の回転速度で搬送する場合、当該第2の記録シートの搬送開始前に、前記タイミングローラーを第2の回転速度または第1の回転速度よりも第2の回転速度に近い回転速度で回転させた後停止させる空回転動作を実行することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の記録シートは、一の画像形成ジョブにおける最後の記録シートであり、前記第2の記録シートは、前記画像形成ジョブに後続する画像形成ジョブにおける最初の記録シートであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1の記録シートと前記第2の記録シートとは、一の画像形成ジョブにおいて連続する2枚の記録シートであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記空回転における前記モーターの停止から前記第2の記録シートの搬送を開始させるための前記モーターの起動までの時間と、当該第2の記録シート以降に連続する記録シートに対し、前記衝合と搬送を繰り返す際の前記モーターの停止から起動までの時間とが等しくなるように前記モーターを制御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。
- 前記搬送装置は、前記第2の回転速度による記録シートの搬送が標準に設定されており、
前記制御手段は、
第1の画像形成ジョブにおける最後の記録シートが、前記第1の回転速度で搬送された場合、
当該第1の画像形成ジョブの終了に際し、前記タイミングローラーを第2の回転速度で空回転させると共に、前記第1の画像形成ジョブに続く第2の画像形成ジョブにおける最初の記録シートが第2の回転速度で搬送される場合には、当該最初の記録シートの搬送開始前の再度の空回転を実行しないことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 記録シートの先端を回転停止中のタイミングローラーのニップ部に衝合させた後、回転を開始し、当該タイミングローラーを第1の回転速度または当該第1の回転速度とは異なる第2の回転速度で回転させて前記記録シートをトナー像の転写位置に向って搬送する搬送装置を備えた画像形成装置であって、
前記搬送装置は、
前記タイミングローラーに動力伝達機構を介して回転動力を伝達し、当該タイミングローラーを回転駆動するモーターと、
前記モーターの回転を制御する制御手段と、
を有し、
前記搬送装置は、第2の回転速度による記録シートの搬送が標準に設定されており、
前記制御手段は、
一の画像形成ジョブにおける最後の記録シートが、前記第1の回転速度で搬送された場合、
当該一の画像形成ジョブの終了に際し、前記タイミングローラーを第2の回転速度で回転させた後停止させる空回転動作を実行することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2の回転速度は、記録シートとして普通紙が搬送される場合であり、前記第1の回転速度は、記録シートとして普通紙よりも厚みが大きい厚紙が搬送される場合であって、前記第2の回転速度よりも前記第1の回転速度の方が遅いことを特徴とする請求項5または6に記載の画像形成装置。
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