JP4484720B2 - 画像形成装置の給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置の給紙装置に関し、印刷装置等において給紙のタイミングを調整する技術に係るものである。

従来、この種の技術には、図１３〜図１４に示すものがある。図１３〜図１４において、メインモータ（図示省略）による給紙カム１の回転に対してリンク２に設けたカムフォロア３が従動し、リンク２ａ、２ｂがタイミングセグメント４を支軸５の廻りで往復運動させる。

タイミングセグメント４にはタイミングローラ６の一端に設けたピニオンギヤ７が噛合しており、タイミングセグメント４の往動時にタイミングローラ６が回転し、タイミングローラ６とガイドロール８とにより給紙を行う。タイミングセグメント４の復動時に、タイミングローラ６はタイミングローラ６に設けた逆止めバネ（バネクラッチ）７の働きによって回転しない。

この構成における給紙カム１の回転角度とタイミングローラ６が送り出す用紙の紙送り長さとの関係を図１５に示す。図１５において、各動作曲線ａ、ｂ、ｃに示すように、給紙カム１の初期回転角度においてはタイミングローラ６が回転せず、用紙も搬送されない。

通常は、動作曲線ａに示すように、初期回転角度を過ぎた給紙カム１の回転角度Ｓ１において、タイミングセグメント４が回動し、ピニオンギヤ７を介してタイミングローラ６を回転駆動し、タイミングローラ６およびガイドロール８の回転に伴って用紙が搬送される。そして、給紙カム１が所定位置まで回転した回転角度Ｓ２で、用紙が印刷ドラム（図示省略）の下に達する。用紙を所定距離（ここでは１０ｍｍ）搬送した後に、ガイドロール８がタイミングローラ６から離間し、以後は印刷ドラム（図示省略）とプレスロール（図示省略）により用紙が搬送される。

ガイドロール８が離間した後も、タイミングローラ６は給紙カム１の回転によって回転し、給紙カム１が搬送動作の終点となる回転角度に達して送り終わりの状態となるとタイミングローラ６の回転が停止する。給紙カム１がさらに回転するとタイミングセグメント４が復動する。

次に、用紙に対する印刷位置の調整について説明する。上記した構成において、一方のリンク２ａを支持する給紙セグメント９が上方（矢印ａの方向）に移動すると、給紙カム１の摺動面上におけるカムフォロア３の始点位置が上方（矢印ｂの方向）に移動し、タイミングローラ１４の回転開始時が早くなる。

このときタイミングローラ６は動作曲線ｃのように動き、タイミングローラ１４が回転し始める給紙カム１の回転角度（Ｓ１’）、および用紙が印刷ドラム（図示省略）の下に達する給紙カム１の回転角度（Ｓ２’）が小さくなり、給紙のタイミングが印刷のタイミングに対して早くなり、用紙の紙面に印刷する画像が用紙の地側に移動する。

次に、一方のリンク２ａを支持する給紙セグメント９が下方（矢印ｃの方向）に移動すると、給紙カム１の摺動面上におけるカムフォロア３の始点位置が下方（矢印ｄの方向）に移動し、タイミングローラ６の回転開始時が遅くなる。

このときタイミングローラ６は動作曲線ｂのように動き、タイミングローラ１４が回転し始める給紙カム１の回転角度（Ｓ１”）、および用紙が印刷ドラム（図示省略）の下に達する給紙カム１の回転角度（Ｓ２”）が大きくなり、用紙の搬送を開始する給紙のタイミングが印刷を開始（版胴等の回転）するタイミングに対して遅延し、用紙の紙面に印刷する画像が用紙の天地方向（搬送方向）において天側に移動する。

また、他の技術として、例えば特許文献１に開示するものがある。これは、画像形成用ドラムへ画像担持用紙を送り込む給紙経路の途中にタイミングローラを設け、間欠駆動手段によってタイミングローラを所定の回転位相に亙って回転駆動し、画像形成用ドラムの回転に同期して回転駆動される遊星歯車装置によって間欠駆動手段へ回転力を伝達し、可変設定手段によって遊星歯車装置の反力部材の固定位置をその回転方向に可変設定するものであり、遊星歯車装置の反力部材の固定位置がその回転方向に可変設定されることによって画像形成用ドラムの回転位相に対するタイミングローラの回転開始タイミングが変化し、印刷位置の天地調節が行われる。

また、特許文献２に開示するものでは、印刷装置において、給紙手段の給紙部材の給紙軸を駆動する中間駆動軸と、中間駆動軸を中心とした円周上と、中間駆動軸に回動可能に支持して設けたブラケットとにプーリを設け、各プーリに係合して駆動プーリの回転を伝達するベルトを設けており、ブラケットを回動させて版胴駆動軸に対する中間駆動軸の回転角位相を変化させることで、給紙手段の給紙タイミングを調整して印刷位置の天地を調整する。
特公平５−８３４６０号 特開平９−６６６５７号

しかし、特許文献１および特許文献２における構成では、多くの構成部品を必要とする複雑な構造となり、部品の製作、および組み立てが煩雑となり、製造コストが高くなる。また、図１３〜図１４に示した構成では、特許文献１および特許文献２の構成に比べて、部品点数が少ない簡略な構造である。しかし、給紙のタイミング調整が給紙カムの摺動面上におけるカムフォロアの始点位置の変更により行われるので、実際の動作においては別途の補正操作の制御が必要であった。

つまり、給紙セグメント９が移動することにより、給紙セグメント９に軸着するリンク２ａの支軸と、カムフォロア３の支軸と、給紙カム１の回転軸と、タイミングセグメント４に軸着するリンク２ｂの支軸との相対位置が変化し、リンク２がタイミングセグメント４を押圧する角度が変化し、リンク２の移動量に対するタイミングセグメント４の回転角度（回転速度）が変化する。

このため、カムフォロア３の始点位置が給紙カム１の摺動面上の基準位置から給紙のタイミングを遅らせる方向に移動する場合における給紙のタイミングの調整量ｔ１（図１５参照）と、カムフォロア３の始点位置が給紙カム１の摺動面上の基準位置から給紙のタイミングを早める方向に移動する場合における給紙のタイミングの調整量ｔ２（図１５参照）が異なり、給紙セグメント９の移動距離が同じであっても、紙面上における画像の天地方向の位置調整寸法は異なるものとなるので、給紙セグメント９の調整量を補正する補正操作の制御を必要とする。

また、図１５の各動作曲線に示すように、用紙の紙送り長さが給紙セグメント９の回転角度に対して直線的に変化せず、搬送途中において搬送速度が変化していた。
本発明は上記した課題を解決するものであり、多くの構成部品を必要としない簡略な構造において、給紙のタイミング調整が補正による制御を必要とせずに行える画像形成装置の給紙装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置の給紙装置は、画像担持体に形成した画像を記録用紙に転写する画像形成装置において、画像担持体へ記録用紙を搬送する給紙経路の途中に設けたタイミングローラと、画像担持体の回転に伴って回転する回転軸に同期して前記回転軸の軸心廻りに回転するカム板と、カム板の摺動面上を転動するカムフォロアと、カムフォロアに連結した一対のリンクと、一方のリンクに連結し、タイミングローラ軸に設けられたピニオンギヤに噛合して前記回転軸の軸心廻りに回動する間欠駆動手段と、他方のリンクに連結し、前記回転軸の軸心廻りに回動可能に設ける給紙タイミング調整部材とを備えたものである。

上記した構成において、給紙タイミング調整部材を回転軸の軸心廻りで所定位置に設定する状態で、画像担持体の回転に伴って回転軸が回転すると、回転軸に同期してカム板が回転し、カム板の摺動面上でカムフォロアが従動し、カムフォロアの従動によるリンク運動によって間欠駆動手段が回動してピニオンギヤを介してタイミングローラを回転駆動する。

カム板が初期位置に停止する待機状態で、給紙タイミング調整部材を回転軸の軸心廻りで回動して他方のリンクを移動させると、他方のリンクの移動に伴ってカムフォロアおよび一方のリンクが移動し、カム板の摺動面上におけるカムフォロアの始点位置が移動する。給紙タイミング調整部材の回動によりカムフォロアの始点位置を変更することで、間欠駆動手段の回動開始タイミングが遅延もしくは早くなり、タイミングローラによる給紙タイミングが調整される。

以上のように本発明によれば、他方のリンクの移動に伴うカムフォロアおよび一方のリンクの移動に際し、回転軸の軸心廻りに給紙タイミング調整部材および間欠駆動手段が回動し、これらの構成部材の相対的な位置関係がほとんど変わらず、間欠駆動手段の回転速度が一定であるので、カムフォロアの始点位置がカムの摺動面上の基準位置から給紙のタイミングを遅らせる方向に移動する場合と、基準位置から給紙のタイミングを早める方向に移動する場合とにおいて、基準位置からの移動距離が同じである時は、紙面上における画像の天地方向の位置調整寸法が同じとなり、補正操作の制御を必要としない。このため、多くの構成部品を必要としない簡略な構造において、給紙のタイミング調整が補正による制御を必要とせずに行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。はじめに、本願発明を適用可能な画像形成装置について説明する。図１０において、孔版印刷装置１０は、画像読取部２０、製版給版部３０、排版部４０、給紙台部５０、画像担持体をなす印刷ドラム部６０、排紙台部７０、排紙部８０などの機構部を有する。

画像読取部２０は、自動原稿供給装置２３が内蔵された原稿押さえ板２２が、装置本体１２に固定された原稿台２４に、開閉自在に支持されている。原稿台２４内には、原稿台ガラス２５を通して原稿画像を読み取るため、照明用の原稿ランプ２６、光路折り曲げ用のミラー２７、ＣＣＤ（受光素子）２８などが配置されている。

照明ランプ２６及びミラー２７は、原稿台ガラス２５上に置かれた原稿を読み取るときには、不図示の駆動装置により、光路長を一定に保ちながら移動する。自動原稿供給装置２３を用いる場合には、照明ランプ２６及びミラー２７が図示した所定位置に静止した状態で、原稿画像を読み取る。

製版給版部３０は、ロール状の原紙３２を、サーマルヘッド３４で加熱穿孔して製版した後、所定寸法に切断して、印刷ドラム部６０の印刷ドラム６２に装着する。
印刷ドラム部６０は、印刷ドラム６２と、印刷ドラム６２の内周面にインクを塗布するためのインク供給機構（インクローラ６４など）とを備え、装置本体１２に着脱できるように一体的に構成されている。

排版部４０は、印刷ドラム６２に装着された孔版原紙を剥がし、排版ロール４２として巻き上げる。給紙台部５０は、給紙台５４に載置された用紙５２を、給紙ローラ５６及びさばき板５８により、上から１枚ずつ分離する。

分離された用紙は、装置本体１２内のガイドローラ１３とタイミングローラ１４により、所定のタイミングで印刷ドラム６２の下に送られ、プレスローラ１５によって印刷ドラム６２側に押圧され、印刷される。印刷された用紙は、排紙部８０から排紙台部７０へ搬送される。

排紙部８０は、排紙ベルト８２とファンユニット８４とを備える。排紙ベルト８２は、上側部分が用紙搬送経路に沿って移動するように循環する。排紙ベルト８２には多数の貫通孔（図示せず）が形成され、排紙ベルト８２の下方には、空気を吸引するファンユニット８４が配置されている。ファンユニット８４の吸引により、排紙ベルト８２の貫通孔を介して、印刷された用紙を排紙ベルト８２に吸着する。吸着された用紙は、排紙ベルト８２の循環に伴って、紙受台部７０へ搬送される。

排紙部８０の上方には、印刷された用紙が印刷ドラム６２（厳密には、印刷ドラム６２に装着された孔版原紙）から剥がれるのを促進するために、用紙に引っ掛かる紙剥がし爪１６や、印刷ドラム６２と用紙との間に空気を吹き付ける剥離ファン１７が設けられている。

排紙台部７０は、装置本体１２から排出された用紙を紙受台７２上の所定位置に揃えて載置するために、用紙先端に当接する止めガイド板７６と、用紙両側を揃える一対の幅ガイド板７４とを備える。ガイド板７４，７６は、用紙に対して接離する方向に往復移動し、排紙ベルト８２から排出された用紙を用紙寸法に対応する位置に移動させ、排紙台７２上に整列して積載されるようにする。

本発明を適用可能な他の画像形成装置としては図１１に示すものがある。図１１において、先に図１０に示したものと同様の構成には同符号を付して説明を省略する。本構成においては、画像担持体をなす孔版装着体９０が下部ローラ９１と上部ローラ９２の間にスクリーン９３を掛け渡してなり、製版した孔版原紙を孔版装着体９０に装着する。

孔版装着体９０は、下部ローラ９１の内周面にインクを塗布するためのインク供給機構を備え、装置本体１２へ一体的に着脱できるように構成している。
また、図１２に示すように、孔版装着体９０は、下部ローラ９１と上部ローラ９２に加えて補助ローラ９４を設け、下部ローラ９１と上部ローラ９２と補助ローラ９４の３つのローラ間にスクリーン９３を掛け渡す構成とすることも可能である。

以下に本発明の画像形成装置の給紙装置を図１２で説明したものに適用する場合について説明する。以下の説明において参照する図面は透過的な表現としている。図１〜図５において、給紙タイミング機構部１００は、画像担持体をなす孔版装着体９０の下部ローラ９１とプレスロール１５の間へ所定のタイミングで、ガイドローラ１３とタイミングローラ１４により用紙を搬送するものである。

給紙タイミング機構部１００は、孔版装着体９０を駆動するドラム駆動機構部２００とタイミングベルト１０１を介して連動しており、ドラム駆動機構部２００は主モータ２０１とドラム駆動部２０２とが減速部をなす多段のプーリ２０３およびタイミングベルト２０４、２０５で連動している。

また、給紙タイミングに合わせてガイドロール１３をタイミングローラ１４から離間させるガイドロール作動部（図示省略）が設けられている。
給紙タイミング機構部１００は、タイミングベルト１０１を介して孔版装着体９０の回転に伴って回転する従動プーリ１０２を有し、従動プーリ１０２の回転軸１０３と一体的に同期して回転軸１０３の軸心廻りに回転するカム板１０４を設けている。回転軸１０３には、回転軸１０３の軸心廻りに回動する間欠駆動手段をなすタイミングセグメント１０５が軸受１０６を介して設けられ、さらに軸受１０７を介して給紙タイミング調整部材の給紙セグメント１０８が回転軸１０３の軸心廻りに回動可能に設けられている。

タイミングセグメント１０５は、カム板１０４の摺動面１０４ａの上を転動するカムフォロア１０９に連結した一対のリンク１１０、１１１の内の一方のリンク１１０に連結し、給紙セグメント１０８は他方のリンク１１１に連結している。

タイミングセグメント１０５はタイミングローラ１４のタイミングローラ軸１４ａに設けられたピニオンギヤ１１２に噛合しており、給紙セグメント１０８は給紙セグメント駆動モータ１１３で駆動する駆動ギヤ１１４に噛合している。タイミングセグメント１０５には復動用の付勢手段としてバネ等（図示省略）が連結されており、タイミングローラ１４には、タイミングセグメント１０５の復動時にタイミングローラ１４が逆回転しないようにバネクラッチ１１５を設けている。

以下に、上記した構成における作用を説明する。給紙台部５０に載置された用紙５２は、給紙ローラ５６及びさばき板５８により上から１枚ずつ分離され、ガイドローラ１３とタイミングローラ１４により、所定のタイミングで孔版装着体９０の下部ローラ９１の下に送られ、プレスローラ１５によって下部ローラ９１の側に押圧されて印刷される。

上記した作用におけるタイミングローラ１４の動作を説明する。図６（ａ）に示すように、給紙セグメント１０８は通常において回転軸１０３の軸心廻りで所定の基準位置に設定している。図６（ａ）に示す待機状態において、孔版装着体９０の回転に伴ってタイミングベルト１０１を介して従動プーリ１０２および回転軸１０３が回転する。

図６（ｂ）に示すように、回転軸１０３に同期してカム板１０４が回転すると、カム板１０４の回転によりカムフォロア１０９がカム板１０４の摺動面１０４ａを転動しながら従動する。このとき、図９のタイミングローラの動作曲線ｅに示すように、カム板１０４が回転すると初期回転角度においてはタイミングローラ１４が回転せず、用紙５２も搬送されない。

初期回転角度を過ぎてカム板１０４が回転角度Ｓ３（図９参照）まで回転すると、カムフォロア１０９の従動によるリンク１１０、１１１のリンク運動によってタイミングセグメント１０５が回転軸１０３の軸心廻りに回動し、ピニオンギヤ１１２を介してタイミングローラ１４を回転駆動する。

タイミングローラ１４が回転を始めると、図９の動作曲線ｅに示すように、用紙５２がガイドローラ１３とタイミングローラ１４により搬送される。
そして、カム板１０４が所定の回転角度Ｓ４（図９参照）まで回転すると、ガイドローラ１３とタイミングローラ１４により搬送される用紙５２が孔版装着体９０の下に達してプレスローラ１５によって孔版装着体９０の側に押圧される。以後、微少回転角度においてガイドローラ１３とタイミングローラ１４はプレスローラ１５および孔版装着体９０と共に用紙５２を搬送する。

そして、用紙５２を所定距離（ここでは５ｍｍ）搬送した後に、ガイドロール作動部（図示省略）はガイドロール１３をタイミングローラ１４から離間させる。ガイドロール１３が離間した後も、タイミングローラ１４はカム板１０４の所定の回転角度において回転する。

そして、図７（ａ）に示すように、カム板１０４が搬送動作の終点となる回転角度に達して送り終わりの状態となるとタイミングローラ１４の回転が停止する。カム板１０４がさらに回転すると、図７（ｂ）に示すように、タイミングセグメント１０５が復動する。このとき、タイミングローラ１４はバネクラッチ１１５の働きによって回転しない。

次に、用紙に対する印刷位置の調整について説明する。用紙の搬送方向において先頭側を天側として、後尾側を地側として説明する。
用紙の天側に印刷位置を下げる、つまり先頭側の余白を多くする場合には、図８（ａ）に示すように、カム板１０４が初期位置に停止する待機状態で、給紙セグメント駆動モータ１１３を駆動し、駆動ギヤ１１４を介して給紙セグメント１０８を回転軸１０３の軸心廻りに回動し、他方のリンク１１１を移動させる。

他方のリンク１１１の移動に伴ってカムフォロア１０９および一方のリンク１１０が移動し、カム板１０４の摺動面１０４ａにおけるカムフォロア１０９の始点位置が基準位置からカム板１０４の回転方向の後方へ移動し、タイミングセグメント１０５の回動開始タイミングが早くなる。

このため、図９のタイミングローラの動作曲線ｆに示すように、タイミングローラ１４が回転し始めるカム板１０４の回転角度（Ｓ３’）、および用紙が孔版装着体９０の下に達するカム板１０４の回転角度（Ｓ４’）が小さくなり、タイミングローラ１４による給紙タイミングが早くなる。

用紙の地側に印刷位置を下げる、つまり先頭側の余白を少なくする場合には、図８（ｂ）に示すように、カム板１０４が初期位置に停止する待機状態で、給紙セグメント駆動モータ１１３を駆動し、駆動ギヤ１１４を介して給紙セグメント１０８を回転軸１０３の軸心廻りに回動し、他方のリンク１１１を移動させる。

他方のリンク１１１の移動に伴ってカムフォロア１０９および一方のリンク１１０が移動し、カム板１０４の摺動面１０４ａにおけるカムフォロア１０９の始点位置が基準位置からカム板１０４の回転方向の前方へ移動し、タイミングセグメント１０５の回動開始タイミングが遅くなる。

このため、図９のタイミングローラの動作曲線ｇに示すように、タイミングローラ１４が回転し始めるカム板１０４の回転角度（Ｓ３”）、および用紙が孔版装着体９０の下に達するカム板１０４の回転角度（Ｓ４”）が大きくなり、タイミングローラ１４による給紙タイミングが遅くなる。

上述した操作において、他方のリンク１１１の移動に伴うカムフォロア１０９および一方のリンク１１０の移動に際し、回転軸１０３の軸心廻りにタイミングセグメント１０５および給紙セグメント１０８が回動することで、これらの構成部材の相対的な位置関係が変わらず、タイミングセグメント１０５の回転速度は一定である。

このため、カムフォロア１０９の始点位置がカム板１０４の摺動面１０４ａの基準位置から給紙のタイミングを遅らせる方向に移動する場合における給紙のタイミングの調整量ｔ３（図９参照）と、カムフォロア３の始点位置が給紙カム１の摺動面上の基準位置から給紙のタイミングを早める方向に移動する場合における給紙のタイミングの調整量ｔ４（図９参照）が同じとなり、基準位置からの移動距離が同じである時は、紙面上における画像の天地方向の位置調整寸法が同じとなり、補正操作の制御を必要としない。このため、多くの構成部品を必要としない簡略な構造において、給紙のタイミング調整が補正による制御を必要とせずに行える。

本発明の実施の形態における画像形成装置の給紙装置を示す側面図 同給紙装置の要部拡大図 同給紙装置を示す正面図 同給紙装置の給紙タイミング機構を示す斜視図 同給紙装置の給紙タイミング機構を示す斜視図 同給紙装置の給紙タイミング機構の動作を示し、（ａ）は待機状態、（ｂ）は作動状態を示す説明図 同給紙装置の給紙タイミング機構の動作を示し、（ａ）は送り終わり状態、（ｂ）は復動状態を示す説明図 同給紙装置の給紙タイミング機構の位置調整を示し、（ａ）は余白を多くする場合、（ｂ）は余白を少なくする場合を示す説明図 タイミングローラの動作曲線を示すグラフ図 画像形成装置の一例を示す模式図 画像形成装置の一例を示す模式図 画像形成装置の一例を示す模式図 従来の給紙タイミング機構を示す斜視図 従来の給紙タイミング機構を示す側面図 従来の給紙タイミング機構のタイミングローラの動作曲線を示すグラフ図

符号の説明

１４ タイミングローラ
１４ａ タイミングローラ軸
１００ 給紙タイミング機構部
１０１ タイミングベルト
１０２ 従動プーリ
１０３ 回転軸
１０４ カム板
１０４ａ 摺動面
１０５ タイミングセグメント
１０６、１０７ 軸受
１０８ 給紙セグメント
１０９ カムフォロア
１１０、１１１ リンク
１１２ ピニオンギヤ
１１３ 給紙セグメント駆動モータ
１１４ 駆動ギヤ
１１５ バネクラッチ

Claims (1)

1. 画像担持体に形成した画像を記録用紙に転写する画像形成装置において、画像担持体へ記録用紙を搬送する給紙経路の途中に設けたタイミングローラと、画像担持体の回転に伴って回転する回転軸に同期して前記回転軸の軸心廻りに回転するカム板と、カム板の摺動面上を転動するカムフォロアと、カムフォロアに連結した一対のリンクと、一方のリンクに連結し、タイミングローラ軸に設けられたピニオンギヤに噛合して前記回転軸の軸心廻りに回動する間欠駆動手段と、他方のリンクに連結し、前記回転軸の軸心廻りに回動可能に設ける給紙タイミング調整部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置の給紙装置。

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