JP4401986B2 - 画像形成装置、シート搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置およびシート搬送方法に関するものである。

従来、画像形成装置において、搬送されるシートの斜行補正やタイミング調整（いわゆるアライニング）がレジストローラ等により行われている（例えば、特許文献１参照。）。図７は、従来の画像形成装置の全体構成を示す断面図である。

同図に示す画像形成装置では、以下のような処理が行われる。まず、カセット３１，３２，３３および３４に積載されているシートがピックアップローラ３１ｂ，３２ｂ，３３ｂおよび３４ｂによってピックアップされる。ピックアップされたシートは、給紙ローラ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａおよび分離ローラ３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，３４ｃによって一枚ずつのシートに分離され、シート搬送路３５に供給される。シート搬送路３５に供給されたシートは、搬送ローラ３６ａ〜３６ｄによって中間搬送ローラ３８の手前まで搬送される。中間搬送ローラ３８は、後述のＡＤＵ５によって搬送されるシートやシート搬送路３５内を搬送されるシートを、シートの斜行補正やタイミング調整を行うレジストローラ３７へと導く役割を有している。

中間搬送ローラ３８を経由してレジストローラ３７に導かれたシートには、斜行補正やタイミング調整が施された後、感光体ドラム２０の感光面に形成されたトナー像が転写される。シートに転写されたトナー像は、定着部２４にてシート上に定着される。このようにしてトナー像が定着されたシートは、片面印刷の場合はそのまま機外に排出され、両面印刷する場合もしくは片面印刷したシートを表裏反転させて排出する場合は反転搬送路２８に導かれる。

両面印刷する場合、反転搬送路２８に導かれたシートは、反転ローラ２９および３０によってスイッチバック搬送され、ＡＤＵ５へ送り込まれる。ＡＤＵ５に送り込まれたシートは、搬送ローラ５ａ〜５ｄにより搬送され、再度中間搬送ローラ３８へと向かう。この後、ＡＤＵ５を介して搬送されたシートのもう一方の面に対して感光体ドラム２０および定着部２４による画像形成処理が行われることにより、シートへの両面印刷が実現される。

図８はレジストローラ手前におけるシート搬送について説明するための図であり、図７における破線で囲まれた部分の拡大図である。

図８に示すように、上述のような構成の画像形成装置では、レジストローラ３７に導かれたシートの斜行補正やタイミング調整を行うために、レジストローラ３７の回転駆動を停止させる。そして、このようにしてレジストローラ３７のニップ部に突き当てられたシートを中間搬送ローラ３８によって更に後押しし、撓みＡを発生させる。そして、十分な撓みＡが生成された後、中間搬送ローラ３８および中間搬送ローラ３８よりも上流側にある搬送ローラ３６ａ等による搬送動作も停止させ、アライニングを行う。

ところで、中間搬送ローラ３８以外の搬送ローラ３６ａ等がクラッチを介して動力伝達される構成である場合、クラッチの滑り等により、搬送ローラ３６ａ等の停止動作に遅れが生じてしまうことがある。この停止動作の遅れは、中間搬送ローラ３８の手前における撓みＢを発生させる原因となる。一般に、撓みＡは撓みＢよりも大きい。
特開平１０−１６７５１１号公報 （第２―５頁、第６図）

上述のような構成の従来の画像形成装置では、シートのアライニングを終えた後、レジストローラ３７によるシート搬送を再開する際、中間搬送ローラ３８のシート搬送速度はレジストローラ３７におけるシート搬送速度と同期をとるため同じ速度となっている。よって、アライニング時に生ずる撓みＡよりも小さい撓みＢは、必然的に撓みＡよりも先に解消される。この場合、中間搬送ローラ３８は、単体でシートを搬送する。

しかし、シート搬送方向におけるサイズの大きいシート（Ａ３サイズなど）に対してアライニングを行う場合や、中間搬送ローラに近い位置からシート搬送路３５にシート供給される場合（例えば、上段のカセット３１やカセット３２からシート供給される場合）、中間搬送ローラ３８がシート搬送を再開しようとする際に、当該シートの後端が保持トルクの強い給紙ローラや分離ローラに挟持された状態となり、さほどトルクの強くない（パルスモータにより駆動されるもの等）中間搬送ローラ３８単体では搬送負荷が大き過ぎて搬送できない場合がある（図８におけるシートＰ１参照）。このような問題は、ＡＤＵ５からシート搬送路３５にシート供給する際に、シートが搬送ローラ５ｃや５ｄに挟持されている場合や、シート搬送路３５において多くの搬送ローラに挟持されている場合（図８にて破線で示すシートＰ２参照）にも生じ得る。上述のような中間搬送ローラ３８への過負荷は、中間搬送ローラ３８を駆動する中間搬送モータの脱調やシート詰まり（ジャム）等の不具合の原因となる。

もちろん、中間搬送ローラ３８をクラッチ駆動することでトルクをアップさせたり、トルクの強いパルスモータを使用することで、上記のようなトルク不足の問題は解消できるが、コストダウンや装置の小型化の妨げとなるという問題がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、画像形成装置のコストダウンや小型化を妨げることなく、シート搬送時の不具合の発生を抑制することのできる画像形成装置、シート搬送方法およびシート搬送プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、搬送されるシートを搬送するローラを駆動するパルスモータと、前記パルスモータに第１の駆動電流を供給して前記ローラを加速駆動すると共に、前記第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して前記ローラを等速駆動する駆動制御部と、前記シートの等速での搬送が開始されるタイミングを判定するタイミング判定部とを有し、前記駆動制御部は、前記タイミング判定部により判定された前記タイミングから、前記シートの後端が前記中間搬送ローラより上流側にあるローラ対に挟持されている状態が解消されるまでの所定時間、前記第１の駆動電流を前記パルスモータに供給するものである。

また、本発明に係るシート搬送方法は、搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラに対して前記シートを搬送する中間搬送ローラを駆動するパルスモータに第１の駆動電流を供給して前記中間搬送ローラを加速駆動すると共に、前記第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して前記中間搬送ローラを前記レジストローラと同期した速度で等速駆動する駆動制御ステップと、前記シートの等速での搬送が開始されるタイミングを判定するタイミング判定ステップとを有し、前記駆動制御ステップは、前記タイミング判定ステップにより判定された前記タイミングから、前記シートの後端が前記中間搬送ローラより上流側にあるローラ対に挟持されている状態が解消されるまでの所定時間、前記第１の駆動電流を前記パルスモータに供給することを特徴とするものである。

以上に詳述したように本発明によれば、コストダウンや装置の小型化を妨げることなく、シート搬送時の不具合の発生を抑制することのできる画像形成装置、シート搬送方法およびシート搬送プログラムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態による画像形成装置について説明するための機能ブロック図である。本実施の形態による画像形成装置におけるシート搬送経路等の基本的な構成は、図７および図８にて示した従来の画像形成装置と同様であるため、すでに図７および図８にて示した部分と同一の部分については同一符号を付し、説明は割愛する。

本実施の形態による画像形成装置は、図７にて示したような構成に加え、駆動部１０１、駆動制御部１０２、タイミング判定部１０３、ＣＰＵ１０４およびＭＥＭＯＲＹ１０５を備えてなる構成となっている。

駆動部１０１は、中間搬送モータに相当し、搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラ３７に対してシートを搬送する中間搬送ローラ３８を駆動する役割を有している。以下、本実施の形態では、駆動部１０１はパルスモータであるものとする。

駆動制御部１０２は、駆動部１０１に第１の駆動電流を供給して中間搬送ローラ３８を加速駆動すると共に、第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して中間搬送ローラ３８を等速駆動する役割を有している。

タイミング判定部１０３は、駆動部１０１に第１の駆動電流を供給して中間搬送ローラ３８を加速駆動した後、第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して中間搬送ローラ３８を等速駆動するためのタイミングを判定する役割を有している。

ＣＰＵ１０４は、画像形成装置における各種処理を行う役割を有しており、またＭＥＭＯＲＹ１０５に格納されているプログラムを実行することにより種々の機能を実現する役割も有している。ＭＥＭＯＲＹ１０５は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等から構成されており、画像形成装置において利用される種々の情報やプログラムを格納する役割を有している。

また、駆動制御部１０２は、タイミング判定部１０３により中間搬送ローラ３８を加速駆動するタイミングが終了したと判定された場合に、第１の駆動電流を駆動部１０１に供給する時間を所定時間延長して供給する構成となっている。

続いて、本実施の形態によるシート搬送方法について説明する。図２は、本実施の形態によるシート搬送方法における全体的な処理の流れを示すフローチャートである。

駆動制御部１０２は、搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラ３７に対してシートを搬送する中間搬送ローラ３８を駆動する駆動部１０１に第１の駆動電流を供給して中間搬送ローラ３８を加速駆動する（駆動制御ステップ）（Ｓ１０１）。

タイミング判定部１０３は、駆動部１０１に第１の駆動電流を供給して中間搬送ローラ３８を加速駆動した後、第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して中間搬送ローラ３８を等速駆動するためのタイミングを判定する（タイミング判定ステップ）（Ｓ１０２）。

中間搬送ローラ３８を加速駆動した後、等速駆動するタイミングである（すなわち、中間搬送ローラ３８を加速駆動するタイミングが終了した）と判定された場合（Ｓ１０２，Ｙｅｓ）、駆動制御部１０２は、第１の駆動電流を駆動部１０１に供給する時間を所定時間（例えば、２０ｍｓｅｃ〜２００ｍｓｅｃの間）延長して供給する（駆動制御ステップ）（Ｓ１０３）。

そして、駆動制御部１０２は、当該延長時間終了後、第１の駆動電流よりも小さな第２の駆動電流の駆動部１０１への供給を開始する。

中間搬送ローラ３８を加速駆動した後、等速駆動するタイミングでない（未だ、加速駆動すべきタイミングである）と判定された場合（Ｓ１０２，Ｎｏ）、駆動制御部１０２は、第１の駆動電流を駆動部１０１に対して継続して供給する（Ｓ１０４）。

なお、駆動制御部１０２は、第１の駆動電流を駆動部１０１に供給する時間を、少なくともレジストローラ３７における斜行補正時のシートの撓み（例えば、図８における撓みＡ）がレジストローラ３７の駆動再開によって解消されるまで延長して供給する構成となっている。

なお、上述のレジストローラ３７における斜行補正時のシートの撓みがレジストローラ３７の駆動再開によって解消されるまでの時間とは、中間搬送ローラ３８により搬送されるシート先端が停止したレジストローラ３７手前のレジスト前センサ（不図示）に検知されてから、アライニングのために中間搬送ローラ３８によりシート搬送されて当該シート搬送が停止されるまでレジストローラ３７へ後押しされるシートの搬送距離をＬとすると、当該アライニングを完了した時点から、レジストローラ３７によって当該搬送距離Ｌだけシート搬送するのに要する時間である。

また、上述の駆動制御ステップ（Ｓ１０３）では、搬送されるシートの搬送方向におけるサイズ（例えば、Ａ３、Ａ４など）に応じて、第１の駆動電流を駆動部１０１に供給する時間を延長する時間（所定時間）を変更するようにすることが好ましい。具体的には、駆動制御ステップ（Ｓ１０３）にて、搬送されるシートの搬送方向におけるサイズが大きいほど、所定時間を長くすることが望ましい。

上述のシート搬送方法における各ステップは、ＭＥＭＯＲＹ１０５に格納されているシート搬送プログラムをＣＰＵ１０４に実行させることにより実現されるものである。

図３は、本実施の形態によるシート搬送方法における処理の詳細について説明するためのフローチャートである。

中間搬送ローラ３８の加速駆動時、駆動制御部１０２は、中間搬送モータ（駆動部１０１）に第１の駆動電流Ａ１を供給し、中間搬送ローラ３８の加速駆動を開始する（Ｓ２０１，Ｓ２０２）。

タイミング判定部１０３にて、中間搬送ローラ３８の加速駆動を完了し、等速駆動に移るタイミングであると判定した場合（Ｓ２０３，Ｓ２０４）、当該搬送対象であるシートが上段のカセットＣＴ１（カセット３１に相当）またはＡＤＵ５から搬送されたものかどうかを判定する（Ｓ２０５）。ここで、ＡＤＵ５からの搬送であるか否かを考慮するのは、ＡＤＵ５からシート供給する場合、シート搬送路が急激にカーブする関係上、搬送されるシートが搬送ガイドに巻きついて搬送負荷が増加する場合があることによる。

当該シートが上段のカセットＣＴ１（カセット３１に相当）またはＡＤＵ５から搬送されたものである場合（Ｓ２０５，Ｙｅｓ）、延長時間Ｔｍｉｄｗａｉｔに時間Ｔｍ１を設定する（Ｓ２０６）。一方、当該シートが上段のカセットＣＴ１（カセット３１に相当）またはＡＤＵ５から搬送されたものでない場合（Ｓ２０５，Ｎｏ）、シートを挟持するローラによる搬送抵抗は低いと推定し、延長時間Ｔｍｉｄｗａｉｔに時間Ｔｍ１より短い時間Ｔｍ２を設定する（Ｓ２０７）。そして、駆動制御部１０２は第１の駆動電流の供給を延長時間Ｔｍｉｄｗａｉｔだけ延長させる（Ｓ２０８）。

次に、当該シートのサイズがＬＴ以下、Ａ４−Ｒ以下、Ｂ４以下およびこれら以上のいずれであるかを判定し（Ｓ２０９〜Ｓ２１１）、それぞれのシートサイズに応じた時間Ｔｌ１〜Ｔｌ４の内いずれかを延長時間Ｔｍｉｄｗａｉｔ２に設定する（Ｓ２１２〜Ｓ２１５）。

そして、駆動制御部１０２は第１の駆動電流の供給を延長時間Ｔｍｉｄｗａｉｔ２だけ延長させ（Ｓ２１６）、駆動部１０１に供給する電流を第１の駆動電流Ａ１よりも小さな第２の駆動電流Ａ２に切り替える（Ｓ２１７）。

図４は本実施の形態による画像形成装置におけるレジストローラ３７、中間搬送ローラ３８等におけるシート搬送と、中間搬送モータへの供給電流について説明するためのタイミングチャートであり、図５は従来の画像形成装置における図４と同様な項目を示すタイミングチャートである。

カセットから給紙されたシートは、中間搬送ローラ３８にて給紙搬送速度４２０ｍｍ／ｓｅｃでレジストローラ３７へ向けて搬送される。そして、当該シート先端は、停止したレジストローラ３７のニップ部に突き当てられアライニングが行われる。

駆動制御部１０２は、タイミングｔ１で中間搬送ローラ３８の加速駆動を開始すべく、中間搬送モータに対して第１の駆動電流Ａ１を供給する。そして、タイミング判定部１０３にて加速駆動を完了して等速駆動に移るタイミングｔ２であると判定された場合に、駆動制御部１０２は当該タイミングｔ２から更に時間Ｔｅだけ第１の駆動電流Ａ１を供給する時間を延長し、第１の駆動電流Ａ１をタイミングｔ３まで供給する。

その後、駆動制御部１０２は中間搬送モータに供給する電流を第２の駆動電流Ａ２に変更し、中間搬送ローラ３８をプロセススピードの３４０ｍｍ／ｓｅｃで駆動させる。

続いて、これから片面に対して画像形成されるべく一時待機していた次のシートを、中間搬送ローラ３８にてレジストローラ３７に給紙搬送スピードの４２０ｍｍ／ｓｅｃで搬送する。

そして、シートの片面に対する画像形成処理を２枚分行った後、先に片面に対して画像形成されたシートの画像形成されていない側の面に対して画像形成すべく、反転搬送させ、スイッチバック後も用紙を増速搬送し、ＡＤＵ５の手前でスピードを若干落とし、ＡＤＵスピードの３８５ｍｍ／ｓｅｃでレジストローラまで搬送させる。

なお、図４では、タイミングｔ２、ｔ５、ｔ８およびｔ１１が、駆動部１０１に第１の駆動電流Ａ１を供給して中間搬送ローラ３８を加速駆動した後、第１の駆動電流Ａ１よりも小さな電流（第２の駆動電流）Ａ２を供給して中間搬送ローラ３８を等速駆動するためのタイミングに相当する。ただし、このタイミングにおいて、時間Ｔｅだけ更に第１の駆動電流Ａ１が供給される。このため、タイミングｔ３、ｔ６、ｔ９およびｔ１２が、第１の駆動電流Ａ１よりも小さな電流Ａ２を供給して中間搬送ローラ３８を等速駆動するタイミングとなる。時間Ｔｅは、第１の駆動電流Ａ１を駆動部１０１に供給する時間を延長する所定時間に相当する。図５に比して、本実施の形態による画像形成装置では、第１の駆動電流Ａ１の供給時間が延長されていることが分かる。

図６は、シートに対して両面印刷を行う場合における、電流設定時間と温度上昇との関係を示す図である。

上述のように、本実施の形態では、中間搬送ローラ３８への過負荷による中間搬送モータの脱調の問題を解消すべく、加速駆動のための第１の駆動電流Ａ１の供給時間を時間Ｔｅだけ延長する構成としている。しかし、加速駆動のための第１の駆動電流Ａ１の供給時間を延長することは、中間搬送モータの温度上昇につながり、当該温度が、温度上昇ＮＧ領域まで上昇する場合がある。

そこで、本実施の形態では、加速駆動のための第１の駆動電流Ａ１の供給時間を、温度上昇ＮＧ領域まで中間搬送モータの温度が上昇しない範囲で（中間搬送モータの温度が７０℃を超えない範囲で）、延長させることとしている。図６から、特に搬送負荷の影響が大きいと考えられるＡ３サイズのシートについては、第１の駆動電流Ａ１の供給時間を２０ｍｓｅｃ〜２００ｍｓｅｃ程度延長しても、中間搬送モータの温度上昇が問題とはならないことが分かる。

シート搬送時における搬送負荷としては、給紙ローラや分離ローラによる負荷の方が、ＡＤＵ５における搬送ローラによる負荷よりも大きい。よって、上述の実施の形態の例に限らず、例えば、シート後端が給紙ローラや分離ローラに挟持されている場合とＡＤＵ５における搬送ローラに挟持されている場合とで、流す電流値を異ならせるようにすることも有効である。

このように、本実施の形態では、レジストローラとレジストローラの上流に配置された搬送ローラ（中間搬送ローラ）の給紙搬送の安定化のために、負荷の大きい搬送タイミング時のみ中間搬送ローラのモータ駆動の電流値を所定時間だけアップさせ、用紙搬送の安定化を図ることとしている。

なお、本実施の形態では、シートとしてコピー用紙を採用する場合を例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えばＯＨＰフィルム等を採用することもできることは言うまでもない。

本実施の形態では装置内部に発明を実施する機能が予め記録されている場合で説明をしたが、これに限らず同様の機能をネットワークから装置にダウンロードしても良いし、同様の機能を記録媒体に記憶させたものを装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ等プログラムを記憶でき、かつ装置が読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であっても良い。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能は装置内部のＯＳ（オペレーティング・システム）等と共働してその機能を実現させるものであってもよい。

以上、本実施の形態によれば、中間搬送ローラ３８よりも上流側に配置される搬送ローラ３６ａ等の駆動にクラッチを用いる構成において、むやみに中間搬送モータのサイズを大きくすることなく、且つ画像形成装置全体としての小型化を妨げることなく、中間搬送モータの脱調の発生を抑制することができる。ひいては、用紙搬送が安定し、中間搬送モータの温度上昇にも余裕を持つ画像形成装置を実現することができる。また、シートの片面に対してのみ画像形成する場合や、シート両面に対して画像形成する場合におけるシート搬送の安定性や、生産性を維持することができる。

本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。

本実施の形態による画像形成装置について説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態によるシート搬送方法における全体的な処理の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態によるシート搬送方法における処理の詳細について説明するためのフローチャートである。 本実施の形態による画像形成装置におけるレジストローラ３７、中間搬送ローラ３８等におけるシート搬送と、中間搬送モータへの供給電流について説明するためのタイミングチャートである。 従来の画像形成装置における図４と同様な項目を示すタイミングチャートである。 シートに対して両面印刷を行う場合における、電流設定時間と温度上昇との関係を示す図である。 従来の画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 レジストローラ手前におけるシート搬送について説明するための図であり、図７における破線で囲まれた部分の拡大図である。

符号の説明

１０１ 駆動部、１０２ 駆動制御部、１０３ タイミング判定部、１０４ ＣＰＵ、１０５ ＭＥＭＯＲＹ。

Claims (5)

1. 搬送されるシートを搬送するローラを駆動するパルスモータと、
   前記パルスモータに第１の駆動電流を供給して前記ローラを加速駆動すると共に、前記第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して前記ローラを等速駆動する駆動制御部と、
   前記シートの等速での搬送が開始されるタイミングを判定するタイミング判定部とを有し、
   前記駆動制御部は、前記タイミング判定部により判定された前記タイミングから、前記シートの後端が前記中間搬送ローラより上流側にあるローラ対に挟持されている状態が解消されるまでの所定時間、前記第１の駆動電流を前記パルスモータに供給する画像形成装置。
2. 搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラに対して前記シートを搬送する中間搬送ローラを駆動するパルスモータと、
   前記パルスモータに第１の駆動電流を供給して前記中間搬送ローラを加速駆動すると共に、前記第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して前記中間搬送ローラを前記レジストローラと同期した速度で等速駆動する駆動制御部と、
   前記シートの等速での搬送が開始されるタイミングを判定するタイミング判定部とを有し、
   前記駆動制御部は、前記タイミング判定部により判定された前記タイミングから、前記シートの後端が前記中間搬送ローラより上流側にあるローラ対に挟持されている状態が解消されるまでの所定時間、前記第１の駆動電流を前記パルスモータに供給する画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記駆動制御部は、搬送される前記シートの搬送方向におけるサイズに応じて、前記所定時間を変更する画像形成装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記駆動制御部は、搬送される前記シートの搬送方向におけるサイズが大きいほど、前記所定時間を長くする画像形成装置。
5. 搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラに対して前記シートを搬送する中間搬送ローラを駆動するパルスモータに第１の駆動電流を供給して前記中間搬送ローラを加速駆動すると共に、前記第１の駆動電流よりも小さな電流を供給して前記中間搬送ローラを前記レジストローラと同期した速度で等速駆動する駆動制御ステップと、
   前記シートの等速での搬送が開始されるタイミングを判定するタイミング判定ステップとを有し、
   前記駆動制御ステップは、前記タイミング判定ステップにより判定された前記タイミングから、前記シートの後端が前記中間搬送ローラより上流側にあるローラ対に挟持されている状態が解消されるまでの所定時間、前記第１の駆動電流を前記パルスモータに供給するシート搬送方法。

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