JP4440146B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置においては、印刷用紙の表面のみに印刷して裏面には印刷せずそのまま排紙する片面制御と、印刷用紙の表面のみに印刷して裏面には印刷せず表裏が逆のままページ順に排紙するもう一つの片面印刷制御と、表面の印刷が完了した後に排紙せず自動両面装置(ADU)を通過させた後に再給紙して裏面にも印刷して排紙する両面印刷制御とが行なわれる。

上述のような制御に伴う種々の条件を満足させるために下記のような印刷用紙の搬送に係る3つのスピードを各工程の必要性に合わせて設定している。すなわち、
(1)給紙スピード=給紙時に給紙カセットからレジストローラまで印刷用紙を搬送するためのスピードと、
(2)プロセススピード=例えば、感光体ドラムなどを用いて印刷(転写による印字)を行なうスピードと、
(3)ADUスピード=ADUからの再給紙スピードとである。

従来の画像形成装置において、上述のスピードを各印刷工程の条件に適合するように、理想的に設定するためには、例えば、印刷用紙を一緒に搬送している全てのローラを多段速度で駆動できるように複数のクラッチを用いたり、スピードを自在に変えることができるようにパルスモータを用いたりすれば不可能ということではないが、多大なコストがかかるという問題がある。そこで、図6に示すように、画像形成装置の用紙搬送路150およびADU170の用紙排出が合流する用紙排出口と、レジストローラ111との間にパルスモータ駆動の中間搬送ローラ112(基本的には単数であるが、複数あってもよい)を配置し、上述の3つのスピードに合わせた3速制御による印刷用紙の搬送を行なっている。

なお、図6に示されている従来例においては、給紙カセット161,162,〜に収納された印刷用紙は、ピックアップローラ141c,142c,〜にピックアップされ、給紙ローラ141a,142a,〜および分離ローラ141b,142b,〜によって一枚ずつ用紙搬送路150に送り出される。用紙搬送路150に送り出された印刷用紙は、第1,第2,〜の搬送ローラ151,152,〜によって給紙スピード(この例では、420mm/sec)で搬送され、さらに、中間搬送ローラ112の搬送(420mm/sec)を受け、レジストローラ111に到達する。

印刷用紙は、レジストローラ111に到達したところで、アライニング制御を受け、その後に、レジストローラ111と、中間搬送ローラ112とによって、感光体ドラム110と、転写ベルト120との間の転写ニップにプロセススピード(340mm/sec)で送り込まれ、表面にトナー画像の転写を受け、定着装置に送り込まれてトナー画像の定着が行なわれる。両面印刷のような場合には、表面の印刷および定着が終了した印刷用紙はADU170によって反転され、中間搬送ローラ112を介してレジストローラ111に向けてADU再給紙スピード(385mm/sec)で再給紙され、裏面へのトナー画像の印刷および定着が行なわれ、排紙される。この3速制御を示しているのが図7の速度線図である。

しかし、上述の画像形成装置において、給紙カセットから転写ニップに向けて搬送する印刷用紙のサイズが大きい場合(A3,LD)、例えば、図6に示すように、印刷用紙アライニング制御が終了した時点において印刷用紙の後端が給紙/分離ローラから抜けきっていない状態が発生する(図6では、給紙ローラ142a/分離ローラ142bによって長さDSだけ抜け切っていない)。このような場合、第1,第2の搬送ローラ151,152のクラッチ151c,152c(図7参照)が“オフ”状態であっても、給紙ローラ142a/分離ローラ142bにはさまれていることによる負荷(トルク負荷が0.45〜0.5mNm)が大きく、中間搬送ローラを駆動するパルスモータなどの脱調を引き起こす恐れがある。

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、印刷に使用する印刷用紙のサイズが大きく、印刷用紙のアライニング制御が終了した時点においても、印刷用紙の後端部分が給紙/分離ローラに挟まれて抜けきっていない状態において、中間搬送ローラおよびレジストローラによる印刷用紙の搬送を再開する場合に、印刷用紙の後端部分における給紙/分離ローラによる負荷を軽減して、印刷用紙の搬送を良好に行なわせることができる経済的な画像形成装置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、搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラに対してシートを搬送する中間搬送ローラよりも搬送方向上流側に配置される搬送ローラの駆動制御を行う駆動制御部と、前記レジストローラにおける斜行補正後、前記レジストローラが前記斜行補正されたシートの搬送を開始す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前記レジストローラが前記斜行補正されたシートの搬送を開始する所定のタイミングであると判定された場合に、前記搬送ローラを前記所定のタイミングから所定時間だけ駆動させる構成となっている。

以上に詳述したように本発明によれば、レジストローラによる印刷用紙搬送再開時に印刷用紙の後端部分が給紙ローラおよび分離ローラに挟まれ、用紙搬送に負荷を与えていたとしても、搬送ローラがこの負荷を除去し、中間搬送ローラなどの用紙搬送を良好なものとすることができる。したがって、中間搬送ローラの駆動は小型のパルスモータでもよく経済的である。

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の全体構成を示す断面図である。
図1の画像形成装置100は、感光体ドラム10を含むトナー画像形成部と、感光体ドラム10に形成されたトナー画像を印刷用紙(シート)の上に転写させる転写ベルト20と、トナー画像が転写され、転写ベルト20によって運ばれてくる印刷用紙のトナー画像を印刷用紙に定着させる定着装置30と、画像形成装置100における各種処理を行う制御部(CPU等から構成される)104と、ROMやRAM等から構成され装置において利用される各種データおよびプログラムを格納するMEMORY105とを有する。

さらに、画像形成装置100は、各サイズの印刷用紙を保持する複数の給紙カセットと、それらの給紙カセットから印刷用紙を引き出し、一枚ずつ順次に用紙搬送路50に送り出す給紙機構と、給紙機構から送り出された印刷用紙について用紙搬送路50を経由してアライニング位置に給紙スピード(この例では、420mm/sec)で搬送し、アライニング制御の後、さらに、感光体ドラム10と転写ベルト20との間の転写ニップに向けてプロセススピード(この例では、340mm/sec)で印刷用紙を送り込む用紙搬送機構と、片面印刷済みの印刷用紙を表裏反転させ、中間搬送ローラ12と協働して、アライニング位置に向けてADUスピード(再給紙スピード;この例では、385mm/sec)で再給紙する自動両面装置70(例えば、スタックレスのADU70)とを有する。

上述の給紙機構は、給紙カセット61,62,63,64と、ピックアップローラ41c,42c,43c,44cと、給紙ローラ41a,42a,43a,44aと、分離ローラ41b,42b,43b,44bとから構成され、用紙搬送機構は、第1,第2,第3,第4の搬送ローラ51,52,53,54と、中間搬送ローラ12と、レジストローラ11とから構成されている。この場合、中間搬送ローラ12は、パルスモータを駆動源にしており、CPU(制御部)104は中間搬送ローラ12について少なくとも3種類の速度で駆動制御できるようになっている。

第1,第2,第3,第4の搬送ローラ51,52,53,54については、クラッチを介して安価な通常のモータ(例えばサーボモータなど)で駆動することによって原価低減を図っている。自動両面装置70は、両面印刷制御などの場合に、ルート32,33,71を経由して送られてくる表裏が反転された印刷用紙を中間搬送ローラ12と協働してADUスピードでレジストローラ11に向けて再給紙する。したがって、中間搬送ローラ12は、それぞれの処理に対応して、給紙スピード、プロセススピード、ADUスピードの3つの速度で作動できるように制御される。

図2は、本実施の形態による画像形成装置における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は、駆動制御部101、タイミング判定部102およびシートサイズ判定部103を備えてなる構成となっている。

駆動制御部101は、搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラ11に対してシートを搬送する中間搬送ローラ12よりも搬送方向上流側に配置される搬送ローラの駆動制御を行う役割を有している。ここで、中間搬送ローラ12よりも搬送方向上流側に配置される搬送ローラとは、例えば搬送ローラ51〜54、給紙ローラ41a〜44a、分離ローラ41b〜44b、ピックアップローラ41c〜44cなどが該当し、これらのローラのうち少なくとも1つの駆動制御を行う。

タイミング判定部102は、レジストローラ11における斜行補正後、レジストローラ11が斜行補正されたシートの搬送を開始するタイミングを判定する役割を有している。

シートサイズ判定部103は、レジストローラ11における斜行補正の対象となるシートのシート搬送方向におけるサイズを判定する役割を有している。シートのシート搬送方向におけるサイズに関する情報は、当該シートを供給した給紙カセットや、そのシートに対して形成される画像の情報における用紙設定情報などから取得することができる。

また、駆動制御部101は、シートサイズ判定部にてレジストローラ11における斜行補正の対象であるシートが所定のサイズよりも大きいと判定されたとき、タイミング判定部によりレジストローラ11が斜行補正されたシートの搬送を開始する所定のタイミングであると判定された場合に、搬送ローラを所定のタイミングから所定時間だけ駆動させる役割を有している。ここでの搬送ローラとは、上述と同様に、搬送ローラ51〜54、給紙ローラ41a〜44a、分離ローラ41b〜44b、ピックアップローラ41c〜44cなどが該当し、これらのローラのうち少なくとも1つを意味する。

続いて、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について説明する。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について説明するためのフローチャートである。

駆動制御部101は、搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラ11に対してシートを搬送する中間搬送ローラ12よりも搬送方向上流側に配置される搬送ローラの駆動制御を行う(駆動制御ステップ)(S801)。

シートサイズ判定部103は、レジストローラ11における斜行補正の対象となるシートのシート搬送方向におけるサイズを判定する(シートサイズ判定ステップ)(S802)。

タイミング判定部102は、レジストローラ11における斜行補正後、レジストローラ11が斜行補正されたシートの搬送を開始するタイミングを判定する(タイミング判定ステップ)(S803)。ここでは、上述のようなシート搬送のタイミングについて規定するタイミングチャートに関するデータがMEMORY105に格納されている。

駆動制御部101は、シートサイズ判定ステップにてレジストローラ11における斜行補正の対象であるシートが所定のサイズよりも大きいと判定されたとき、タイミング判定ステップによりレジストローラ11が斜行補正されたシートの搬送を開始する所定のタイミングであると判定された場合に、搬送ローラを所定のタイミングから所定時間だけ駆動させる(駆動制御ステップ)(S804)。

ここでの所定サイズよりも大きいシートとは、例えばA3サイズのシート等を意味している。また、ここでの所定時間とは、所定のタイミングにおいて斜行補正されたシートの後端がシート搬送路に対してシートを供給する分離ローラに挟持された状態である場合に、該シートの後端が所定のタイミングから分離ローラに挟持された状態から抜け出すまでに要する時間を意味している。

ここでは、シートサイズ判定ステップ(S802)の後にタイミング判定ステップ(S803)を行う構成としているが、これに限られるものではなく、タイミング判定ステップの後にシートサイズ判定ステップを行う、或いは両ステップを同時に行うようにすることもできる。

なお、上述のシート搬送方法における各ステップ(S801〜S804)の処理は、MEMORY105に格納されたシート搬送プログラムをCPU104にて実行させることにより実現されるものである。

図4は、図1の画像形成装置におけるサイズの大きい印刷用紙のアライニング制御時の状態を示す断面図、図5は、図1の画像形成装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
上述のように構成されている画像形成装置100において、図6で示されたような問題が発生した場合に、画像形成装置100の制御部の制御によって、この問題がどのように解決されるかを示す動作例について図1,図4および図5を参照して説明する。図5に示される時刻t1に搬送ローラ51〜54を駆動する給紙モータが作動を開始し、第1,第2の搬送ローラ51,52のクラッチ51c,52c(図5参照)が“オン”になり、第1,第2の搬送ローラ51,52は、給紙スピードで用紙搬送を行なう。時刻t6には、中間搬送SWも“オン”になり、第1,第2の搬送ローラ51,52は、時刻t6〜t9までは中間搬送ローラ12と協働して印刷用紙(大きいサイズ)をアライニングの位置(レジスト前SW“オン”;時刻t8)に搬送する。なお、中間搬送SWとは中間搬送ローラ12をシート先端が通過したか否かを判定するためのセンサであり、レジスト前SWとはレジストローラ11直前までシートが到達したことを検知するためのセンサである。

時刻t8〜t9において、アライニング制御が行なわれる。このアライニング制御が終了し、時刻t9にクラッチ51c,52cが“オフ”にされる。時刻t10において、レジストローラ11と中間搬送ローラ12とでアライニング制御済みの印刷用紙を感光体ドラム10と転写ベルト20との間の転写ニップに向けてプロセススピードで送り込もうとする。この送り込み開始の時刻t10〜t11の間において、第1,第2の搬送ローラ51,52のクラッチ51c,52cが“オン”になり、図4のように給紙ローラ42aと分離ローラ42bとの間に挟み込まれている印刷用紙の後端を引き出す方向に力を加え、レジストローラ11と中間搬送ローラ12とによる用紙搬送に対して後押し制御を行なう。

上述の場合、図4のように給紙ローラ42aと分離ローラ42bとの間に挟み込まれて抜け出していない長さDSは、A3サイズの印刷用紙で約15mm、LDサイズの印刷用紙で約27mmである。この距離が給紙ローラ42aと分離ローラ42bとの間から抜け出すのに必要で最少な時間(所定時間に相当)は、
A3用紙の場合、15mm/420(mm/sec)=35.7msecとなり、クラッチ連結の遅れを考慮すると約55mmsecとなる。
LD用紙の場合、27mm/420(mm/sec)=64.2msecとなり、クラッチ連結の遅れを考慮すると約85mmsecとなる。
したがって、後押し制御の時間は、印刷用紙が収納されている給紙カセットの位置や印刷用紙のサイズに応じて決めなければならない。決めた内容は、MEMORY105に格納しておき、制御部が後押し制御に用いればよい。

上述したことから明らかなように、時刻t10〜t11の間において、第1,第2の搬送ローラ51,52は、レジストローラ11と中間搬送ローラ12とによるプロセススピードの印刷用紙の搬送を給紙スピードで後押し制御することにより、給紙ローラ42aと分離ローラ42bとの挟み込みによる負荷をレジストローラ11と中間搬送ローラ12とから取り除き、モータの脱調を防いでいる。このことから、中間搬送ローラ12の駆動源であるパルスモータが小型のものでも良いことになり、ひいては、画像形成装置100の原価を低減することができる。印刷用紙の後端が給紙ローラ42aと分離ローラ42bとの間から抜けた後も、レジストローラ11と中間搬送ローラ12とによるプロセススピードの印刷用紙の搬送は時刻t14まで続き、時刻t14において当該の印刷用紙に対する印刷が終了する。

時刻t15には、給紙カセット62から送り出される次の印刷用紙の搬送を開始する。その印刷用紙の後押し制御は、時刻t20〜t21において行なわれている。また、時刻t23〜t29においては、ADU70からの再給紙が行なわれ、時刻t28〜t29においてアライニング制御が行なわれている。この例では、ADU70からの再給紙に対しては後押し制御を行なわずに、時刻t31〜t35においてプロセススピードで搬送し印刷をおこなっている。時刻t36〜t39において、給紙スピードで3枚目の給紙カセット62からの用紙搬送を行い、時刻t40〜t41で後押し制御を行なっている。なお、ここでは、時刻t10、t20およびt40が、レジストローラ11が斜行補正されたシートの搬送を開始する所定のタイミングに相当する。

以上説明したように、この画像形成装置100においては、給紙カセットからの用紙搬送路50の排出口およびその排出口に合流するADU70の排出口と、レジストローラ11との間にパルスモータ駆動の中間搬送ローラ12を配置したことで、給紙スピード、プロセススピード、ADUスピードの3つの速度に対応できる3速制御を可能にしている。そして、従来のものと大きく異なる点は、図5と図7とを比較すれば明確であるように、本発明の実施の形態においては、給紙カセットから搬送された印刷用紙を転写のためにプロセススピードで用紙搬送をする場合に、用紙搬送開始の短時間の期間において後押し制御を実行していることである。

上述したような画像形成装置100において、大きなサイズの印刷用紙を給紙カセットから供給した場合に発生する給紙ローラと分離ローラとの負荷も搬送ローラの短時間の駆動により取り除くことができ、中間搬送ローラ12を駆動するパルスモータを大きくする必要を無くしている。同様な理由で、中間搬送ローラ12を駆動するパルスモータ以外のモータについては普通のものでよいようにしている。したがって、画像形成装置100は、そのコストを下げ経済的に製造することができる。

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。

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。

この発明の画像形成装置の実施の形態を示す断面図である。 本実施の形態による画像形成装置における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処理について説明するためのフローチャートである。 図1の画像形成装置におけるサイズの大きい印刷用紙のアライニング制御時の状態を示す断面図である。 図1の画像形成装置の動作を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いて発生する問題を説明するための断面図である。 図6の画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

10 感光体ドラム、11 レジストローラ、12 中間搬送ローラ、20 転写ベルト、30 定着装置,31 印刷済み用紙排出口、32,33,71 再給紙の搬送路、41a,42a,43a,44a 給紙ローラ、41b,42b,43b,44b 分離ローラ、41c,42c,43c,44c ピックアップローラ、50 用紙搬送路、51 第1の搬送ローラ、52 第2の搬送ローラ、53 第3の搬送ローラ、54 第4の搬送ローラ、61,62,63,64 給紙カセット、70 自動両面装置(ADU)、100 画像形成装置。

Claims (7)

  1. 搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラと、
    前記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と、
    前記中間搬送ローラよりも搬送方向上流側に配置される搬送ローラと、
    停止している前記レジストローラへ前記シートを第1速度で搬送して再び停止するよう前記中間搬送ローラと前記搬送ローラとを制御して前記レジストローラに前記斜行補正をさせ、前記斜行補正をさせた後に前記レジストローラが前記斜行補正された該シートを前記第1速度とは異なる第2速度で搬送し始めるときに該シートを前記第2速度で搬送するよう前記中間搬送ローラと前記搬送ローラとを制御する駆動制御部と、
    を備える画像形成装置。
  2. 搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラと、
    前記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と、
    前記中間搬送ローラよりも搬送方向上流側に配置される搬送ローラと、
    前記斜行補正の対象となるシートの前記搬送方向におけるサイズを判定するシートサイズ判定部と、
    停止している前記レジストローラ前記シートを第1速度で搬送して再び停止するよう前記中間搬送ローラと前記搬送ローラとを制御して前記レジストローラに前記斜行補正をさせ、前記シートサイズ判定部にて前記斜行補正の対象であるシートが所定のサイズよりも大きいと判定された場合、前記斜行補正をさせた後に、前記レジストローラが前記斜行補正されたシートを前記第1速度とは異なる第2速度で搬送し始めるときに該シート前記第2速度で搬送するよう前記中間搬送ローラと前記搬送ローラ制御する駆動制御部と、
    を備える画像形成装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の画像形成装置において、
    前記搬送ローラよりも搬送方向上流側に配置され前記搬送ローラへ前記シートを供給する分離ローラを更に備え、
    前記駆動制御部は、前記斜行補正をさせた後に前記レジストローラが前記斜行補正された該シートを前記第2速度で搬送し始めるときに、前記斜行補正されたシートの後端が前記分離ローラに挟持された状態である場合に、該シートの後端が前記分離ローラに挟持された状態から抜け出すまでに要する時間、該シートを搬送するよう前記中間搬送ローラと前記搬送ローラとを制御する画像形成装置。
  4. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記第2速度は、前記第1速度より遅い速度である画像形成装置。
  5. 搬送されるシートの斜行補正を行うレジストローラと、
    前記レジストローラに対して前記シートを搬送する搬送ローラと、
    停止している前記レジストローラへ前記シートを第1速度で搬送して再び停止するよう前記搬送ローラを制御して前記レジストローラに前記斜行補正をさせ、前記斜行補正をさせた後に前記レジストローラが前記斜行補正された該シートを前記第1速度とは異なる第2速度で搬送し始めるときに該シートを前記第2速度で搬送するよう前記搬送ローラを制御する駆動制御部と、
    を備える画像形成装置。
  6. 停止しているレジストローラシートを第1速度で搬送して再び停止するよう中間搬送ローラと該中間搬送ローラよりも搬送方向上流側搬送ローラを制御して前記レジストローラに斜行補正をさせ、
    前記斜行補正をさせた前記レジストローラが前記斜行補正されたシートを前記第1速度とは異なる第2速度で搬送し始めるときに該シートを前記第2速度で搬送するよう前記中間搬送ローラと前記搬送ローラ制御するシート搬送方法。
  7. 停止しているレジストローラシートを第1速度で搬送して再び停止するよう中間搬送ローラと該中間搬送ローラよりも搬送方向上流側搬送ローラを制御して前記レジストローラに斜行補正をさせ、
    前記斜行補正の対象となるシートの前記搬送方向におけるサイズを判定
    前記斜行補正の対象であるシートが所定のサイズよりも大きいと判定した場合前記斜行補正をさせた後に、前記レジストローラが前記斜行補正されたシートを前記第1速度とは異なる第2速度で搬送し始めるときに該シートを前記第2速度で搬送するよう前記中間搬送ローラと前記搬送ローラ制御するシート搬送方法。
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