JP3739271B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、印刷時における用紙の搬送速度のぶれに伴って発生する印刷画像の乱れを抑制するようにした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、印刷装置の小型化と高速化が進み、小型の装置で高速に大量の印刷を行うことができるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、印刷装置を小型化すると、用紙を円滑に搬送することが困難になり、搬送速度にむらが生じ、結果的にその用紙に印刷される印刷画像に歪みやぼかしといった現象が発生していた。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、用紙の搬送速度の乱れに起因する印刷画像の乱れを抑制するようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、回転しつつ用紙に印刷を行う回転手段と、回転手段に用紙を押圧する押圧手段と、回転しつつ用紙を搬送するローラと、ローラを回転するモータと、モータの回転のローラへの伝達をオンまたはオフするクラッチとからなり、用紙を回転手段と押圧手段に向けて搬送する搬送手段と、搬送手段が用紙を、回転手段による搬送速度より速い速度で搬送するように、搬送手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、用紙の先端が、回転手段と押圧手段に到達する前にモータを回転させ、用紙の先端が、回転手段と押圧手段に到達したとき、クラッチをオンして、モータの回転をローラに伝達して、用紙を搬送させることを特徴とする。
【０００６】
回転手段は、例えば、図４のドラム１５により構成され、押圧手段は、プレスローラ１６により構成され、搬送手段は、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂ、搬送ローラモータ５３、搬送クラッチ５４により構成され、制御手段は、図５のCPU７１により構成される。
【０００７】
画像形成装置は、例えば図１の印刷装置１により構成される。ここにおける画像形成装置とは、用紙に画像を転写する装置を意味し、コピー装置を含むものである。
【０００８】
この画像形成装置においては、搬送手段が、用紙を回転手段による搬送速度より速い速度で搬送する。
【０００９】
その結果、用紙が回転手段と押圧手段により、印刷されつつ搬送される場合、搬送される用紙にブレーキがかかり、用紙の搬送速度が本来の速度より遅くなり、印刷画像が乱れてしまうようなことが防止される。
【００１０】
前記搬送手段は、回転しつつ用紙を搬送するローラと、ローラを回転するモータと、モータの回転のローラへの伝達をオンまたはオフするクラッチとを備えるようにすることができる。
【００１１】
ここにおけるローラは、例えば、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂにより構成され、モータは、搬送ローラモータ５３により構成され、クラッチは、搬送クラッチ５４により構成される。
【００１２】
搬送手段による用紙の搬送を、モータの回転制御だけで行うことも可能であるが、モータの回転が所定の速度に達するまでには時間がかかる。これに対して、クラッチを用いて、モータの回転を伝達するようにすると、モータは、予め回転させておくことができるから、用紙を迅速に所定の速度で搬送することが可能となる。
【００１３】
前記制御手段は、用紙の先端が、回転手段と押圧手段に到達する前にモータを回転させ、用紙の先端が、回転手段と押圧手段に到達したとき、クラッチをオンして、モータの回転をローラに伝達して、用紙を搬送させるようにすることができる。
【００１４】
このようにすることで、用紙を迅速に所定の速度で搬送することが可能となり、高速印刷が可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した印刷装置の構成例を表している。この印刷装置１は、供給トレイ２−１乃至２−３から用紙４が供給されるようになされている。
【００３７】
具体的には、最下段の給紙トレイ２−１の用紙４は、給紙ローラ１１−１と１２−１により１枚づつ分離され、経路２１を介して搬送ローラ１３−１Ａ，１３−１Ｂ、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂにより、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂまで搬送される。
【００３８】
中段の給紙トレイ２−２の用紙４は、給紙ローラ１１−２，１２−２により１枚づつ分離され、経路２２を介して搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂにより、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂまで搬送される。
【００３９】
上段の給紙トレイ２−３の用紙４は、給紙ローラ１１−３，１２−３により１枚づつ分離され、経路２３を介してタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂに供給される。
【００４０】
タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂは、供給されてきた用紙４を、ドラム１５とプレスローラ１６の接合点に供給する。プレスローラ１６は、ドラム１５に必要に応じて圧接され、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂより供給されてきた用紙４を、回転されるドラム１５上に押圧し、画像を印刷させつつ、搬送させる。ドラム１５により、画像が印刷された用紙は、搬送ローラ１７，１８にかけられた搬送ベルト１９により搬送され、排出トレイ３に排出される。
【００４１】
図２は、上段の給紙トレイ２−３から用紙４が供給される場合の主要部の構成を拡大して示している。給紙ローラ１２ー３には、ゴム、樹脂等よりなるパット３４が当接されている。これにより、給紙ローラ１１−３が回転することで、給紙トレイ２−３から分離された用紙４が、複数枚同時に給紙ローラ１２−３とパット３４の間から搬送されることが抑制される。
【００４２】
プレスローラ１６は、支点３３を中心として回動するアーム３２により支持されており、アーム３２が図中時計方向に回動したとき、ドラム１５に圧接される。ドラム１５の外周表面には、印刷原稿となるマスタ３１が装着されており、用紙４がプレスローラ１６により回転するドラム１５のマスタ３１上に押圧されることにより、ドラム１５内のインクが押し出され、マスタ３１の原稿に対応するインクが用紙４に印刷される。
【００４３】
図３は、給紙トレイ２−１または給紙トレイ２−２から用紙４が供給される場合のパスを表している。
【００４４】
図４は、用紙４を搬送する場合における搬送時の速度制御のための給紙装置の構成を表している。搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂは、搬送ローラモータ５３により回転される。搬送クラッチ５４は、搬送ローラモータ５３の回転を、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂに伝達したり、伝達を解除したりする。搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂの用紙４の経路２２側に配置されている搬送センサ５１は、それより下流側に配置されている搬送センサ５２と同様に、用紙４の有無を検出する。
【００４５】
図５は、この印刷装置１において、用紙４の搬送を制御する制御装置７０の構成例を表している。CPU７１は、ROM７２に記憶されているプログラムに従って各部を制御し、用紙４の搬送を制御する。RAM７３には、ROM７２に記憶されているプログラムが必要に応じて展開され、またCPU７１が、各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
【００４６】
インタフェース７４には、搬送センサ５１，５２、搬送ローラモータ５３および搬送クラッチ５４が接続されている。センサ５１，５２の検出出力は、インタフェース７４を介してCPU７１に供給される。搬送ローラモータ５３と搬送クラッチ５４は、インタフェース７４を介してCPU７１により、その駆動が制御される。
【００４７】
次に図６のタイミングチャートを参照して、印刷装置１の動作について説明する。
【００４８】
ユーザが印刷の開始を指令すると、ドラム１５、プレスローラ１６、およびタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂを有するユニット６１の動作を管理する図示せぬ制御装置（もちろん、その制御装置は図５に示した制御装置７０とすることもできる）が、ドラム１５を一定の速度で回転させるとともに（図６（Ｃ））、アーム３２を、支点３３を中心に、図２または図３において、時計回転方向に回動し、プレスローラ１６をドラム１５に圧接させる。
【００４９】
さらに、制御装置は、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂを回転させるとともに、ドラム１５が１回転する毎に、所定のタイミングで、ドラム１５の１回転に１回の割合で、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂを圧接させる（図６（Ｂ））。図６（Ｂ）は、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂのこのようなドラム１５が１回転に１回行われるタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの圧接回転動作を表している。この例においては、時刻ｔ６において、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの回転が開始されるとともに圧接され、時刻ｔ７において、その回転速度が一定の速度に達し、時刻ｔ８までその速度で回転される。そして、時刻ｔ８において、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの回転の駆動が停止され、時刻ｔ１０において、回転が完全に停止するとともに、タイミングローラ１４Ａと１４Ｂは、不図示のタイミングローラ解放機構により相互に離間する。
【００５０】
タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂが時刻ｔ６において圧接され、回転すると、そのとき、先端がタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの位置まで搬送されてきていた用紙４が、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの間に圧接、挾持され、搬送される。そして、時刻ｔ８において、用紙４は、その先端が、ドラム１５とプレスローラ１６に当接する位置まで搬送される。この時点におけるドラム１５の回転角度θは、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）に示すホームポジションの位置から２２５．５゜（θ＝２２５．５゜）だけ回転した位置となる。
【００５１】
以上の処理がドラム１５、プレスローラ１６、およびタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂを有するユニット６１において、繰り返し実行される。
【００５２】
これに対して、制御装置７０は、用紙４の搬送を次のように制御して、ユニット６１のタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂに供給する。
【００５３】
すなわち、CPU７１は、搬送ローラモータ５３を回転させ、搬送クラッチ５４をオンさせる。これにより、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂが、給紙トレイ２−１または２−２により供給されてきた用紙４を、例えば、１５００mm／sの速度で搬送する。なお、給紙トレイ２−１と２−２の、いずれから用紙４が供給されてくるかは、ユーザの選択による。ユーザが、下段の給紙トレイ２−１からの給紙を指令した場合には、給紙ローラ１１−１，１２−１により１枚の用紙が分離され、経路２１から搬送ローラ１３−１Ａ，１３−１Ｂを介して、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂに供給されてくる。中段の給紙トレイ２−２からの給紙が指令された場合には、給紙ローラ１１−２，１２−２により、１枚の用紙が分離され、経路２２から搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂに供給されてくる。
【００５４】
CPU７１は、時刻ｔ１において、搬送ローラモータ５３の駆動を停止し、これにより、搬送ローラモータ５３の回転は、時刻ｔ２において、完全に停止する（図６（Ｅ））。従って、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂの回転は、時刻ｔ１から減少し、時刻ｔ２において停止する（図６（Ａ））。
【００５５】
このとき、用紙４の先端が、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの位置まで到達するように、時刻ｔ１のタイミングが設定されている。
【００５６】
その後、時刻ｔ３において、CPU７１は、搬送クラッチ５４をオフさせる（図６（Ｆ））。搬送クラッチ５４が、時刻ｔ２より後の時刻ｔ３においてオフされるのは、時刻ｔ２より前に搬送クラッチ５４がオフされてしまうと、搬送ローラモータ５３による回転が、その時点で、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂに伝達されなくなり、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂの回転が停止してしまい、用紙４を、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの位置まで確実に搬送することができなくなってしまうからである。
【００５７】
また、時刻ｔ２のタイミングは、ユニット６１内において、周期的に行われているタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの回転開始の時刻ｔ６より確実に前になるように、そのタイミングが制御されている。時刻ｔ２が、時刻ｔ６より遅いタイミングになると、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂが用紙４を搬送できなくなってしまうからである。
【００５８】
次に、時刻ｔ４において、CPU７１は、搬送ローラモータ５３を制御し、回転を開始させる。搬送ローラモータ５３は、時刻ｔ５において、所定の速度に達し、以後、一定の速度で回転する（図６（Ｅ））。なお、このとき、まだ搬送クラッチ５４は、オフされたままである（図６（Ｆ））。従って、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂは、まだ停止したままである（図６（Ａ））。
【００５９】
なお、この時刻ｔ５は、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの駆動が停止される時刻ｔ８より前であれば、時刻ｔ６またはｔ７より前であっても、後であっても良い。
【００６０】
その後、時刻ｔ６において、ユニット６１内の動作を制御する制御装置により、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの駆動が開始され、時刻ｔ７において、その速度が一定の速度となる（図６（Ｂ））。これにより、用紙４がタイミングローラ１４Ａ，１４Ｂにより搬送される。
【００６１】
用紙４の先端は、時刻ｔ８において、プレスローラ１６とドラム１５の当接位置に到達する。上述したように、このときのドラム１５のホームポジションからの回転角度θは、２２５．５゜となっている。
【００６２】
時刻ｔ８において、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの駆動が停止され、その結果、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂの回転は、時刻ｔ１０において停止する（図６（Ｂ））。
【００６３】
時刻ｔ８において、用紙４の先端がドラム１５とプレスローラ１６の位置に到達すると、CPU７１は、搬送クラッチ５４をオンさせる。上述したように、時刻ｔ４において、搬送ローラモータ５３の回転は、すでに開始されている。従って、この搬送ローラモータ５３の回転が、搬送クラッチ５４を介して、直ちに搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂに伝達され、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂは、回転を開始し、時刻ｔ９において一定の速度となる。
【００６４】
このときの搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂの回転速度は、それによる用紙４の搬送速度が、ドラム１５とプレスローラ１６による用紙４の搬送速度より、若干速い速度（例えば、３％だけ速い速度）となるように、搬送ローラモータ５３の回転速度が設定されている（図６（Ｅ））。ドラム１５とプレスローラ１６により搬送される速度より速い速度で、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂが用紙４を搬送するので、図８に示されるように、用紙４は、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂとプレスローラ１６（ドラム１５）の間において（特に、タイミングローラ１４Ａ，１４Ｂとプレスローラ１６の間の区間Ｄにおいて）、撓むことになる。
【００６５】
その結果、図示は省略されているが、給紙ローラ１２−１または１２−２に対向して配置されているパット（図２の給紙ローラ１２−３に対向して配置されているパット３４と同様のパット）に起因して、搬送される用紙４にブレーキがかかったとしても、ドラム１５とプレスローラ１６により搬送される用紙４の速度にその影響が出る恐れが抑制される。その結果、用紙４の搬送速度のぶれに起因する画像の乱れが防止される。
【００６６】
時刻ｔ８において、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂの回転を開始させるとき、クラッチ５４を使わずに、そのときから搬送ローラモータ５３を回転させるようにすることも、論理的には可能である。しかしながら、搬送ローラモータ５３が所定の速度に達するまでには、時間がかかる。そこで、上述したように、搬送ローラモータ５３を時刻ｔ４において、予め回転させ、時刻ｔ８において、搬送クラッチ５４をオンすることにより、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂを回転させるようにする方が、より迅速に、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂを所定の速度で回転させることが可能となる。従って、その分、より高速の印刷が可能となる。
【００６７】
その後、時刻ｔ１１において、ドラム１５が３１０．５゜の位置に達したタイミングにおいて、搬送センサ５２が用紙４の終端を検出する（図６（Ｄ））。このとき、CPU７１は、搬送クラッチ５４をオフさせる（図６（Ｆ））。その結果、搬送ローラ１３−２Ａ，１３−２Ｂの駆動が停止され、時刻ｔ１２において、その回転が停止する（図６（Ａ））。
【００６８】
さらにその後、時刻ｔ１３において、次の用紙の印刷のためにCPU７１は、搬送ローラモータ５３の回転速度を１５００mm／s まで増加させる。時刻ｔ１２において、搬送ローラモータ５３の回転速度がその速度に達する。そして、上述した場合と同様の動作が、２枚目以降の用紙について行われる。
【００６９】
以上においては、用紙４の搬送速度の制御を、その搬送方向に対してのみ行うようにしたが、搬送方向と垂直な方向に対しても行うようにすることができる。すなわち、用紙４の搬送方向右側の搬送速度と、左側の搬送速度を適宜制御することにより、用紙４の先端の右側と左側が、ドラム１５とプレスローラ１６の圧接部により構成される直線に対して、同時に侵入するように制御することが可能となる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、用紙を、印刷が行われる部分における搬送速度より、若干速い速度で搬送するようにしたので、搬送速度のぶれによる画像の乱れの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発発明を適用した印刷装置の構成例を示す側面図である。
【図２】図１の印刷装置における用紙の搬送経路を説明する図である。
【図３】図１の印刷装置における用紙の搬送経路を説明する図である。
【図４】図１の印刷装置における用紙の搬送の制御のための構成を示す図である。
【図５】図１の印刷装置の用紙の搬送を制御する制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】図１の印刷装置の用紙の搬送の制御動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】図１の印刷装置のドラムの回転位置を説明する図である。
【図８】搬送制御の結果、用紙にたわみが発生する様子を説明する図である。
【符号の説明】
１ 印刷装置
２−１乃至２−３ 給紙トレイ
３ 排出トレイ
１１−１，１２−１乃至１１−３，１２−３ 給紙ローラ
１３−１Ａ，１３−１Ｂ，１３−２Ａ，１３−２Ｂ， 搬送ローラ
１４Ａ，１４Ｂ タイミングローラ
１５ ドラム
１６ プレスローラ

Claims (1)

1. 回転しつつ用紙に印刷を行う回転手段と、
   前記回転手段に前記用紙を押圧する押圧手段と、
   回転しつつ前記用紙を搬送するローラと、前記ローラを回転するモータと、前記モータの回転の前記ローラへの伝達をオンまたはオフするクラッチとからなり、前記用紙を前記回転手段と前記押圧手段に向けて搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段が前記用紙を、前記回転手段による搬送速度より速い速度で搬送するように、前記搬送手段を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記用紙の先端が、前記回転手段と前記押圧手段に到達する前に前記モータを回転させ、前記用紙の先端が、前記回転手段と前記押圧手段に到達したとき、前記クラッチをオンして、前記モータの回転を前記ローラに伝達して、前記用紙を搬送させる
   ことを特徴とする画像形成装置。

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