JP3583689B2 - 画像形成装置の用紙搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に用いられる用紙搬送手段の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンター等の画像形成装置は一般的に、用紙に画像形成を行うためのいくつかの処理部と、用紙収納部に積載された用紙をその処理部に向けて１枚ずつ給紙搬送し、処理部を通過させる用紙搬送手段等から構成されている。
【０００３】
例えば電子写真方式の画像形成装置は処理プロセスとして、感光層が表面に塗布されたドラムを中心に帯電装置や現像装置・転写装置・クリーニング装置が配置された画像形成部と、表面に剥離層が塗布され熱源により高温に加熱された熱ローラに対向して、弾力性の材質で形成された圧ローラが押圧配置されている定着部を有している。その画像形成部では、帯電装置で帯電されたドラム表面に画像情報を含む光を照射して電荷の強弱による静電潜像を形成し、現像装置においてその静電潜像をトナー画像に変換する。さらに、転写装置はドラム表面上のトナー画像を用紙上に転写し、クリーニング装置はドラム表面に残留したトナーを除去回収する。また、定着部では用紙上のトナー画像が熱により溶融されて圧力を加えられて、用紙に定着される。
【０００４】
一方、上記の装置に設けられる用紙搬送手段は、用紙が積載収納された用紙収納部から用紙を１枚づつ送りだし、各処理プロセスを通過搬送させて装置の外に排出するものである。用紙搬送手段は、隙間を有して対向配置されるガイド部材により形成される搬送路と、その搬送路の搬送方向に沿って適当な間隔で配置されるいくつかの搬送ローラ対から構成されている。搬送ローラ対はモーターなどにより回転駆動されており、用紙を挟持して回転しながら搬送路に沿って移動させる。また、搬送ローラ対のいくつかはモータとの間にクラッチが設けられており、適宜のタイミングで回転と停止が切換えられる。
【０００５】
また、画像形成部に用紙を搬送する場合、使用者の設定に応じて用紙の適切な位置に画像を形成するために、用紙の搬送タイミングと画像形成部における各装置の動作タイミングの整合を図ることが必要である。そのために、用紙搬送手段においては画像形成部の上流側にレジストローラ対が設けられている。レジストローラ対は駆動源からギア等で回転が伝えられるが、駆動の伝達をオンオフするクラッチが設けられており回転と停止の切換えが任意のタイミングで可能である。上流から搬送されてくる用紙は、停止しているレジストローラ対のニップ部に先端が突き当たり、搬送方向の用紙の傾きが補正されると共に、用紙の先端がニップ位置に位置決めされる。
【０００６】
画像形成装置の動作を制御する制御手段は、レジストローラ対のニップ位置に位置付けられた用紙に対して、レジストローラ対の回転開始と画像形成部内の装置の作動タイミングを制御してその用紙上に適切に画像形成を行う。複数部数作成する場合には、前の用紙がレジストローラ対を通過後に停止した状態の時に次の用紙がレジストローラ対に到達するように、用紙搬送手段は搬送方向において前の用紙と次の用紙の間に適切な間隔を設けて搬送するように制御手段により制御される。
【０００７】
そして、レジストローラ対の搬送速度は画像形成部のドラムの周速（プロセス速度）と同じに設定されており、定着部の速度もほぼ同じ速度に設定されている。プロセス速度はドラム径や感光層の感度や現像装置の能力などによる処理能力の限界の制限を受け、品質や寿命などの経済性を考慮して決められるため、ある値以上に速く設定することはできない。
【０００８】
ここで、画像形成装置においては、用紙の給紙が始まる処理のスタートから用紙が排出される処理の終了までの時間（ファーストコピータイム）と、連続処理時の単位時間当たりの処理枚数は重要な仕様の一つである。上記のようにレジストローラ対の下流側の画像形成部等では処理速度は規制されているため、用紙を用紙収納部からレジストローラ対まで搬送する時間や、連続処理時において前の用紙がレジストローラ対を通過した後から次の用紙がセットされるまでの時間を短縮するために、用紙が収納された用紙収納部からレジストローラ対までの搬送部における用紙の搬送速度は一定速度速く設定することが一般的に行われている。また、先行用紙の後端と次行用紙の先端の間隔ができるだけ小さい状態で搬送されるように、制御手段により搬送手段のタイミングが制御されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、レジストローラ対の上流側において用紙搬送手段の搬送速度を速く設定した画像形成装置の用紙搬送手段では、搬送路の途中で用紙の搬送速度が異なるローラ対間において、上流側の用紙を送る速度が速いために用紙に撓みが発生する。この撓み量は速度差と用紙の通過時間に比例して増大するが、撓みが一定以上になると限られた搬送路の隙間内で用紙がＺ折れの状態になる。よって、搬送手段の速度差は、搬送方向の長さが最大である用紙サイズにおいてＺ折れが発生しない範囲の撓みが生じる程度に制限されている。
【００１０】
あるいは、レジストローラ対の上流側のいくつかの搬送ローラ対にはレジストローラ対と同速で回転させる駆動系と一定速度速く搬送させる駆動系がそれぞれクラッチを介して連結されており、クラッチのオンオフにより搬送ローラ対の速度が適時変更される機構が設けた用紙搬送手段もある。すなわち、用紙をレジストローラ対まで搬送する場合には、前記の速度の変更が可能な搬送ローラは第２の駆動系のクラッチがオンされて高速で回転し、用紙がレジストローラ対に到達してその下流側に搬送される場合には、第１の駆動系が連結されてレジストローラ対と同速で回転する。
【００１１】
一般に画像形成装置の多くはＡ３サイズの用紙に対してまで画像形成できるように対応されている。しかし、一般的なユーザーではＡ３サイズの用紙に画像形成する頻度は少なく、最も頻度が高く大量に作成されるのはＡ４サイズ等の資料である。そこでＡ４サイズの処理速度がより高速であることが望まれるが、Ａ３サイズまでに対応して搬送ローラ対等の速度が設定されているために、本来可能なＡ４サイズの用紙の処理速度以下に制限されている場合が多い。また、搬送ローラに２系統の駆動系を連結してクラッチにより適切なタイミングで速度を切換える方式では、構造が複雑化してコストがアップするなどの問題がある。
【００１２】
また、用紙の搬送速度を速くできないことを補うために先行用紙と後続用紙の間隔を狭くすると、用紙収納部から１枚づつ用紙を給紙する際に連なり給紙が発生しやすくなったり、搬送途中での用紙のすべりにより用紙が重なったり、用紙検知手段の反応限界を超えて検知できずに搬送制御がうまくなされない可能性が高くなる。
本発明は、複雑な制御を用いることなく、不具合が発生する危険性を高めることなく、処理する用紙サイズに応じて最も効率よく用紙搬送時間を短縮する方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１に記載の用紙搬送手段は、レジストローラの上流側の搬送ローラは、同一速度に駆動されており、その速度は処理する用紙サイズに応じて規定値に設定される。搬送方向の長さが長い大サイズの用紙をＺ折れすることなくレジストローラ対より高速で搬送されるとともに、搬送方向に短いサイズの用紙はより高速で搬送されることより搬送時間が短縮され、従来の装置に比べて、使用頻度の高いＡ４サイズの用紙を処理する場合、レジストローラ対までより高速に搬送できるため、ファーストコピータイムが短縮される。また連像処理する場合には、後続用紙がより速く搬送されるので単位時当たりの処理枚数を減少させずに用紙の間隔を広く設定することも可能になり、不具合の発生しにくい搬送手段が実現される。さらに、それを実現する上で用紙搬送装置の構造や制御を複雑にすることがなく経済的にも優れた方法である。
また、レジストローラ対の上流側の近傍にレジストローラ対と同速で用紙を搬送する搬送ローラ対が設けられており、レジストローラ対の搬送に合わせて一定の撓みを維持しながら用紙を搬送する。それにより画像形成部に向けてのレジストローラ対による用紙の搬送が適切に維持される。
【００１５】
請求項３に記載の用紙搬送手段は、用紙搬送手段の搬送路に設けられた用紙検知手段により搬送される用紙の先端を検知し、用紙サイズに応じてあらかじめ設定された時間後に次の用紙の給紙を開始する。よって、用紙検知手段が用紙の後端を検知した後に給紙を開始するのに比べて速いタイミングで次の用紙の給紙を開始することが可能であり、用紙搬送手段の搬送路における先行用紙の後端と後続用紙の先端の間隔を任意に設定できる。また、搬送路に用紙検知手段を設ける際に位置の制約が少なくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の用紙搬送装置の一実施例を添付図面に基づき説明する。図１は用紙搬送手段を内蔵する複写機能とプリンター機能を持つ画像形成装置の概略構成図である。図２には画像形成装置１の動作制御に関するブロック図を示す。図１に示すように画像形成装置１の本体には、用紙収納装置１１、用紙搬送装置１２、両面装置６、転写装置５、定着装置８、現像装置４、感光体ドラム２、クリーニング装置３、画像読取り装置３、画像出力装置９が配設されている。さらに、画像読取り装置１０の上部には原稿搬送装置７が載置されている。また、図示していないが本体前方の上面部には操作パネル１３が設けられている。
【００１７】
原稿搬送装置７で搬送される原稿及び画像読取り装置１０上面のプラテンガラスに載置された原稿は、原稿読取り装置内の光源２０により露光されレンズ２２を介してＣＣＤ２４で受光され画像信号に変換される。ＣＣＤ２４の画像信号はＬＳＵ２６に入力され、その信号に応じたレーザ光が出力され回転している感光体ドラム２上に静電画像が記録される。また、外部のパソコン等からの出力信号を受けて、その画像をＬＳＵ２６から出力することも可能である。感光体ドラム２上に形成された静電画像は現像装置４でトナー画像に変換され、そのトナー画像は転写装置５において用紙搬送装置１２から搬送されてきた用紙上に転写される。用紙上に転写されずに感光体ドラム２上に残ったトナーはクリーニング装置３で回収される。一方、トナー画像が転写された用紙は定着装置８に搬送されて熱によりトナーが溶融され用紙に定着される。定着装置８を通過した用紙は、分岐手段１４を通過して使用者が操作パネル１３で設定した条件に応じて機外に排出させるか、あるいは下方に配置された両面装置６に搬送する。両面装置６に送られた用紙は反転ローラ３０で途中まで搬送された後、反転ローラ３０を逆回転させてスイッチバックさせ反転搬送路３２中に送り出し、用紙の裏表が反転された状態にて用紙搬送装置１２に合流され、再び転写部１５に送られ裏面に画像が形成される。
【００１８】
用紙収納部１１は複数の給紙段、具体的には上部より第一給紙段１１ｄ、第二給紙段１１ｃ、第三給紙段１１ｂ、第四給紙段１１ａを備えており、それぞれに規格サイズの転写紙を収容する。各給紙段の内部には収納される用紙の給紙方向の両側面及び後端を規制するガイド部材が設けられ、それらのガイド部材を用紙サイズに合わせて移動させることにより、収納される用紙を既定の位置に規制するとともに、用紙サイズに関する情報を出力する用紙サイズ検知３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ（図１には図示せず）が設けられている。また、各給紙段１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの転写紙の上面には、それぞれ重送防止手段を含む給紙ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが配置されている。
【００１９】
用紙搬送装置１２は各用紙収納段１１ａ〜１１ｄから送り出される用紙を転写部１５に向けて搬送するための用紙搬送路３６が形成され、それに沿って搬送ローラ対４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ、４４ｆが配置され、搬送路３６の最下流にはレジストローラ対５０が配置されている。各給紙段から搬送されてくる用紙は用紙搬送路３６に合流して下流側直近に配置された搬送ローラ対にまで送られ、その搬送ローラ対で挟持されてさらに下流に搬送される。また、用紙搬送路３６には通過中の用紙を検知する搬送ＳＷ４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ，４８ｅが配置されている。ここで、各給紙段１１ａ〜１１ｄの給紙ローラ４０ａ〜４０ｄから直近の搬送ＳＷまでの距離は、用紙収納段に収納可能な用紙サイズの搬送方向長さの最小値よりも短くなるように配置されている。また、レジストローラ対５０上流の近傍には、同じく用紙の通過を検知するレジストＳＷ５４が設けられている。
【００２０】
図２には画像形成装置１の用紙搬送装置１２を主に動作制御に関するブロック図を示す。操作部としての操作パネル１３からの信号と各種の検知手段からの信号を受けてマイクロコンピューターを用いた本体制御装置７０から指示が出されて画像形成の各プロセスを構成する電子機器やモータやクラッチ等の駆動部材が作動する。給紙ローラ４０ａ〜４０ｄ，にはそれぞれ給紙クラッチ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが取り付けられ、搬送ローラ対４４ａ〜４４ｆのそれぞれには搬送ＣＬ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ、４６ｆが対応して取り付けられており、それらを介してモータＭ１を駆動源とする駆動系に連結している。モータＭ１にはＤＣモータが用いられており、モータ速度制御装置７２により回転送度が制御されている。モータ速度制御装置７２は、本体制御装置７０の指示に応じて周波数を変更したクロック信号を出力してモータＭ１の回転速度を変更する。レジストローラ対５０とその上流側に配置された搬送ローラ対４８ｆと転写装置５はモータＭ２で駆動されている。また、現像装置８・感光体ドラム２・クリーニング装置３はモータＭ３で駆動されている。さらに、定着装置８、両面装置６はモータＭ４で駆動されている。このように各プロセス装置は独立したモータＭ２、Ｍ３、Ｍ４を使用し、各モータの回転は各プロセス装置に応じた既定速度に固定されている。また、図中では省略しているが原稿搬送装置７や画像読取り装置１０もそれぞれ独立にモータが設けられ駆動されている。
【００２１】
また、本体制御装置７０に付随して複数のタイマーを有するタイマー装置７４が設けられている。本体制御装置７０は、用紙搬送路３６に設けられている搬送ＳＷ４８ａ〜４８ｅ及びレジストＳＷ５４等で通過する用紙の先端や後端の検知結果を利用してタイマー装置７４のタイマーをスタートさせ、給紙ＣＬ４２ａ〜４２ｄ、搬送ＣＬ４６ａ〜４６ｆ、レジストＣＬ５２等を適切なタイミングでオンオフさせている。
【００２２】
次に、画像形成装置１における画像形成動作時における用紙搬送装置の制御方法について説明する。図３、図４は画像形成装置１の画像形成動作時における用紙搬送の制御に関するフローチャートであり、図５は用紙搬送装置１２の制御に関するタイミングチャートである。
【００２３】
原稿からの複写を行う場合、操作者は原稿を原稿搬送装置に載置するかもしくはプラテンガラス上に設置して、設置操作パネル１３上でキー等を操作して、表示画面を確認しながら用紙サイズと給紙段の選択、複写倍率や複写枚数などを設定する。ここでは、Ａ４サイズの用紙が収納されている最下段の給紙段１１ａを選択して、複数部数の複写物を作成する場合を想定して図３、図４、図５を用いて説明する。図３において操作パネル１３のスタートキーを押すと先ずステップＳ１において、モータＭ２、Ｍ３、Ｍ４が起動される。この時、感光体ドラム２は表面周速Ｖ０で回転を始め、同時に転写装置５の転写ベルトも感光体ドラム２と同じ速度Ｖ０で搬送される。それとほぼ同時にステップＳ２において給紙段１１ａに設けられた用紙サイズ検知３８ａからの信号により用紙サイズが判断される。用紙がＡ４サイズであることに応じてステップＳ３において、モータ速度制御装置７２に対して給紙ローラ４０ａ及び搬送ローラ対４４ａ〜４４ｅの周速が第１速度Ｖ１となるようにモータＭ１を回転させるクロック信号を出力するように指示が出される。また、ステップＳ４において用紙サイズ毎に設定された給紙タイミングデータｔ１，ｔ２が設定される。ステップＳ５においてモータＭ１が起動された後、ステップＳ６においてタイマー装置７４のタイマーＴＭ１とＴＭ２がスタートされる。
【００２４】
ここでステップＳ７以降の処理と並行して、ステップＳ１６とステップＳ２０以降の制御が開始される。ステップＳ２０以降のフローチャートは図４に示し、後ほど説明する。ステップＳ１６は、給紙段から用紙を給紙する動作において異常が発生していないかを検知するものである。時間Ｔ０１は１枚の用紙を給紙するのに必要な時間よりも、２倍以上の時間に設定されている。タイマーＴＭ１をモニターしながら、ＴＭ１がＴ０１に達した場合には給紙部に異常が発生していると判断して機械を停止させるとともに、操作パネル１３上に異常の発生を知らせる表示を出す。ステップＳ７においては選択された給紙段の判断がなされ、給紙段に応じたフローに分岐する。給紙段１１ａが選択された場合、ステップＳ８において搬送ＣＬ４６ａ〜４６ｆがオンされ搬送ローラ対４４ａ〜４４ｆが回転を開始する。ほぼ同時に、ステップＳ９において給紙ＣＬ４２ａがオンされ、給紙ローラ４０ａが回転し始める。
【００２５】
給紙ローラ４０ａの回転により、それに接している給紙段１１ａに収納されている用紙の最上部の用紙Ｐ１が搬送路３６に向けて給紙される。ステップＳ１０において搬送路３６に搬送された用紙Ｐ１の先端が途中に配置されている搬送ＳＷ４８ａに検知されると同時に、ステップＳ１１においてタイマーＴＭ１がリセットされる。
搬送ＳＷ４８ａを通過した用紙Ｐ１は搬送ローラ対４４ａに到達してさらに下流側に配置される搬送ローラ対４４ｂ〜４４ｆで搬送される。一方、ステップＳ１２においてタイマーＴＭ１が時間ｔ１になると、ステップＳ１３で給紙ＣＬ４２ａがオフされる。ｔ１は用紙Ｐ１が搬送ローラ対４４ａに到達するのに十分な時間でかつ用紙Ｐ１の後端が給紙ローラ４０ａを通過するよりも短い時間であるように、各用紙サイズに応じて予め設定されている。給紙ＣＬ４２ａがオフされると給紙ローラ４０ａは駆動系に対してフリー状態になり用紙の移動に伴って従動する。次にステップＳ１４においてタイマーＴＭ１が時間ｔ２に達すると、ステップＳ１５においてステップＳ９〜Ｓ１４のフローの処理が一回終了したとして実行処理回数ｎに加算され、設定された設定処理回数Ｎと比較され少なければ、ステップＳ５に戻り給紙ＣＬ４２ａが再びオンされて給紙ローラ４０ａが回転し次の用紙Ｐ２を送り出す。ここで、時間ｔ２は用紙Ｐ１の後端と次に用紙Ｐ２の先端とに必要な間隔を作る時間に各用紙サイズに応じて予め設定されている。実行処理回数ｎが設定処理回数Ｎと等しくなるまで繰り返される。
【００２６】
次に、給紙段から用紙搬送装置１２に送られた後の用紙の搬送制御について説明する。搬送ローラ４４ａ〜４４ｅは搬送ＣＬ４６ａ〜４６ｅを介してモータＭ１の駆動系に連結され、Ｖ１の周速で回転して用紙を搬送しており、搬送ローラ対４４ｆは搬送ＣＬ４６ｆを介してモータＭ２の駆動系に連結され感光体ドラム２と同じ周速Ｖ０で搬送する。用紙搬送時においては給紙段の選択に応じて給紙段からレジストローラ対５０の間の搬送ローラ対は常に同じタイミングでオンオフされる。例えば４段目から給紙する場合は搬送ローラ対４４ａ〜４４ｆを、１段目から給紙する場合は搬送ローラ対４４ｄ〜４４ｆが同期してオンオフされる。ここでは、各搬送ローラ対毎に個別にクラッチが設けられているが、駆動系の構成によっては一つのクラッチにより全ての搬送ローラ対を同期してオンオフさせてもよい。この場合、給紙段によっては用紙の搬送に関係しない搬送ローラ対も回転するが機能上問題はなく、コスト削減が図れる。
【００２７】
図３において示した制御により給紙段から給紙された用紙は、図４に示す制御により転写部１５に搬送される。ステップＳ２０では用紙がレジストローラ５０の上流近傍に配置されレジストＳＷ５４により検知されるのをモニターする。それと並行してコピー開始後にスタートされたタイマーＴＭ２がＴ０２以下であるかがモニターされる。Ｔ０２は給紙段から用紙が到達するのに要する時間よりも長く設定されている。Ｔ０２以内にレジストＳＷ５４が用紙を検知しない場合は、搬送途中において異常が発生したと判断して、機械を停止させるとともに操作パネル１３にＪａｍ表示を出す。
【００２８】
レジストＳＷ５４で用紙の先端が検知されると、ステップＳ２１においてタイマーＴＭ２がリセットされて再スタートする。次にステップＳ２２で時間Ｔ２の経過がモニターされ、Ｔ２になるとステップＳ２３で搬送ＣＬ４６ａ〜４６ｆがオフされる。Ｔ２は用紙の先端がレジストローラ対５０のニップ部に到達して停止され、少し撓みが生じる程度の時間に設定されている。搬送ローラ対の停止時間は０．１秒程度の短い時間であり、この間に用紙はレジストローラ対のニップ部に確実に押し当てられる。また、この時に給紙ローラ４０ａとタイマーＴＭ１が作動中であれば同期して一時停止させる。次に、ステップＳ２４ではタイマーＴＭ２がＴ３になったことが確認されるとステップＳ２５においてレジストＣＬ５２、搬送ＣＬ４６ａ〜４６ｆがオンされる用紙は転写部１５に向けて搬送される。この時、給紙ローラ４０ａ及びタイマーＴＭ１が一時停止状態であればそれを解除する。
【００２９】
次に、ステップＳ２６においてタイマーＴＭ２の時間がＴ５なると、レジストＣＬ５２がオフされる。Ｔ５はＴ３から測って用紙がレジストローラ対５０を通過するのに要する時間より長く設定されている。この時ほぼ同時に、ステップＳ２７においてレジストＳＷ５４がオフ状態であるかが確認される。ここで、レジストＳＷ５４がオン状態にある場合、用紙が適切に搬送されずに残っているか、前の用紙との間隔が狭くなり次の用紙が既に搬送されてきているかの不具合と考えられるため、機械を停止させるとともに操作パネル１３上にＪａｍ表示を出す。
【００３０】
レジストＳＷ５４がオフされている場合は、瞬時にステップＳ２７においてレジストＣＬ５２がオフされるとともに、ステップＳ２９において、実行処理回数ｎがカウントされて処理が終了か続行されるかが判断される。処理が続行される場合、搬送ローラ対４４ａ〜４４ｆは回転を続けて後続の用紙をレジストローラ対５０に向けて搬送しており、再び用紙の先端がレジストＳＷ５４で検知されるとステップＳ２０以下の処理が繰り返される。ステップＳ２９で処理の終了が判断された場合は、タイマーＴＭ２がクリアされると共に、搬送ＣＬ４６ａ〜４６ｆがオフされモータＭ１が停止される。
【００３１】
ここで、モータＭ１の速度について説明する。すでに説明したように、搬送ローラ対４４ａ〜４４ｅは、搬送ローラ対４４ｆまでＶ１の高速で用紙を搬送する。また、搬送ローラ対４４ｆはレジストローラ対５０と同じ速度で用紙を搬送し、レジストローラ５０による転写部１５への用紙搬送を補助して安定化させる。搬送ローラ対４４ｅと４４ｆは常に同じタイミングでオンオフ制御されるが、Ｖ１とＶ０の速度差があるためこの間において用紙に撓みが生じる。撓み量は大きくなると搬送路において用紙が搬送方向にＺ折れするなどの不具合が発生する。図１に示す画像形成装置１の場合、そこでの撓み量が２０ｍｍを越えるとＺ折れが発生する恐れがあることが確認された。
【００３２】
搬送ローラ対４４ｅと４４ｆの間で発生する撓み量を両ローラの送り量の差と考えれば、最大撓み量Ｑは、Ｑ＝（Ｌ−ｌ）／Ｖ１＊（Ｖ１−Ｖ０）となる。ｌは搬送ローラ対４４ｅと４４ｆ間の搬送路長、Ｌは用紙の長さである。搬送路長ｌは搬送される用紙の最小長さより２０ｍｍ程度短く決められ、速度Ｖ０は既定値であるため、最大撓み量Ｑは用紙の長さと速度Ｖ１で変化する。
【００３３】
さらに、上記内容を画像形成装置１の一例を上げて具体的な数値を用いて説明する。一例の画像形成装置１はＡ３サイズの用紙まで処理可能であり、感光体ドラム２の周速Ｖ０は約３２０ｍｍ／ｓｅｃであり、搬送路長ｌは約１００ｍｍである。Ａ３サイズの用紙を搬送することを考えれば、Ｌ＝４２０ｍｍとなり最大撓み量Ｑを２０ｍｍ以下にするには、Ｖ１は約３４１ｍｍ／ｓｅｃが限界である。しかし、Ａ４サイズの用紙の場合はＬ＝２１０ｍｍであり、Ｖ１は約３９１ｍｍ／ｓｅｃまで可能である。そこで画像形成装置１では、用紙サイズに応じてモータＭ１の速度を変更し、給紙ローラ及び搬送ローラ対の速度Ｖ１を可能な限り高速化する。ある程度の余裕を設けて、Ａ３サイズの時はＶ１＝３３０ｍｍ／ｓｅｃに設定し、Ａ４サイズの時はＶ１＝３８０ｍｍ／ｓｅｃに設定する。
【００３４】
一般的にＡ４サイズの用紙に画像形成する頻度が高いと予測されるが、用紙収納装置からレジストローラ対までの搬送速度をＡ３サイズに合わせて固定的に設定した場合に比べて、本発明の方法を用いることでＡ４サイズの処理において搬送の高速化により処理時間の短縮が図れる。例えばＡ４サイズ紙を最下段１１ａから給紙する場合に、一例としてあげた画像形成装置１の搬送ローラ対４８ｆまでの搬送路距離は約６４０ｍｍであるため、Ｖ１を３３０ｍｍ／ｓｅｃから３８０ｍｍ／ｓｅｃにすればそこまでの搬送時間は０．２６秒短縮される。
【００３５】
連続処理の場合には、用紙は一定間隔で給紙段から給紙されるが、単位時間の処理枚数を増やすには用紙の間隔を可能な限り狭くしなければならない。用紙の間隔を狭くすると、搬送途中で滑りなどが発生すると前の用紙が遅れてその後端が後続の用紙の先端と重なり１枚の紙として搬送されてしまう不具合が発生する危険性が高くなる。特に、各給紙段１１ａ〜１１ｄから給紙ローラ４０ａ〜４０ｄによって１枚ずつ分離して給紙する部分においては、搬送に関与するローラが少なく、用紙との摩擦や分離機構に用いられる摩擦部材の影響等もあり、搬送性能は不安定であり、用紙の送り量のバラツキが大きい。搬送路に送られ搬送ローラ対に到達すれば、ローラ対で挟持されて搬送されるため搬送性能は安定する。
【００３６】
一例の画像形成装置１においてＡ４サイズの用紙の連続処理を行う場合に、搬送ローラ対４８ｆとレジストローラ対５０が速度Ｖ０＝３２０ｍｍ／ｓｅｃで用紙を搬送しているときに、上流側の搬送ローラはそれよりも速い速度Ｖ１＝３８０ｍｍ／ｓｅｃで搬送しているために、後続の用紙は先行する用紙に近づきその間隔が狭くなる。そこで、レジストローラ対５０において用紙を連続処理するのに必要な間隔が最低４０ｍｍとすれば、Ｖ０とＶ１の速度差を考慮して、給紙段１１ａから給紙する時の用紙間隔Ｕは７９．４ｍｍ［Ｕ＝４０＋Ｌ／Ｖ０＊（Ｖ１−Ｖ０）：Ｌは用紙長さ。Ａ４サイズ紙：Ｌ＝２１０ｍｍ］に設定される。同じ条件でＶ１＝３３０ｍｍ／ｓｅｃの場合は、Ｕ＝４６．６ｍｍである。給紙性能から給紙部では用紙間隔Ｕが７０ｍｍ以上必要な場合、Ｖ１＝３３０ｍｍ／ｓｅｃ時はレジスト部での紙間は４０ｍｍよりも長く設定する必要があり、Ａ４サイズ用紙の時間当たりの処理枚数は減少する。
【００３７】
このように、画像形成装置おいては画像形成部のプロセス速度Ｖ０（電子写真方式の場合は感光体ドラムの周速）により処理速度は制限されるが、用紙収納部から画像形成部まで用紙を搬送する搬送速度Ｖ１を一定速度速く設定することにより、ファーストコピータイムを短縮したり、時間当たりの処理枚数を増やす効果が得られる。しかし、搬送速度Ｖ１を速くした場合の影響は用紙の搬送方向における長さによって変わる。先に一例としてあげた画像形成装置においては、撓み量Ｑの制限から搬送速度Ｖ１はＶ０に対して、Ａ３サイズでは約７％、Ｂ４サイズで１０％、Ａ４サイズで２２％、Ｂ５サイズでは３２％程度［Ｖ１＝（Ｌ−ｌ）／（Ｌ−ｌ−Ｑ）＊Ｖ０］の高速化が可能である。
【００３８】
よって、Ａ３・Ｂ４等の大サイズの用紙に合わせて設定すれば、Ａ４・Ｂ５等の小サイズの処理速度が制限され、小サイズの用紙に合わせて設定すれば、大サイズの用紙に対応するための特殊な機構や制御が必要になる。また、特に処理高速化の要求が高いのは使用頻度が最も高いと予測されるＡ４サイズの用紙と考えられるため、大サイズの用紙に合わすのはデメリットが大きい。そこで、用紙のサイズ（搬送方向の長さ）に応じて任意もしくは何段階かにモータの回転数を切換え搬送速度を調整することは、用紙搬送装置の構造や制御を複雑にせずに小サイズの用紙の処理効率を上げるのに有効な方法である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置の用紙搬送装置は、処理する用紙のサイズに応じて給紙ローラ及び搬送ローラの速度を変更することにより画像形成部への用紙の搬送時間を短縮する。それにより、Ａ３サイズまでの用紙が処理できるとともに使用頻度の高いＡ４サイズ等の用紙の処理速度においてファーストコピータイムの短縮や単位時間当りの処理枚数の増加を図ることができる。それに加え、用紙搬送装置に構造や制御を複雑にすることなく、安定性の高い搬送性能を得ることを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の用紙搬送装置を内臓する画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の用紙搬送装置の動作制御に関連する電気的構成を示すブロック図である。
【図３】給紙段から用紙が給紙される時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】給紙段から給紙された用紙がレジストローラでレジストされて下流に搬送される動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】上記用紙搬送装置において、用紙が給紙段から連続的に給紙されレジストローラで搬送される動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
２ 感光体ドラム
５ 転写装置
１５ 転写部
１１ａ〜１１ｄ 給紙段
４０ａ〜４０ｄ 給紙ローラ
４６ａ〜４６ｆ 搬送ローラ対
５０ レジストローラ対

Claims (2)

1. 用紙に画像形成を施す画像形成部を有する画像形成装置において、用紙が積載収納される用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離して取り出す給紙手段と、前記給紙手段により取り出された用紙を搬送ローラで搬送する用紙搬送手段と、前記画像形成部の上流側に配置され前記搬送手段により搬送される用紙をニップして一時停止させた後に搬送するレジストローラと、処理される用紙サイズを判断して前記給紙手段、前記用紙搬送手段及びレジストローラを制御する制御手段を有しており、
   前記レジストローラに向けて用紙を搬送する搬送手段の最下流に配置される搬送ローラ以外の搬送ローラの周速は、用紙サイズに応じて前記レジストローラの周速よりも一定速度速く駆動され、
   前記レジストローラに向けて用紙を搬送する搬送手段の最下流に配置される搬送ローラは、前記レジストローラの周速と同速で回転することを特徴とする画像形成装置の用紙搬送装置。
2. 前記搬送手段には用紙検知手段が配置され、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離して給紙して前記搬送手段に送る給紙手段を有し、
   前記給紙手段は前記用紙検知手段が前の用紙の先端を検知した後、用紙のサイズに応じて既定された設定時間後に次の用紙の給紙を開始するように制御されることを特徴とする請求項１の画像形成装置の用紙搬送手段。

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