JP2015078029A - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 搬送ローラ対の挟持力が解除された状態で搬送ローラ対を移動させる際に、搬送ローラ対に挟持力を付与する付勢部による摺擦力を低減する。【解決手段】 レジストレーションローラ対120を幅方向に移動させる際に、バネ124a〜f、レジストレーションローラ対120を離間させるためのカム155及びカムフォロア156を、一体的に移動させる。【選択図】 図3

Description

本発明は、シートを搬送するシート搬送装置、及び、このシート搬送装置を備える画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置においては、シートとシートに形成される画像の位置を合わせるために、搬送されるシートの斜行を補正する斜行補正機構と、シートの搬送方向と直交する方向(以下、適宜幅方向という)の位置を補正する幅方向補正機構が設けられている。
特許文献1には、搬送されてくるシートが斜めになってきた場合に真っ直ぐに姿勢を補正する斜行補正機構が記載されている。また、特許文献1には、シートの搬送途中や斜行補正機構による斜行補正時に生じる、幅方向における搬送基準位置からのずれを補正する幅方向補正機構が記載されている。
特許文献1に記載の構成では、シートを挟持している横レジストローラ対を幅方向に移動させることで、シートの幅方向の位置補正を行う。また、横レジストローラ対は、スプリングによって押圧されることで挟持力を有している。また、特許文献1に記載の構成は、解除レバーと解除フォロアによって、横レジストローラ対の挟持力を解除する機構を備えている。
特開2008−50069
しかしながら、上記特許文献1に記載の構成では、横レジストローラ対の挟持力を解除した状態で横レジストローラ対を幅方向に移動させる際に、上記したスプリングに抗するための摺擦力が働く。なお、横レジストローラ対の挟持力が解除されていない状態では、解除レバーと解除フォロアとが離れた状態であるので、上記摺擦力は、特に問題にはならない。
そして、上記の摺擦力は、横レジストローラ対を幅方向に移動させるために要するトルクが大きくなってしまうことにつながる。また、上記の摺擦力は、横レジストローラ対を幅方向に移動させる際の移動速度を低減させることにつながる。さらに、上記の摺擦力によって、解除レバーと解除フォロアあるいは筐体が変形してしまい、精度が悪化することも考えられる。
これらを防止するためには、モータのサイズアップや、解除レバーと解除フォロアあるいは筐体の剛性を上げる必要があり、コストアップにつながる。
すなわち、本発明は、搬送ローラ対の挟持力が解除された状態で搬送ローラ対を移動させる際に、搬送ローラ対に挟持力を付与する付勢部による摺擦力を低減することを目的とする。
本発明は、第1のローラと、第2のローラとを有し、シートを搬送する搬送ローラ対と、
前記搬送ローラ対に挟持力を付与する付勢部と、前記付勢部の付勢力に抗して、前記搬送ローラ対の挟持力を解除する解除部と、前記搬送ローラ対と、前記付勢部と、前記解除部と、をシートの搬送方向と交差する方向に移動させる移動部と、を有することを特徴とするシート搬送装置である。
本発明によれば、移動部が、搬送ローラ対と、付勢部と、解除部とをシートの搬送方向と交差する方向に、移動させる。したがって、解除部により搬送ローラ対の挟持力が解除された状態で移動部が搬送ローラ対を移動させる際に、付勢部による摺擦力を低減することができる。
第1の実施形態が適用されたシート搬送装置を装置前側から見た図 第1の実施形態が適用されたシート搬送装置を装置奥側から見た図 第1の実施形態の搬送ローラ着脱機構の詳細図 第1の実施形態の画像形成装置のブロック図 第1の実施形態の画像形成装置のフローチャート 第1の実施形態の搬送線図及び駆動線図 第1の実施形態が適用された画像形成装置の全体構成を示す図
(第1の実施形態)
(画像形成装置全体の構成)
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。
図7に、本発明のシート搬送装置が適用される画像形成装置の一例としてのカラーデジタルプリンタ概略断面図を示す。
まず、画像形成部を説明する。4つの感光体ドラム101a〜101dは、それぞれ帯電ローラ102a〜102dによって表面を一様な電荷に帯電される。レーザスキャナ103a〜103dにはそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像信号が入力され、この画像信号に応じてドラム表面をレーザ光で照射し、電荷を中和し、潜像を形成する。
感光体ドラム上に形成された潜像は現像器104a〜104dによってそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーで現像される。各感光体ドラム上に現像されたトナーは一次転写ローラ105a〜105dによって無端ベルト状の像担持体である中間転写体ベルト106に順番に転写され、中間転写体ベルト106上にフルカラーのトナー像が形成される。
給紙カセット111、112のいずれかのシート給送部から給送されるシートは、上流ローラ対115により、レジストレーションローラ対120に向けて搬送される。また、手差し給送部113から給送されるシートも、同様にレジストレーションローラ対120に搬送される。中間転写体ベルト106上のトナー像は、レジストレーションローラ対120によって搬送されるシートと画像のずれが無いように制御される。トナー像は、二次転写外ローラ109によってシートに転写される。その後、トナー像は、定着装置110で加熱及び加圧されシートに定着される。その後、シートは排出部119aもしくは119bから装置本体の外へ排出される。
サイド規制板は、シート給送時に生じるシートの斜行及び幅方向の位置ずれを防止する機能を有する。ところが、実際には、サイド規制板とシートとのわずかに隙間が生じてしまうと、シートの斜行及び幅方向の位置ずれが発生することがある。さらに、給送されたシートが搬送中に斜行及び横レジずれを発生することもある。
そのため、本実施形態では、搬送されてきたシートの先端を、停止しているレジストレーションローラ対120のニップ部に当接させ、シートにループを形成しながらシートの先端をニップ部に沿わせて、シートの斜行を補正する。このとき、上流ローラ対115によりシートを搬送して、シートの先端がレジストレーションローラ対120のニップ部に当接してシート先端がニップ部に沿うようにする必要がある。
レジストレーションローラ対120と二次転写部109との間には、シートの幅方向(搬送方向に直交する方向)の位置を検知するための検知部としてのCIS(Contact Image Sensor)143が配置されている。レジストレーションローラ対120によるシートの搬送を開始後、CIS143による検知結果と称呼位置(正規の位置)とのずれ量が、幅方向の位置ずれ補正量として算出される。そして、上記幅方向の位置ずれ補正量だけレジストレーションローラ対120をスラスト方向(幅方向)にシフト(移動)させることで、シートの幅方向の位置が補正される。
(レジスト部の構成、機構説明)
次に、シート搬送装置の第1の実施形態を図を用いて説明する。シート搬送装置116は給紙カセット111、112と画像形成部とを結ぶシート搬送経路の途中に設けられている。図1は、シート搬送装置116を前側から見た斜視図である。
レジストレーションローラ対120近傍のシート搬送経路は、搬送上ガイド121aと搬送下ガイド121bとで構成され、搬送上ガイド121aとした搬送下ガイド121bは、一体的に構成されている。搬送上ガイド121aと搬送下ガイド121bとは、上流ローラ対115から搬送されてきたシートをレジストレーションローラ対120のニップ部へ案内するように配置されている。
レジストレーションローラ対120は、ポリアセタール(POM)製のコロを有する上ローラ(第1のローラ)120aと、上ローラ120aに対向配置されたゴムローラで形成される下ローラ(第2のローラ)120bとを有する。下ローラ120bと一体的に回転する回転軸120sは、搬送下ガイド121bにベアリング等を介して回転可能に支持されている。また、上ローラ120aは複数の軸受122a、b、cを介して回転可能に支持されている。
軸受122a、b、cは、それぞれ、搬送上ガイド121aに一体的に備えたバネ掛け部材123a、b、cに対して、シート搬送方向に動かないように固定されている。また、軸受け122a、b、cは、下ローラ120bに対して離間する方向には移動可能に保持されている。そして、バネ掛け部材123a、b、cに形成されたフック部にバネ(付勢部)124a〜fがU字状に掛けられることで、上ローラ120aが下ローラ120bに加圧され、シートの挟持力が付与される。すなわち、バネはレジストレーションローラ対120に挟持力(付勢力)を付与している。
図1において、レジストレーションモータ61は、レジストレーションローラ対120を回転させるための駆動力を発生し、上流ローラ駆動モータ62は上流ローラ対115を回転させるための駆動力を発生する。
シートを幅方向に移動させるシフト機構(移動部)は、以下の通りである。レジストレーションローラ対120の下ローラ120bは回転軸120Sに固定されており、回転軸120Sは、幅方向に移動可能に装置本体に固定されている。そして、回転軸120Sの幅方向の移動に伴って、上ローラ120aと下ローラ120bとは一体に幅方向に移動する。
シフトモータ43からの駆動力により、ピニオンギア44が回転され、ラック45を並進移動させる。ラック45は回転軸120Sに対して、回転方向には回転自在であり、かつ、幅方向には固定されて支持されている。これにより、レジストレーションローラ対120の幅方向の移動動作が可能となり、レジストレーションローラ対120により挟持されたシートを幅方向に移動させることができる。
入力ギア68に対して、アイドラギア63は歯幅が広くなっている。これは、レジストレーションローラ120及び入力ギア68がスラスト移動した場合でも、ギアの噛み合いを維持し、レジストレーションローラ対120の回転を可能とするためのものである。なお、幅方向の位置のズレ量の検知はCIS143にて行われる。CIS143は、搬送方向においては画像転写部の前に配置されている。また、CIS143は、幅方向においては中央から偏って配置されている。これは、最小幅のサイズであっても、最大幅のサイズであっても、シートの片側の側端部を検知すれば十分であるためである。
次に、バネ124a〜fによる付勢力に抗して、レジストレーションローラ対120を離間させる離間機構(解除部)150の説明を図2及び図3を用いて行う。図2はシート搬送装置116を奥側から見た斜視図であり、図3(a)はレジストレーションローラ対120の着状態、図3(b)は離間状態を示す図である。
離間機構150は、上ローラ120aを下ローラ120bから離間させるための構成であり、これによりシートの挟持力をゼロ(解除)にすることができる。
着脱モータ151からの駆動力がモータ入力ギア152、アイドラギア153、カム入力ギア154へ伝達されて、カム155を駆動する。これらは、装置本体の前奥に対称配置されており、奥側の着脱モータ151からの駆動力がカム軸157を介して前側に伝達される。
カム155は回転中心軸に対して外形が偏心しており、中心軸からカム外形までの距離が最小の時にはレジストレーションローラ対120は着した状態(図3(a))となる。一方、中心軸からカム外形までの距離が最大の時には、カム155がカムフォロア156を押し上げることで、レジストレーションローラ対120は離間した状態となる(図3(b))。カムフォロア156は上ローラ120aと同軸上に回転可能に設けられており、カム155は下ローラ120bと同軸上に回転可能に設けられている。カムフォロア156がカム155によって押し上げられることで、上ローラ120aが下ローラ120bから離間する。ここでの離間量は2mmである。本実施形態では、カム155とカムフォロア156は離間機構(解除部)150を構成する。
離間状態でのカムプロファイルとしては、60度の領域が一定半径となっており、カム155にかかるトルクはほぼゼロの状態となる。これにより、着脱モータ151の駆動力をオフにしても離間状態が保持される。
また、カム155は回転軸120sに対してベアリング等で回転支持されており、レジストレーションモータ61による駆動とは独立的に動作する。すなわち、レジストレーションモータ61が回転軸120sを回転させても、カム155は回転しない。
シフト機構は次の部材を一体的に幅方向に移動させる。一体的に移動するのは、レジストレーションローラ対120、搬送上ガイド121a及び搬送下ガイド121b、バネ掛け部材123a、b、c、バネ124a〜f、カム155、カムフォロア156である。なお、カム155がシフトした状態でも、カム155とカム入力ギア154との噛み合いが維持されるように、カム入力ギア154の歯幅は広く設けられている。したがって、カム155がシフトした状態でも、着脱モータ151からの駆動力がカム入力ギア154からカム155へと伝達される。
(幅方向の位置ずれ補正動作、レジストレーションローラ着脱動作の説明)
次に、シート搬送装置116による、シートの斜行補正動作及び幅方向の位置ずれ補正動作、レジストレーションローラ対120の離間動作について図を用いて説明する。
図4のブロック図に示すように、制御部としてのコントローラ50は、画像形成装置の操作部200に接続されている。また、コントローラ50は、レジストレーションモータ61、上流ローラ駆動モータ62、シフトモータ(駆動源)43、着脱モータ(駆動源)151、レジストレーションセンサ141、CIS143と接続されている。また、コントローラ50は、ROM及びRAMと接続されている。コントローラ50は、RAMをワークメモリとして使用することで、図5に示す手順に対応するプログラムを記憶したROMに格納されているプログラムを実行する。
図5はCPU50による制御のフローであり、図6(a)は連続通紙における、シートの先端/後端位置を示すであり、図6(b)は着脱モータ151及びシフトモータ43の駆動線図である。図6(a)及び(b)においては、横軸は時間軸であり、縦軸はシートの位置を示す。
まず、ユーザが画像形成装置の操作部200から、あるいは、画像形成装置と直接又はネットワークを介して接続されたコンピュータ201からプリントのジョブを実行する(Step101)。プリントのジョブが実行されると、シートの給紙動作が開始され(Step102)、シートは上流ローラ対115で搬送され(Step103)、レジストレーションセンサ141まで搬送されてくる。
搬送されてきたシートをレジストレーションセンサ141が検知すると、上流ローラ対115が回転を停止し、レジストレーションローラ対120のニップ部の直前でシートを一旦停止させる(Step104)。所定時間経過後に、コントローラ50は上流ローラ駆動モータ62の駆動を制御し、上流ローラ対115の回転を開始させ、レジストレーションローラ対120にシート先端を当接させてシートにループを形成することで斜行補正動作を行う(Step105)。
その後、コントローラ50は、レジストレーションローラ対120と上流ローラ対115とを同時にリスタートさせることで、斜行が補正された状態を維持しながらシートを下流へ搬送する(Step106)。
レジストレーション対ローラ120により下流へ搬送されたシートは、CIS143によりシートの幅方向の端部の位置が検知される(Step107)。コントローラ50は、CIS143によって検知されたシート端部の位置と正規位置との幅方向のずれ量を算出する。そして、算出したずれ量分だけレジストレーションローラ対120を幅方向に移動させるようにシフトモータ43をコントローラ50が制御することで、シートの幅方向の位置が補正される(Step108)。なお、ここでの正規位置とは、シートが幅方向の位置がずれないで搬送された場合のシートの端部の位置をいい、シートのサイズ毎に決められている。コントローラ50は、各シートサイズとシートの幅方向の端部の正規位置とを対応させたテーブルを予め記憶している。そして、コントローラ50は、CIS143により検知された幅方向の端部の位置に応じて、テーブルを参照してレジストレーションローラ対120のシートの幅方向の移動量を決定する。
幅方向の補正開始からT経過し、位置の補正が完了したシートは、二次転写部へ搬送され、シートへの画像転写が行われる(Step109)。シートの先端が二次転写部を越えて所定量進んだ後に、CPU50は、着脱モータ151によりレジストレーションローラ対120を離間させる(Step110、動作時間T)。
その後、後続シートの有無が判断され(Step111)、後続シートが有る場合は、シフトモータ43を、Step108でのシフト量と同一量だけ逆方向に駆動させる。これにより、レジストレーションローラ対120は幅方向において初期位置に戻る(以下、シフトホームポジション動作という。)(Step112、動作時間T)。そして、先行シートの後端がレジストレーションローラ対120を越えてから、後続シートがレジストレーションローラ対120に到達する前までの間に、レジストレーションローラの着動作が行われる(Step113、動作時間T)。後続シートが無い場合はプリントジョブを終了する(Step114)。
すなわち、本実施形態では、コントローラ50は、シフトモータ43及び着脱モータ151を制御して、シートを挟持したレジストレーションローラ対120を初期位置から幅方向に移動させた後に、レジストレーションローラ対120を離間させる。さらにその後、コントローラ50は、シフトモータ43及び着脱モータ151を制御して、レジストレーションローラ対120が離間した状態で、レジストレーションローラ対120を幅方向の初期位置に移動させる。
ここで、レジストレーションローラ対120を離間した状態で、シフトホームポジション動作を行う理由を説明する。それは、紙間T(レジストレーションローラ対120での先行シートの後端から後続シートの先端までの時間)は、シフトホームポジション動作時間Tよりも短いからである。すなわち、先行シートの後端がレジストレーションローラ対120を通過してから、後続シートの先端がレジストレーションローラ対120に到達する前に、シフトホームポジション動作を行う動作が間に合わない。
近年の画像形成装置は増々高速化が進んでいること、また、本実施形態のような斜行補正機構ではレジストレーションローラ対120にてシートを停止させていることから、Tがより短く設定される場合が多い。そのために、上述したように、先行シートの後端がまだレジストレーションローラ対120を通過する前に、レジストレーションローラ対120を離間させた状態で、シフトホームポジション動作を行うことが好ましい。
シフトの際のシート後端部は複数のローラ(上流ローラ対115など)で挟持されたままであることが多い。この状態で、シフト動作を行うと、レジストレーションローラ対120と上流ローラ対115との間に形成したループに捩じれが生じ、レジストレーションローラ対120にてシートを旋回せる力が働く。旋回力が、レジストレーションローラ対120の挟持力を上回ると、レジストレーションローラ対120にて斜行が悪化することがある。
レジストレーションローラ対120は一般的に、画像との先端タイミング合わせを正確行うために、また、搬送中にシートのスリップが生じないように、挟持圧を他の搬送ローラに比べて高く設定されていることが多い。そして、更に上記したループの捩じれに対してスリップしないようにするためには、できるだけ挟持圧を高く設定することが望ましい。
特に坪量が大きい厚紙は剛度が高く、より大きな旋回力が働くためにスリップし易くなる。そのため、本実施形態のレジストレーションローラ対120の挟持圧は、通常の搬送ローラ圧が1kgfに対して、4kgfと設定している。このように、レジストレーションローラ対120の挟持力は、搬送ローラとしては比較的高い挟持圧なので、これを離間すると、前述したカム155のカム面とカムフォロア156との間には大きな摺擦力が働くことになる。
特許文献1のように、カムフォロアは搬送ローラと共にシフトするのに対して、カムがシフトしない場合、離間した状態でシフトホームポジション動作を行う際にこの摺擦力が抵抗力となる。その結果、シフトモータによる負荷トルクが増大するだけでなく、摺擦による摩耗が進み、適切なローラ離間量が得られなくなったり、更には摺擦力によってシフト機構が変形することで、シフト精度が低下したりする場合があった。
本実施形態では、この摺擦力がシフトホームポジション動作に寄与しないような構成とすることが目的であり、そのために、本実施形態は、前述したような離間機構とシフト機構を備えている。
具体的には、本実施形態では、レジストレーションローラ対120と、レジストレーションローラ対120に挟持圧を付与するバネ124a〜f、カム155、カムフォロア156が全て一体的にシフトする。さらに、本実施形態では、カム155を駆動させてレジストレーションローラ対120を離間した際に着脱モータ151の駆動を切っても離間状態が維持されるように、カム155のプロファイルとしている。
したがって、本実施形態によれば、レジストレーレーションローラ対120が離間した状態でシフトホームポジション動作を行っても、バネ124a〜fによる摺擦力が影響することが無い。これにより、以下の効果が得られる。
シフトに必要なトルクを低減させることができるのでシフトモータ43のサイズを小さくすることができる。また、摺擦力によるシフト機構の変形が低減できるので、シフト精度を向上させることが可能となる。
また、レジストレーションローラ対120はその慣性力が小さくはなく、シフト動作時の加速トルク及び減速トルクが大きい傾向にある。本実施形態によれば、上記摺擦力によるトルクの影響が無いために、その分加速度及び減速度を大きくすることができ、よりシフト動作に要する時間の短縮が可能となる。これによって、より生産性の高い画像形成装置にも適用することができる。
レジストレーションローラ対120の挟持圧を高く設定することができるので、画像形成部への搬送時のスリップや、シフト時のスリップが生じ難くなり、画像印字精度が向上する。
なお、上記した説明では、幅方向にシフトし、かつ、離間する搬送ローラ対として、シートに画像を形成する画像形成部よりも上流に設けられたレジストレーションローラ対を例に挙げたが、本発明が適用される範囲はこれに限定されるものではない。例えばシート整合装置等においても、幅方向の補正を行う搬送ローラ対を備えており、本実施形態の構成をこれに適用しても同様の効果が期待できる。
また、上記した説明では、引っ張りバネ124a〜fをU字形状にかける構成を例に挙げたが、本発明が適用される範囲はこれに限定されるものではない。すなわち、搬送ローラ対に挟持力を付与する付勢部は、圧縮バネや板バネ等であっても良い。
43 シフトモータ
50 CPU(制御部)
116 シート搬送装置
120 レジストレーションローラ対(搬送ローラ対)
124a〜f バネ(付勢部)
120a 上ローラ
120b 下ローラ
143 CIS(検知部)
151 着脱モータ
155 カム(解除部)
156 カムフォロア(解除部)

Claims (7)

  1. 第1のローラと、第2のローラとを有し、シートを搬送する搬送ローラ対と、
    前記搬送ローラ対に挟持力を付与する付勢部と、
    前記付勢部の付勢力に抗して、前記搬送ローラ対の挟持力を解除する解除部と、
    前記搬送ローラ対と、前記付勢部と、前記解除部と、をシートの搬送方向と直交する方向に移動させる移動部と、を有することを特徴とするシート搬送装置。
  2. 前記解除部は、前記第1のローラと前記第2のローラを離間させることで、前記搬送ローラ対の挟持力を解除することを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  3. 前記解除部は、前記第2のローラと同軸上に設けられたカムと、
    前記第1のローラと同軸上に設けられたカムフォロアと、を有し、
    前記カムの回転により前記カムフォロアが押し上げられることで、前記第1のローラが前記第2のローラから離間すること、
    を特徴とする請求項1または2に記載のシート搬送装置。
  4. 前記解除部の駆動源と前記移動部の駆動源を制御する制御部を有し、
    前記制御部は、前記搬送ローラ対がシートを挟持した状態で前記搬送ローラ対を初期位置から移動させた後に、前記搬送ローラ対の挟持力を解除し、さらにその後、前記搬送ローラ対が挟持力を解除した状態で前記搬送ローラ対を前記初期位置へ移動させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート搬送装置。
  5. 前記搬送ローラ対により搬送されるシートの、前記搬送方向と直交する方向における端部を検知する、検知部と、
    前記制御部は、前記検知部の検知結果に基づいて、前記移動部を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート搬送装置。
  6. 前記搬送ローラ対は、シートに画像を形成する画像形成部よりも上流に配置された、レジストレーションローラ対であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート搬送装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載に記載のシート搬送装置と、
    シートに画像を形成する画像形成部を備えた画像形成装置。
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