JP2013256360A - 用紙搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストローラへの衝撃力を緩和でき、ビームスポット位置変動による突発的な濃度ムラを抑制できる用紙搬送装置を提供する。
【解決手段】レジストローラ対を有する用紙搬送装置であって、レジスト部のニップ圧を調整するニップ圧調整機構を有し、ニップ圧調整機構は、レジスト加圧ローラ２１を支持するアーム４２と本体ユニット間の距離を規制する偏芯カム４３を有し、アーム４２あるいは本体ユニットに具備されたゴムパッド４１に偏芯カム４３を当接させることでニップ圧を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機、印刷機などの用紙搬送装置および画像形成装置に関する。

特許文献１には、用紙のスキュー補正やトナー画像とのタイミング調整を行うためのレジストローラ対において、厚紙など曲げこわさ（曲げ剛度、腰）が大きいものの場合、静止したレジストニップに突き当てる際、レジストローラ対で保持できずレジストニップに入り込んでしまうという課題に対して、紙厚に応じてニップ圧を制御するというものが開示されている。

また、特許文献２には、用紙先端が二次転写部に突入する際のベルト速度変動の抑制を目的として、転写ベルトと二次転写ローラ間の軸間距離を偏芯カムにより調節可能にしたものが開示されている。用紙突入前に、軸間距離を広げることによりニップ圧を減らし、速度変動を抑制する。

しかし、特許文献１に開示されている技術は、用紙後端がレジストニップ部を抜ける際の過渡的な変動に対してニップ圧を制御するものではないため、用紙後端がレジストニップを抜ける際に、レジスト加圧ローラのレジストローラへの衝突により発生する衝撃力がステップ的に上昇してしまうという問題があった。

また、特許文献２に開示されている技術は、上記構成をレジストローラ部に用いれば、用紙突入前にあらかじめレジストニップ圧を減らすことができるので、用紙後端がレジストニップを抜ける際に発生するレジスト加圧ローラのレジストローラへの衝突により発生する衝撃力をある程度抑制はできる。しかし、用紙レジスト抜け時において、偏芯カムと被突き当て部材が突き当たる前に、レジスト加圧ローラがレジストローラに衝突してしまう。それによって、レジストローラへの衝撃力がステップ的に上昇するため、衝撃力の抑制効果は小さくなってしまうという問題があった。

本発明は、前記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、レジストローラへの衝撃力を緩和でき、ビームスポット位置変動による突発的な濃度ムラを抑制できる用紙搬送装置を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。

本発明に係る用紙搬送装置は、レジストローラ対を有する用紙搬送装置であって、レジスト部のニップ圧を調整するニップ圧調整機構を有し、該ニップ圧調整機構は、レジスト加圧ローラを支持する支持部材と本体ユニット間の距離を規制する規制部材を有し、前記支持部材あるいは本体ユニットに具備された弾性部材に前記規制部材を当接させることでニップ圧を調整することを特徴とする。

本発明によれば、厚紙がレジストニップ部を抜ける際、弾性部材の変形により、規制部材が離間状態から緩やかに接触状態に移行し、レジストニップ圧が緩やかに変化する。よって、厚紙がレジストニップ部を抜ける際に発生する、レジスト加圧ローラのレジストローラへの衝撃力を抑制できる。

本実施形態に係る画像形成装置、用紙の搬送経路を示す図である。 局所的な濃度ムラを持った最終画像を示す図である。 レジストローラへの衝撃力波形を示す図である。 第１の実施形態に係るニップ圧調整機構の構成の全体図である。 第１の実施形態に係るニップ圧調整機構の動作の詳細図である。 シミュレーションによる抑制効果を示す図である。 第２の実施形態に係るニップ圧調整機構の構成の全体図である。 カム位置切り替え機構の制御回路図である。 第２の実施形態に係るフローチャートを示す図である。 厚紙モードとカム突き当て量のテーブルを示す図である。 第３の実施形態に係る用紙厚さ検知を行う場合のニップ圧調整機構の構成の全体図である。 第３の実施形態に係る動作フローチャートを示す図である。

以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。

図１は、いわゆるタンデム型中間転写方式のフルカラー電子写真装置における画像形成装置１、用紙の搬送経路を示す図である。画像形成装置１は、中間転写体として無端状の中間転写ベルト２を設けている。中間転写ベルト２は、図示例では中転駆動ローラ３、入口ローラ４、テンションローラ５、バックアップローラ６を含む支持ローラに掛け回して同図中反時計回りに回転移動可能としている。

また、支持ローラの中でバックアップローラ６と入口ローラ４の間に張り渡した中間転写ベルト２上には、その移動方向に沿って、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の４つの感光体ドラム７を含む作像ユニットを横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成している。中間転写ベルト２は、一次転写ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに向けて押圧されている。そのタンデム画像形成部の下部には、さらに露光装置８を設けている。

一方、中間転写ベルト２を挟んで中転駆動ローラ３と反対の側には、二次転写ローラ９を含む二次転写ユニット１０を備えている。図示例では、二次転写ユニット１０を二次転写部下流側のある点を中心に回転可能な構成にしており、二次転加圧バネの圧縮バネ荷重により、二次転写ローラ９が中間転写ベルト２を介して中転駆動ローラ３に押し当てて配置されており、この二次転写ローラ９の加圧力と図示しない転写バイアスにより、中間転写ベルト２上の画像を用紙に転写する。

二次転写ユニット１０の下流側には、用紙上に転写された未定着画像を定着する定着装置１１を設けている。なお、ここで示す従来例では、二次転写ローラ９は中間転写ベルト２に対して連れ回る構成であるが、別途モータにより回転駆動される構成であっても良い。

定着装置１１は、定着ローラ１２と加熱ローラ１３とで張架された定着ベルト１４に対して加圧ローラ１５を圧接して構成される。定着ベルト１１は加熱ローラ１３内の図示しないＩＨコイルによって加熱され、画像定着に必要な温度まで加熱される。一方加圧ローラ１５にも内部に図示しないヒーターを内蔵しており、待機時の予備加熱に使用している。用紙上の未定着画像は、定着ベルト１４と加圧ローラ１５のニップ部において熱と圧力を与えられ、用紙に定着される。なお、定着装置１１のヒーターはＩＨコイルを用いたものでなくてもよく、熱ローラ対で構成された方式であっても良い。

この電子写真装置において、印刷ジョブが投入されると、不図示の駆動モータで中転駆動ローラ３を回転駆動して他の支持ローラを従動回転させ、中間転写ベルト２を回転駆動させる。それらとほぼ同時に個々の作像ユニットにおいて、感光体ドラム７を回転して各感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色別情報を用いて露光現像し、単色のトナー画像を形成する。そして、中間転写ベルト２の移動とともに、それらの単色のトナー画像を順次転写して中間転写ベルト２上に合成カラー画像を形成する。

一方、画像形成に並行して、給紙ローラ１６を回転し、給紙カセット１７の１つから用紙２３を繰り出し、分離ローラ１８で1枚ずつ分離して搬送路に入れ、搬送ローラ１９で搬送してレジストローラ２０とレジスト加圧ローラ２１のレジストニップ部に突き当てて止める。または、図示しない手差しトレイから手差し給紙路を経由して、同じくレジストニップ部に突き当てて止める。

そして、中間転写ベルト２上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ２０を回転し、中間転写ベルト２と二次転写ローラ９との間に用紙２３を送り込み、二次転写ローラ９で転写して用紙２３上にカラー画像を記録する。

画像転写後の用紙２３は、中間転写ベルト２およびレジストローラ２０の搬送力により定着装置１１へと送り込み、定着装置１１で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、図示しない排紙トレイに排出される。または、図示しない両面反転機構により再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録、定着して後、排紙トレイに排出する。

ただし、用紙２３がレジストニップ部を抜ける際、レジスト加圧ローラ２１が図字しない引張りバネの付勢力により、レジストローラ２０に衝突する（図１のＡ）。そのときに発生するレジストローラ２０への衝撃力によって、レジストローラ２０を支持する側板が振動し、さらに側板を伝播して露光装置８が振動する（図１のＢ）。これによって、感光体７への露光部においてビームスポット位置変動が発生する（図１のＣ）。用紙レジスト抜け時に発生したビームスポット位置変動を含むトナー像は、一次転写部から二次転写部までの距離をＬ１、露光部から一次転写部までの距離をＬ２とすると、用紙先端からＬ１＋Ｌ２の位置で用紙に転写、定着される。

図２は、局所的な濃度ムラを持った最終画像を示す図である。図２に示すような濃い部分３１という局所的な濃度ムラを持った最終画像となって排紙される。このように、用紙レジスト抜け時に発生する露光部におけるビームスポット位置変動を防ぐには、用紙レジスト抜け時における、レジスト加圧ローラ２１によるレジストローラ２０への衝撃力を抑制する必要がある。

図３は、レジストローラ２０への衝撃力波形を示す図である。レジストローラ２０への衝撃力を直接計測するのは難しいため、シミュレーションによる計算値である。図３の丸で囲った部分において、レジスト加圧ローラ２１がレジストローラ２０に接触しており、接触力が最大値となる。この最大値が露光装置８の振動に大きく寄与していると考えられ、これを抑制することが重要になる。

図４は、第１の実施形態に係るニップ圧調整機構の構成の全体図である。本体ユニット側板４５にゴムパッド４１、レジスト加圧ローラ２１を支持するアーム４２に偏芯カム４３を設置している。偏芯カム４３を駆動制御することで、偏芯カム４３をゴムパッド４１に当接させ、転写ニップ圧を調整できる構成となっている。用紙４６は、ガイド板４７上を搬送される。

図５は、第１の実施形態に係るニップ圧調整機構の動作の詳細図である。図５（ａ）は、用紙レジスト突入前(減圧制御なし)の状態である。偏芯カム４３を駆動し、偏芯カム４３をゴムパッド４１に接触しない位置まで回転させる。引張りバネ４４による付勢力分が全てレジストニップ圧となる。これが正規のニップ圧である。

図５（ｂ）は、用紙レジスト突入前二次転加圧時(減圧制御あり)の状態である。正規のニップ圧に対して所定の量減圧させたい場合、偏芯カム４３を所定の量回転させて、レジスト加圧ローラ２１を支持するアーム４５をアーム回転中心４８で回転させ、レジスト加圧ローラ２１を押し上げる。偏芯カム４３とゴムパッド４１間の当接圧分レジストニップ圧は減少する。

図５（ｃ）は、用紙レジスト突入後(減圧制御あり)の状態である。紙厚相当分レジスト加圧ローラ２１が押し上げられるため、偏芯カム４３とゴムパッド４１は離間する。つまり、用紙突入後のレジストローラ２０搬送中は正規のニップ圧に戻る。

図５（ｄ）は、用紙レジスト抜け後(減圧制御あり)の状態である。偏芯カム４３がゴムパッド４１に突き当たりながらレジスト加圧ローラ２１がレジストローラ２０に衝突する。ゴムパッド４１の変形により緩やかに衝突するため、レジストローラ２０への衝撃力は緩和される。

上記構成において、厚紙通紙による用紙レジスト抜け時、レジストローラ２０への衝撃力を抑制したい場合は、厚紙通紙前にレジストニップ圧の減圧制御を実施し、あらかじめレジストニップ圧を減少させておく。用紙レジスト突入後は、偏芯カム４３とゴムパッド４１が離間するため、正規のニップ圧に戻り、十分な搬送力で用紙が転写部へと搬送される。用紙レジスト抜け時、偏芯カム４３がゴムパッド４１に突き当たりながらレジスト加圧ローラ２１がレジストローラ２０に衝突する。ゴムパッド４１の変形により緩やかに衝突するため、レジストローラ２０への衝撃力は緩和される。

普通紙等用紙レジスト抜けによる衝撃力が小さい場合は、減圧制御を行わなくても良い。その場合は、通紙前に偏芯カム４３をゴムパッド４１に接触しない位置まで回転させ、引張りバネ４４による付勢力が全て転写ニップ圧となるようにする。レジストニップ圧を減圧させる必要がないときに、偏芯カム４３をゴムパッド４１に突き当てることがないため、ゴムパッド４１の長寿命化になる。

図６は、シミュレーションによる抑制効果を示す図である。偏芯カム４３の被突き当て部材を板金とした場合(従来例)とゴムパッド４１(本実施形態)とした場合について、用紙レジスト抜け時レジストローラ２０への衝撃力を計算し、比較したものである。なお、ゴムパッド４１のゴム硬度をAsker-C30°としており、坪量127.2g/ｍ²の用紙を通紙した場合の結果である。本実施形態では、従来例よりも衝撃力の最大値を約50％抑制できており、十分な効果が得られていることがわかる。

図７は、第２の実施形態に係るニップ圧調整機構の構成の全体図である。第１の実施形態において、紙厚に応じて偏芯カム４３のゴムパッド４１への突き当て量を変更できるようにしたものである。本実施形態に係るニップ圧調整機構は、駆動司令部６１とカム位置切り替え機構６４とを備えている。

図８は、偏芯カム４３の回転を駆動制御するカム位置切り替え機構６４の制御回路図を示すものである。図８に示すように、図示しないＣＰＵからの指令が駆動司令部６１内のマイクロプロセッサ６２へと入力されると、マイクロプロセッサ６２は、あらかじめメモリ６３に格納しておいた偏芯カム４３のゴムパッド４１への突き当て量に対応する駆動電圧値を取り出し、カム位置切り替え機構６４の駆動ドライバ６５に送り、モータ６６を回転させる。

図９は、第２の実施形態に係るフローチャートを示す図である。図１０は、厚紙モードとカム突き当て量のテーブルを示す図である。

ここでは、厚紙モードの中で２段階(中厚紙モード、超厚紙モード)の設定ができるようにしており、厚紙モード設定時において、複数の変位量カム位置切り替えの動作を行ない、印刷を開始するようにしている。例えば、中厚紙モードを坪量120g/ｍ²〜256g/ｍ²紙まで、超厚紙モードを256g/ｍ²〜などと設定するようにする。

紙の厚さに比例して用紙レジスト抜け時レジストローラ２０への衝撃力は大きくなるので、偏芯カム４３の突き当て量を大きくしてレジストニップ圧をより大きく減圧させる。例えば、図１０のように厚紙モードとカム突き当て量のテーブルを設けて制御するのが良い。一方、紙が厚くなればなるほど、カム突き当て量が大きくても、用紙突入後において偏芯カム４３とアーム４２は離間するようになるため、レジストニップ圧は減少しない。

厚紙モードか判断し（ステップＳ１）、厚紙モードでない場合（ステップＳ１、ＮＯ）、終了する。厚紙モードである場合（ステップＳ１、ＹＥＳ）、モード切り替えをＯＮにし（ステップＳ２）、偏芯カム４３を回転駆動し、ゴムパッド４１に所定の量突き当てる（減圧制御あり）。

印刷が開始され（ステップＳ３、ＹＥＳ）、印刷処理がされる（ステップＳ４）。印刷が終了すると（ステップＳ５、ＹＥＳ）、モード切り替えＯＦＦとなり（ステップＳ６）、偏芯カム４３をゴムパッド４１に量突き当てない（減圧制御なし）。

本実施形態によれば、中厚紙モード、超厚紙モードにおいても、カム突き当てによる衝撃力抑制効果を得つつ、所定のレジストニップ圧で搬送することが可能となる。

上述のものはユーザーによるモード選択であったが、設定ミスに備えて、実際に搬送された用紙の厚さを検知した上で、位置切り替え動作を行うようにしても良い。図１１は、第３の実施形態に係る用紙厚さ検知を行う場合の機構の構成の全体図である。用紙厚さ検知センサ７１をレジスト部の上流に配置し、レジスト開始前に厚さ検知を行うようにしている。

図１２は、第３の実施形態に係る動作フローチャートを示す図である。印刷ジョブが投入されてレジスト部に用紙４６が給紙されると、用紙厚さ検知センサ７１で用紙厚さが検知される。用紙厚さが所定の閾値を超えると、レジスト加圧ローラ２１の位置切り替え動作を行ない、その後印刷を開始する。なお、用紙厚さを検知する場合でも、上述のように複数の変位量を持つテーブルを設定しておいても良い。

給紙処理は、印刷ジョブ投入後、用紙がレジスト部に給紙される（ステップＳ１１）。用紙厚さが閾値より小さい場合（ステップＳ１２、ＮＯ）、終了する。用紙厚さが閾値より大きい場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、モード切り替えをＯＮにし（ステップＳ１３）、偏芯カム４３を回転駆動し、ゴムパッド４１に所定の量突き当てる（減圧制御あり）。

印刷が開始され（ステップＳ１４、ＹＥＳ）、印刷処理がされる（ステップＳ１５）。印刷が終了すると（ステップＳ１６、ＹＥＳ）、モード切り替えＯＦＦとなり（ステップＳ１７）、偏芯カム４３をゴムパッド４１に量突き当てない（減圧制御なし）。

本実施形態によれば、ユーザーによる紙厚設定が誤って設定された場合でも、紙厚に応じた規制部材の当接量を制御することができる。

２０ レジストローラ
２１ レジスト加圧ローラ
４１ ゴムパッド
４２ アーム
４３ 偏芯カム
４４ 引張りバネ
４５ 本体ユニット側板
４６ 用紙
４７ ガイド板
４８ アーム回転中心
７１ 用紙厚さ検知センサ

特開２０１１−２２５３５３号公報 特開２０１０−１３４１４２号公報

Claims (7)

1. レジストローラ対を有する用紙搬送装置であって、
   レジスト部のニップ圧を調整するニップ圧調整機構を有し、
   該ニップ圧調整機構は、レジスト加圧ローラを支持する支持部材と本体ユニット間の距離を規制する規制部材を有し、前記支持部材あるいは本体ユニットに具備された弾性部材に前記規制部材を当接させることでニップ圧を調整することを特徴とする用紙搬送装置。
2. 前記ニップ圧調整機構は、記録媒体が転写ニップ部に搬送されるのに先立って、前記弾性部材に前記規制部材を突き当てることで、所定の量ニップ圧を減圧することを特徴とする請求項１記載の用紙搬送装置。
3. 前記ニップ圧調整機構は、前記規制部材を当接させるか否か選択可能であることを特徴とする請求項２記載の用紙搬送装置。
4. 前記ニップ圧調整機構は、前記規制部材の当接量を調節可能であることを特徴とする請求項２記載の用紙搬送装置。
5. 前記ニップ圧調整機構は、前記記録媒体の厚さに応じて、前記規制部材の当接量を調節可能であることを特徴とする請求項４記載の用紙搬送装置。
6. さらに記録媒体厚さ検知センサを有し、
   前記ニップ圧調整機構は、前記記録媒体厚さ検知センサで検知した前記記録媒体の厚さに応じて、前記規制部材の当接量を調節可能であることを特徴とする請求項５記載の用紙搬送装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の用紙搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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