JP2018048003A - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

用紙搬送装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】画像と用紙との位置あわせの精度を向上させることができる用紙搬送装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】用紙を搬送する第1搬送部材と、第1搬送部材の用紙搬送方向下流側で用紙搬送方向と交差する方向に離間して配置され用紙を独立して搬送可能な一対の第2搬送部材と、用紙の斜行量を検知する斜行検知手段と、を備え、一対の第2搬送部材の搬送速度を第1搬送部材の第1の搬送速度よりも遅い第2の搬送速度に減速して、搬送される用紙にループを形成しながら斜行検知手段による用紙の斜行量に基づいてそれぞれの第2搬送部材の搬送速度を第1の搬送速度に戻すタイミングに差を設けて用紙の斜行量の調整を行う。【選択図】図3

Description

本発明は、用紙搬送装置及び画像形成装置に関する。
搬送されるシートに関する情報を検知する情報検知手段と、シートの斜行の向きと斜行量とを検知する斜行検知手段と、シートの搬送方向に対して交差する方向に離間して配設されてシートを独立して搬送する複数のシート搬送手段と、情報検知手段によるシートに関する情報に基づいて複数のシート搬送手段のシート搬送動作を個々に制御して、シートの斜行を真っ直ぐに矯正する斜行矯正制御手段と、を備え、斜行矯正制御手段は、斜行検知手段がシートの斜行を検知したとき複数のシート搬送手段のシート搬送速度に差を生じさせる第1の斜行矯正動作と、シート搬送手段を一時停止させて所定時間前記シートの先端をシート搬送手段で受け止めさせる第2の斜行矯正動作とを、情報検知手段が検知したシートの情報に基づいて選択的に行うシート斜行矯正搬送装置が知られている(特許文献1)。
特開2002−284399号公報
本発明は、画像と用紙との位置あわせの精度を向上させることができる用紙搬送装置及び画像形成装置を提供する。
前記課題を解決するために、請求項1記載の用紙搬送装置は、
用紙を搬送する第1搬送部材と、
前記第1搬送部材の用紙搬送方向下流側で用紙搬送方向と交差する方向に離間して配置され前記用紙を独立して搬送可能な一対の第2搬送部材と、
前記用紙の斜行量を検知する斜行検知手段と、を備え、
前記一対の第2搬送部材の搬送速度を前記第1搬送部材の第1の搬送速度よりも遅い第2の搬送速度に減速して、搬送される前記用紙にループを形成しながら前記斜行検知手段による前記用紙の斜行量に基づいてそれぞれの前記第2搬送部材の搬送速度を前記第1の搬送速度に戻すタイミングに差を設けて前記用紙の斜行量の調整を行う、
ことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の用紙搬送装置において、
前記第2搬送部材の用紙搬送方向下流側で前記用紙の先端が突き当てられ前記用紙の斜行を補正するとともに前記用紙をニップして搬送する第3搬送部材を更に備え、
前記一対の第2搬送部材の搬送速度を前記第1搬送部材の第1の搬送速度よりも遅い第2の搬送速度に減速して、搬送される前記用紙にループを形成しながら前記斜行検知手段による前記用紙の斜行量に基づいてそれぞれの前記第2搬送部材の搬送速度を前記第1の搬送速度に戻すタイミングに差を設けて前記用紙の斜行量の調整を行った後、前記第1搬送部材及び前記一対の第2搬送部材の搬送速度を前記第2の搬送速度よりも遅い第3の搬送速度に減速した状態で停止した前記第3搬送部材に突き当ててループを形成して前記用紙の斜行量の調整を行う、
ことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の用紙搬送装置において、
前記斜行検知手段は、前記用紙搬送方向と交差する方向に離隔して配置され、前記用紙の先端を検知するそれぞれの検知タイミングの差分に基いて前記斜行量を検知する、
ことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の用紙搬送装置において、
前記タイミングは、前記第1の搬送速度をV1、前記第2の搬送速度をV2、前記検知タイミングの差分をT1としたときに、T1×V2/(V1−V2)として算出される、
ことを特徴とする。
前記課題を解決するために、請求項5に記載の画像形成装置は、
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の用紙搬送装置と、
前記用紙搬送装置により搬送される用紙に画像を形成する画像形成手段と、を有する、
ことを特徴とする。
請求項1、5に記載の発明によれば、画像と用紙との位置あわせの精度を向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、画像と用紙との位置あわせの精度をより向上させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、搬送される用紙の斜行量を時間差で検知することができる。
請求項4に記載の発明によれば、搬送される用紙の斜行量の調整を搬送部材の搬送速度に基づいて行うことができる。
画像形成装置の概略構成の一例を示す断面模式図である。 (a)は用紙搬送装置の概要を示す平面模式図、(b)は断面模式図である。 用紙搬送装置における位置合わせ処理を示すフローチャートである。 用紙搬送装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。 (a)、(b)、(c)、(d)は用紙搬送装置における用紙の位置合わせ時の搬送過程を示す模式図である。 比較例の用紙搬送装置における位置合わせ処理の一例を示すフローチャートである。
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
(1.1)画像形成装置の全体構成
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の概略構成の一例を示す断面模式図である。
画像形成装置1は、画像形成部100と、画像形成部100の一端に装着された用紙供給部200と、画像形成部100の他の一端に設けられ、印刷された用紙が排紙される排紙部300と、操作情報部400と、上位機器から送信された印刷情報から画像情報を生成する画像処理部500と、を備えて構成されている。
画像形成部100は、システム制御装置10(不図示)、露光装置20、感光体ユニット30、現像装置40、用紙搬送装置50、転写装置60、定着装置70、を備えて構成され、画像処理部500から受け取った画像情報を用紙供給部200から送り込まれた用紙P上にトナー画像として形成する。
用紙供給部200は、画像形成部100に対する用紙供給を行う。すなわち、種類(例えば、材質や厚さ、用紙サイズ、紙目)の異なる用紙Pを収容する複数の用紙積載部を備えており、これら複数の用紙積載部のいずれか一つから繰り出した用紙Pを画像形成部100に対して供給するように構成されている。
排紙部300は、画像形成部100にて画像出力が行われた用紙Pの排出を行う。そのために、排紙部300は、画像出力後の用紙Pが排出される排紙収容部を備えている。なお、排紙部300は、画像形成部100から出力される用紙束に対して、裁断やステープル(針綴じ)等の後処理を行う機能を有したものであってもよい。
操作情報部400は、各種の設定や指示の入力及び情報表示に用いられるものである。すなわち、いわゆるユーザインタフェースに相当するもので、具体的には液晶表示パネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成されている。
(1.2)画像形成部の構成及び動作
このような構成の画像形成装置1では、画像形成のタイミングに合わせて用紙供給部200のうち、印刷ジョブで印刷の1枚毎に指定されたトレイ1、2から繰り出された用紙Pが画像形成部100へ送り込まれる。
感光体ユニット30は、露光装置20の下方に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム31を備えている。感光体ドラム31の回転方向に沿って、帯電器32、露光装置20、現像装置40、一次転写ローラ62、クリーニングブレード34が配置され、回転する感光体ドラム31の表面は、帯電器32により帯電され、露光装置20から出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。
現像装置40は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング41を有する。現像ハウジング41内には、感光体ドラム31に対向して配置された現像ローラ42が配設されている。それぞれの現像装置40は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれが現像ローラ42でイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
用紙搬送装置50は、用紙供給部200から供給される用紙Pの姿勢を制御して転写装置60に案内して導くために、第1搬送部材としての上流ローラ51、第2搬送部材としての一対の斜行補正ローラ52A、52B、搬送される用紙Pの搬送方向(図2(a)中 矢印A1参照)の先端を位置合わせして転写装置60へ送り出す第3搬送部材としてのレジストレーションローラ(以降レジストローラと記載する)55を備えている。
転写装置60は、各感光体ユニット30の感光体ドラム31上に形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト61、各感光体ドラム31上に形成された各色トナー像を中間転写ベルト61に順次転写(一次転写)する一次転写ローラ62、中間転写ベルト61上に重畳して転写された各色トナー像を用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ベルト63とから構成されている。
各感光体ユニット30の感光体ドラム31に形成された各色トナー像は、システム制御装置により制御される電源装置等(不図示)から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ62により中間転写ベルト61上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト61上の重畳トナー像は、中間転写ベルト61の移動に伴って二次転写ベルト63が配置された二次転写部TRに搬送される。重畳トナー像が二次転写部TRに搬送されると、そのタイミングに合わせてレジストローラ55から用紙Pが二次転写部TRに供給される。そして、二次転写ベルト63を介して二次転写ローラ64と対向するバックアップローラ65には、システム制御装置11により制御される電源装置等から所定の転写電圧が印加され、用紙Pに中間転写ベルト61上の多重トナー像が一括転写される。
感光体ドラム31表面の残留トナーは、クリーニングブレード34により除去され、廃トナー収容部(不図示)に回収される。感光体ドラム31の表面は、帯電器32により再帯電される。
定着装置70は一方向へ回転する無端状の定着ベルト71と、定着ベルト71の周面に接し、一方向へ回転する加圧ローラ72とを有し、定着ベルト71と加圧ローラ72の圧接領域によってニップ部(定着領域)が形成される。
転写装置60においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で定着装置70に搬送される。定着装置70に搬送された用紙Pは、一対の定着ベルト71と加圧ローラ72により、加熱と圧着の作用でトナー像が定着される。
定着の終了した用紙Pは、排紙部300に送り込まれる。用紙Pの両面に画像出力を行う場合には、用紙Pの表裏が反転され、再び用紙搬送装置50を介して二次転写部TRへ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙部300に送り込まれることになる。排紙部300へ送り込まれた用紙Pは、必要に応じて裁断やステープル(針綴じ)等の後処理を経た後に、排紙収容部へ排出される。
(2)用紙搬送装置の構成と作用
(2.1)用紙搬送装置の構成
図2(a)は本実施形態に係る用紙搬送装置50の概要を示す平面模式図、(b)は断面模式図、図3は用紙搬送装置50における位置合わせ処理を示すフローチャート、図4は用紙搬送装置50の動作の一例を示すタイミングチャート、図5(a)、(b)、(c)、(d)は用紙搬送装置50における用紙の位置合わせ時の搬送過程を示す模式図である。
以下、図面を参照しながら、用紙搬送装置50の構成と動作について説明する。
用紙搬送装置50は、図2に示すように、第1搬送部材としての上流ローラ51、上流ローラ51の用紙搬送方向における下流側に配設された第2搬送部材としての斜行補正ローラ52A、52B、斜行補正ローラ52A、52Bの下流側に配置された第3搬送部材としてのレジストローラ55、斜行検知手段としての斜行検知センサS1、S2を備えている。
上流ローラ51は、駆動モータ(M1)で回転駆動される駆動上流ローラ51Aと、駆動上流ローラ51Aに圧接配置されて追従回転する従動上流ローラ51Bからなり、用紙供給部200から供給される用紙Pをニップして搬送方向下流側へ搬送する。
斜行補正ローラ52A、52Bは、それぞれ独立した駆動モータM2、M3で回転駆動される駆動斜行補正ローラ52Aa、52Baと、駆動斜行補正ローラ52Aa、52Baに圧接配置されて追従回転する従動斜行補正ローラ52Ab、52Bbからなり、用紙搬送方向と交差(直交)する方向に離間して配設され、それぞれ独立して用紙Pをニップして搬送方向下流側へ搬送する。
斜行補正ローラ52A、52Bは、後述する斜行検知センサS1、S2によって検知される用紙Pの先端位置から算出された用紙Pの斜行量に基づいて、駆動モータM2、M3が独立して回転制御されることで、用紙Pの斜行補正を行う。
具体的には、斜行補正ローラ52A、52Bのうち、用紙Pが先に進入した方の搬送速度を他方の搬送速度よりも減速することにより、用紙Pが搬送方向に対して回転し、斜行が補正される。
レジストローラ55は、駆動モータM4で回転駆動される駆動レジストローラ55Aと、軸端でギア連結(不図示)され、駆動レジストローラ55Aに圧接して追従回転する従動レジストローラ55Bとで構成されている。
レジストローラ55は、停止状態で上流側から搬送される用紙Pの先端が突き当てられた状態で斜行補正ローラ52A、Bによって用紙Pを余分に送り用紙Pにループ(レジループ)を形成することで用紙Pの搬送方向と交差(直交)する方向の位置合わせを行うようになっている。
図2(a)に示すように、斜行補正ローラ52A、52Bの用紙搬送方向下流側で、用紙Pの搬送経路に用紙搬送方向と交差(直交)する方向に離間して斜行検知センサS1、S2が配置されている。
斜行検知センサS1、S2は、用紙Pに対して光を照射するLED等からなる発光素子(不図示)と、複数の発光素子(不図示)によって照射された用紙Pからの反射光を受光するCCD等からなる受光素子(不図示)を備えている。
発光素子から上方へ光線が照射され、この光線が搬送される用紙Pで反射されて、用紙Pからの反射光が受光素子で受光され、受光素子で得られる信号を2値化するとともに、2値化後の濃度レベルの変化で用紙Pの先端を検知する。
(2.2)用紙搬送装置の動作
図6は比較例に係る用紙搬送装置600における位置合わせ処理を示すフローチャートである。
本実施形態に係る用紙搬送装置50の用紙の搬送時における位置合わせ動作について説明する前に、斜行補正ローラ52A、52Bでループを形成しない状態で斜行補正を行う比較例の用紙搬送装置600における用紙の位置合わせについて説明する。
用紙搬送装置600においては、レジストローラ55が停止した状態で、上流ローラ51及び斜行補正ローラ52A、52Bを搬送速度V1で回転させて用紙Pをレジストローラ55に向けて搬送する(S201)。
そして、搬送される用紙Pの先端が斜行検知センサS1、S2で検知されると、斜行検知センサS1で検知されたタイミングTと斜行検知センサS2で検知されたタイミングTとのタイミング差T1(=T−T)が算出される(S202)。
タイミング差T1は、駆動モータM2、M3の制御パルス数に換算されて、駆動モータM2、M3のいずれを減速させるかが判断される(S203)。
具体的には、T1>0の場合は、斜行補正ローラ52A側(図2の搬送方向A1に対して右側)が先行していると判断され、斜行補正ローラ52Aを減速する(S204)。
一方、T1<0の場合は、斜行補正ローラ52B側(図2の搬送方向A1に対して左側)が先行していると判断され、斜行補正ローラ52Bを減速する(S205)。
その後、レジストローラ55の回転駆動を停止した状態で上流ローラ51、斜行補正ローラ52A、52Bで用紙Pを搬送して用紙Pの先端をレジストローラ55に突き当てる(S206)。
そして、上流ローラ51、斜行補正ローラ52A、52Bでレジストローラ55に向けて用紙Pを送り込んで、用紙Pにループ(レジループ)を形成する(S207)。
その後、ループが形成された状態で停止しているレジストローラ55を回転させて(S208)、搬送方向と交差(直交)する方向が位置合わせされた用紙Pを二次転写部TRに向けて搬送する。
このように、上流ローラ51の搬送方向下流側の斜行補正ローラ52A、52Bで用紙Pの搬送速度に差をつけて斜行補正する場合に、例えば、用紙長さが長い長尺用紙においては、斜行補正時に用紙後端側が上流ローラ51にニップされているために、斜行の補正が不十分となったり、用紙Pが歪んでダメージを受けるという虞があった。
本実施形態に係る用紙搬送装置50は、斜行補正ローラ52A、52Bで用紙Pにループを形成しながら斜行補正ローラ52A、52Bの搬送速度に差を持たせて斜行補正を行う。
用紙搬送装置50においては、図3のフローチャート及び図4のタイミングチャートに示すように、レジストローラ55を停止した状態で、上流ローラ51及び斜行補正ローラ52A、52Bを第1の搬送速度V1で回転させて用紙Pをレジストローラ55に向けて搬送を開始する(S101、タイミングa)。
そして、斜行補正ローラ52A、52Bを第1の搬送速度V1から第2の搬送速度V2に減速して(タイミングb)用紙Pをループが形成された状態で搬送する(S102:図5(b)参照)。
その後、搬送される用紙Pの先端が斜行検知センサS1、S2で検知されると、斜行検知センサS1で検知されたタイミングT(タイミングc)と斜行検知センサS2で検知されたタイミングT(タイミングd)とのタイミング差T1(=T−T)が算出される(S103)。
タイミング差T1は、駆動モータM2、M3の制御パルス数に換算されて、駆動モータM2、M3のいずれを先に増速するかが判断される(S104)。
T1>0の場合は、斜行補正ローラ52A側(図2の搬送方向A1に対して右側)が先行していると判別され、斜行補正ローラ52A、52Bの第2の搬送速度V2を第1の搬送速度V1に増速するタイミング差T2(=T1×V2/(V1−V2))を算出する(S105)。
そして、先行していない左側の斜行補正ローラ52Bの第2の搬送速度V2を第1の搬送速度V1に増速(S106、タイミングe)してから算出されたタイミング差T2の経過後に、斜行補正ローラ52Aの第2の搬送速度V2を第1の搬送速度V1に増速する(S107、タイミングf、図5(c)参照)。
その結果、用紙Pが長尺用紙で用紙後端側が上流ローラ51にニップされていても、用紙Pにはループが形成されているために用紙Pの回転による用紙Pにかかる負荷が軽減され斜行補正を精度よく行うことができる。
一方、T1<0の場合は、斜行補正ローラ52B側(図2の搬送方向A1に対して左側)が先行していると判別され、斜行補正ローラ52A、52Bの第2の搬送速度V2を第1の搬送速度V1に増速するタイミング差T2(=T1×V2/(V1−V2))を算出する(S108)。
そして、先行していない右側の斜行補正ローラ52Aの第2の搬送速度V2を第1の搬送高度V1に増速(S109)してから算出されたタイミング差T2の経過後に、斜行補正ローラ52Bの第2の搬送速度V2を第1の搬送速度V1に増速する(S110)。
T1=0の場合には、用紙Pには搬送方向に対して斜行が発生していないものと判別される。用紙Pは、斜行補正ローラ52A、52Bで搬送速度に差をつけることなく、第2の搬送速度V2を第1の搬送速度V1に増速する(S111)。
用紙搬送装置50においては、ステップS101〜S111までの処理によって、用紙Pの斜行量が補正される。特に用紙長さが長い長尺用紙においても、用紙Pの回転に伴う用紙歪みを抑制しながら斜行量の補正が精度よく行われる。
斜行補正ローラ52A、52Bで斜行量が補正された用紙Pは、上流ローラ51及び斜行補正ローラ52A、52Bの搬送速度を第1の搬送速度V1から第2の搬送速度V2よりも減速された第3の搬送速度V3に減速して(S112、タイミングg)レジストローラ55に突き当てループ(レジループ)が形成された状態で停止する(S113、タイミングh、図5(d)参照)。
ステップS101〜S111までの処理によって、斜行量が補正された用紙Pは、第2の搬送速度V2よりも減速された第3の搬送速度V3でレジストローラ55に突き当てループ(レジループ)が形成されるために斜行量の補正がより精度よく行われる。
その後、レジストローラ55を回転させて、先端部が位置合わせされ斜行が補正された状態で用紙Pを二次転写部TRに搬送する(S114)。
本実施形態に係る用紙搬送装置50は、搬送される用紙Pが長尺用紙である場合であっても、斜行補正ローラ52A、52Bで用紙Pにループを形成しながら斜行補正ローラ52A、52Bの搬送速度に差を持たせて斜行補正を行い、用紙の歪みを抑制しながら画像と用紙との位置合わせの精度を向上させることができる。
1・・・画像形成装置
100・・・画像形成部
10・・・システム制御装置
20・・・露光装置
30・・・感光体ユニット
40・・・現像装置
50、600・・・用紙搬送装置
51・・・上流ローラ
52A、52B・・・斜行補正ローラ
55・・・レジストローラ
60・・・転写装置
70・・・定着装置
200・・・用紙供給部
300・・・排紙部
400・・・操作情報部
500・・・画像処理部
S1、S2・・・斜行検知センサ

Claims (5)

  1. 用紙を搬送する第1搬送部材と、
    前記第1搬送部材の用紙搬送方向下流側で用紙搬送方向と交差する方向に離間して配置され前記用紙を独立して搬送可能な一対の第2搬送部材と、
    前記用紙の斜行量を検知する斜行検知手段と、を備え、
    前記一対の第2搬送部材の搬送速度を前記第1搬送部材の第1の搬送速度よりも遅い第2の搬送速度に減速して、搬送される前記用紙にループを形成しながら前記斜行検知手段による前記用紙の斜行量に基づいてそれぞれの前記第2搬送部材の搬送速度を前記第1の搬送速度に戻すタイミングに差を設けて前記用紙の斜行量の調整を行う、
    ことを特徴とする用紙搬送装置。
  2. 前記第2搬送部材の用紙搬送方向下流側で前記用紙の先端が突き当てられ前記用紙の斜行を補正するとともに前記用紙をニップして搬送する第3搬送部材を更に備え、
    前記一対の第2搬送部材の搬送速度を前記第1搬送部材の第1の搬送速度よりも遅い第2の搬送速度に減速して、搬送される前記用紙にループを形成しながら前記斜行検知手段による前記用紙の斜行量に基づいてそれぞれの前記第2搬送部材の搬送速度を前記第1の搬送速度に戻すタイミングに差を設けて前記用紙の斜行量の調整を行った後、前記第1搬送部材及び前記一対の第2搬送部材の搬送速度を前記第2の搬送速度よりも遅い第3の搬送速度に減速した状態で停止した前記第3搬送部材に突き当ててループを形成して前記用紙の斜行量の調整を行う、
    ことを特徴とする請求項1に記載の用紙搬送装置。
  3. 前記斜行検知手段は、前記用紙搬送方向と交差する方向に離隔して配置され、前記用紙の先端を検知するそれぞれの検知タイミングの差分に基いて前記斜行量を検知する、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の用紙搬送装置。
  4. 前記タイミングは、前記第1の搬送速度をV1、前記第2の搬送速度をV2、前記検知タイミングの差分をT1としたときに、T1×V2/(V1−V2)として算出される、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の用紙搬送装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の用紙搬送装置と、
    前記用紙搬送装置により搬送される用紙に画像を形成する画像形成手段と、を有する、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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