JP4641475B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置において、重送検知手段が転写手段上流に設けられているものは見受けられ、例えば、特許文献１（特公平５−３２２９６号）がその中の１つである。特許文献１では、紙捌きローラ（分離ローラを兼ねる給紙ローラに相当）に対する紙捌きパッド（分離パッドに相当）の変位量を検出する。変位量が所定値以上になった場合、すなわち重送が生じた場合には、紙捌きローラの回転を停止させる。これは、重送が生じた場合には用紙の送りを給紙通路の入口段階で止めるものである。

また、特許文献２（特開平０９−０２０４３９号公報）では、シートに搬送力を付与するために回転可能な第１ローラと、第１ローラに対してシートを押しつけ、シートの厚みに応じて移動可能な第２ローラと、を有する画像形成装置が記載されている。そして第１ローラと第２ローラとの距離を検出してシートの厚みを検出するための厚み検出手段が設けられ、ここでのシートの厚みによって、画像形成条件を決定している。
特公平５−３２２９６号 特開平０９−０２０４３９号公報

しかしながら、特公平５−３２２９６号の場合、各給紙手段に紙厚検知手段が必要となりコストがかかってしまう。

また、特開平０９−０２０４３９号公報では紙厚検知をして異常な厚みを検知した場合、転写手段にその厚みのシートが突入してしまうと、転写手段が破損したりするおそれがある。

上記の課題を解決するため本発明の画像形成装置は、シートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されるシートの重送を検知する重送検知手段と、トナー像を担持する像担持部材と、前記重送検知手段の下流側において前記像担持部材に担持されたトナー像を前記搬送手段によって搬送されるシートに転写する転写部材と、を備え、前記重送検知手段によるシートの重送の検知後にも重送したシートの移動を前記搬送手段によって行う画像形成装置であって、前記重送検知手段がシートの重送を検知したことに基づいて前記像担持部材と前記転写部材とを離間し、離間した前記像担持部材と前記転写部材との間を移動するように前記搬送手段が重送したシートを搬送する。

本発明は、シートの重送を検知した際に、像担持部材と転写部材とを離間する。したがって、シートが重送した際に像担持部材の破損を防止することができる。

図１は本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施形態によると本発明は、カラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」と呼ぶ。）にて具現化されているが、本発明はこれに限定されるものではないことを理解されたい。

カラーレーザープリンタは、側方にシートが積載される手差し給紙部１９を有する。カラーレーザープリンタは、給紙カセット１２ａ、２、１２ｂ、１２ｃを装置の下方に有する。

手差し給紙部１９は手差しトレイ１９ｂと手差しトレイ１９ｂに載置されたシートを給送する手差し給紙ローラ１９ｂを有する。手差し給紙ローラ１９ａによって給送されたシートは手差しパスＰｍに搬送される。

給紙カセット１２ａ，１２ｂ、１２ｃのそれぞれに積載されたシートはシート給送ローラ１３ａ、１３ｂ。１３ｃによって給送される。シート給送ローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃによって給送されたシートはそれぞれパスＰａ、Ｐｂ，Ｐｃを通過して、縦パスＰｋに導かれる。

縦パスＰｋと、手差し給紙パスＰｍとはいずれも主搬送路である画像形成パスＰｇに合流する。画像形成パスＰｇには搬送手段としてのレジストローラ対１４が設けられている。

カラーレーザープリンタは、感光体ドラム１、露光系４、回動型現像体３ａ、像担持体としての中間転写ベルト８、転写部材としての２次転写外ローラ５等によって構成される画像形成部を有する。

画像形成部の下流側にはシートを吸引して搬送する搬送ベルトユニット１６が設けられている。搬送ベルトユニット１６の下流側には定着装置６が設けられている。定着装置は挟持圧と熱とによって画像をシートに定着する回転体対６ａを有する。カラーレーザープリンタ側方には画像が形成されたシートが排出される排出トレイＤが設けられている。

本実施形態のカラーレーザープリンタの動作概略は次に示す通りである。即ち、電子写真感光体（感光体ドラム）１上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの１色毎のトナー像を順次形成する。感光体ドラム１上の各色のトナー像を更に中間転写ベルト８上に一色毎に転写することを繰り返し、中間転写ベルト８上に例えばフルカラーのトナー像を形成する。その後斯かるフルカラーのトナー像を一括にシート上に転写し、次いで定着装置６によって定着して永久画像を得る。以下に、更に詳しく説明する。

カラーレーザープリンタは、画像形成動作が開始すると感光ドラム１の表面を帯電手段としての帯電ローラ２が所定極性、所定電圧に帯電させる。

感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト８上に転写する際の転写位置を考慮して決定される画像書き出し位置を、検知器９が検知する。そして、この検知器９からの基準信号（ＴＯＰ信号）に同期して画像信号（ＶＤＯ信号）により変調されたレーザ光Ｌが感光ドラム１上を走査露光し、先ず１色目の画像信号に対応する静電潜像が露光系４によって感光ドラム１上に形成される。この時、露光の水平走査開始点を示す信号（ＢＤ信号）を検知器４ｅが検知することで、ＢＤ信号に同期した露光が行われる。

なお、露光系４はレーザ光Ｌを発光させるレーザユニット４ａ、レーザ光Ｌを水平走査させるポリゴンミラー４ｂ、ポリゴンミラー４ｂを低速回転させるスキャナモータ４ｃを有する、さらに露光系４は、レーザ光Ｌを結像させるｆθレンズ４ｄ、水平走査開始点を示すＢＤ信号を検知する上記の光検知器４ｅ、レーザ光Ｌを感光ドラムに導く反射ミラー４ｆなどを有する。又、レーザ光Ｌは、レーザユニット４ａの入力信号である上記の画像信号（ＶＤＯ信号）でオンオフ変調される。

一方、回動型現像体３ａには、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれの現像剤を有する現像装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋが設けられている。所望のタイミングにて回動型現像体３ａが回転し、所定の位置で停止ことによって、それぞれの現像装置（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ）が感光ドラム１と対向する位置に配置することが可能である。

先ず１色目の静電潜像を現像するためにイエロー現像装置３Ｙが感光ドラム１と対向する位置に配置され、１色目のイエロートナー像が感光ドラム１上に形成する。

その後、感光ドラム１上のイエロートナー像は、中間転写体であって像担持体としての中間転写ベルト８にトナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加されることによって、中間転写ベルト８上に転写される。

上記同様の工程を、２色目、３色目、４色面であるそれぞれマゼンタ、シアン、ブラックについて繰り返し、中間転写ベルト８上に例えばフルカラーのトナー像が形成する。

一方、給紙カセット１２ａ。１２ｂ、１２ｃに収容されたシートＰを給紙ローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃが送り出す。若しくは手差し給紙部１９からシートを送り出す。シートが送り出されるタイミングは検知器９からの基準信号（ＴＯＰ信号）に基づく。給紙ローラ１３によって送り出されたシートＰは、氏シートＰへのトナー像の転写のタイミングを制御するためのレジストローラ３１，３２まで搬送され、そこで一旦停止させる。

次いで、シートＰは所定の転写タイミングに同期してレジストローラ３１，３２から再給紙される。中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像が再給紙されたシートＰ上に、転写ローラ５（以下、２次転写外ローラ）によって静電的に一括転写され、シートＰ上には未定着のフルカラートナー像が形成する。

未定着のフルカラートナー像を担持したシートＰは、搬送ベルトユニット１６によって定着装置６まで搬送される。搬送ベルトユニット１６は吸引搬送ベルト１６ａの上面にシートＰを吸引しながら定着装置６へシートＰを搬送する。未定着フルカラートナー像は定着装置６の熱及び圧力によりシートＰ上に融着されて永久画像となる。トナー画像が定着されたシートＰは、搬送ローラ１７、１８によって、画像形成装置外の排出トレイＤに排出される。

尚、中間転写ベルト８上への転写（各色毎）が終了した感光ドラム１の表面に残留するトナーなどはブレード状のクリーニング部材を有するクリーニング装置７によって除去される。また、シートＰ上へのフルカラートナー像の転写が終了した中間転写ベルト８の表面に残留するトナーなどは、ブレード状のクリーニング部材を有するクリーニング装置１１によって除去される。クリーニング装置７、１１によって感光ドラム１と中間転写ベルト８のそれぞれに残留したトナーが除去されるので、画像形成を繰り返し行うことができる。又、手差し給紙ローラ１９ａ及び手差し給紙部用の給紙ローラ１５を用いることにより、複数種類のシートＰの給紙が行える。

次に重送検知手段について、図２を用いて説明する。

本実施形態においては、重送検知手段５３をレジストローラ対１４に設置してある。シート搬送装置のレジストローラ対１４により、搬送するシートＰの重送を検出可能に構成している。

図２に示すように、レジストローラ対１４は、シートに搬送力を付与するために駆動回転可能な第１ローラである搬送ローラ３１と、該搬送ローラ３１に記録材Ｐを押しつけられる加圧ローラ３２と、によって構成される。加圧ローラ３２と搬送ローラ３１とによって挟まれた記録材Ｐの厚さに応じて加圧ローラ３２は移動する。搬送ローラ３１，加圧ローラ３２とはそれぞれベアリング４８ａ，４８ｂを介して同一の支持部材４９に回動自在に支持されている。

搬送ローラ３１の一方端部には搬送ローラ３１の外径と略同一のピッチ円直径を有する第１ギアである搬送ギア５０が固着されている。搬送ギア５０がモータ５１の軸ギア５１ａと噛合して駆動回転可能となっている。

加圧ローラ３２の一方端部にも加圧ローラ３２の外径と略同一のピッチ円直径を有する第２ギアである加圧ギア５２が固着されている、加圧ギア５２が搬送ギア５０と噛合して回転力が伝達される。

上記のようにローラ外径とギアピッチ円直径を等しくすることにより、両ローラ３１，３２の回転方向の位相関係は常に一定となる。この位相関係が一定となる利点はシートＰの重送を検出する際の動作に関わるものであり、この点については後述する。

また、加圧ローラ３２の両端を支持するベアリング４８ｂは支持部材４９に設けた図１の矢印ａ方向（上下方向）に長手の孔４９ａに対してスライド可能に取り付けられている。ベアリング４８ｂは、押圧スプリング５９によって搬送ローラ３１側（下方）へ付勢されている。加圧ローラ３２は矢印ａ方向のみ移動可能である。加圧ローラ３２は押圧スプリング５９によって搬送ローラ３１に圧接するように付勢される。加圧ローラ３２は、シートＰを搬送ローラ３１へ押しつけると共に、加圧ローラ３２と搬送ローラ３１とによって挟まれたシートＰの厚さに応じて矢印ａ方向へスライドするようになっている。

従って、加圧ローラ３２の移動量を検出することによってシートＰが重送しているかを検出することが出来る。このときローラ３１，３２が変形すると正確に検出することが困難になる。そのために、本実施形態では搬送ローラ３１及び加圧ローラ３２は共に変形を生じ難い金属製の部材で構成している。

また、両ローラ３１，３２でシートＰを挟持する場合、ローラ対の偏心がシートの厚さ検出時の誤差になるために、両ローラ３１，３２は極めて高精度に加工する必要がある。例えば、各々のローラ３１，３２が２０μｍずつ偏心している場合には、ローラ対を構成したときに、双方のローラの軸距離は位相によって最大±４０μｍの変化が生じてしまう。よって、１００μｍと２００μｍの厚さのシートＰの重送を正確に検知することが困難になってしまう。

次に加圧ローラ３２の移動量を検出するための構成について説明する。本実施形態では重送検出手段として、反射型のフォトセンサ５３が支持部材４９に取り付けられている。フォトセンサ５３の発光素子５３ａと受光素子５３ｂとが加圧ローラ３２に対向するように配置されている。フォトセンサ５３は発光素子５３ａから赤外光を加圧ローラ３２の軸端に照射する。加圧ローラ３２からの反射光を受光素子５３ｂで受ける。フォトセンサ５３は、反射光量に応じた電圧を出力する。反射光量はセンサ５３と加圧ローラ３２との距離に比例して変化する。よって、シートＰの厚さに応じて上下する加圧ローラ３２とフォトセンサ５３との距離を電圧変化で検出することができる。フォトセンサ５３からの出力をＡＤ変換器によってデジタル信号化した後、ＣＰＵやメモリ等を内蔵した制御部５４で演算することによってシートが重送しているか否かを検出することが出来る。

ここで、加圧ローラ３２のような円筒形状のものの変位を計ろうとした場合、ローラの曲率に対するセンサ５３の取り付け誤差が測定値に影響を及ぼす。この影響を少なくするために、加圧ローラ３２の曲率を小さくしてローラ径を大きくすることも考えられるが、装置が大型化してしまう。そこで本実施形態ではセンサ５３の発光素子５３ａと受光素子５３ｂを加圧ローラ３２の軸方向と平行に配置するようにしている。このように配置すると、ローラの曲率の影響を弱めることが出来るものである。

なお、本実施形態では搬送ローラ３１及び加圧ローラ３２をレジストローラ対１４として機能させている。搬送ローラ対３１および加圧ローラ３２よりもシート搬送方向上流側に透過型のフォトセンサ５５を配設していいる。シートＰの先端が透過型のフォトセンサ５５の位置を通過して所定時間が経過した後に搬送ローラ３１を駆動回転させるようにしている。レジストローラ対１４はシートＰの先端をレジストローラ対１４に突き当て、ループを形成することによって斜行を矯正すると共に、画像形成タイミングに応じてシートＰを搬送するものである。

本実施形態では、入力される電圧に基づいて、センサ５３と加圧ローラ３２との距離が所定の距離より大きくなったときに制御部５４はシートＰが重送したと判断する。

なお、本実施形態において重送を検知する目的は、転写手段を構成している２次転写外ローラ５及び中間転写ベルト８や、定着装置６が、厚紙の重送によって破損することを防止することである。よって、厚紙重送時の反射光量を目安にして重送の判断を行っている。つまり、厚紙重送時の反射光量を目安にした所定の反射光量以上であれば、シートＰが重送したと判断する。

次に、重送を検知した場合のシーケンスについて、図３を用いて説明していく。以下のシーケンスは制御部５４が、重送検知部からの信号に基づいて２次転写外ローラの移動や、レジストローラ対１４の駆動などを制御することによって行なわれる。

画像形成装置が、スタートして（Ｓ３０１）、重送検知部５３をシートが通過した際に、重送検知手段が重送を検知したか否かを判断する（Ｓ３０２）。シートの重送を検知しなければ、そのまま通常動作を行う（Ｓ３０５）。もし、重送を検知した場合、２次転写外ローラ５を中間転写体８より離間させ（Ｓ３０３）、シートの搬送を停止する（Ｓ３０４）。

２次転写外ローラ５を中間転写体８より離間させることによって重送したシートＳに未定着トナーが転写されることが防止される。未定着トナーが重送したシートＳに転写されないため、ユーザーが重送したシートＳを取り除く際に、ユーザーの手を汚すことなく処理することができる。

また、本実施形態では、レジストローラ対１４と２次転写外ローラ５との距離が短くすることによって装置の横方向の大きさを小さくしている。このようにレジストローラ対１４と２次転写外ローラ５との距離を短くすると、レジストローラ対１４において重送を検知したときにシートの先端が２次転写外ローラ５に到達している可能性がある。既述のように重送検知に伴って即座に中間転写ベルト８と２次転写外ローラ５とは離間しているので、重送したシートによる中間転写ベルト８へのダメージをより少なくすることができる。

また、図４に示すフローチャートのように構成してもよい。画像形成装置が、スタートして（Ｓ４０１）、重送検知部であるレジストローラ対１４をシートＳが通過した際に、重送検知手段がシートが重送したか否かを判断する（Ｓ４０２）。シートの重送を検知しなければ、そのまま通常動作を行う（Ｓ４０３）。重送を検知した場合には、２次転写外ローラ５を中間転写体８より離間させる（Ｓ４０４）。２次転写外ローラ５の中間転写体８からの離間と同時に、レジローラ対３１，３２の回転時間を計測開始する。レジローラ対３１，３２の回転時間を計測するのはレジストローラ対１４によるシートの送り量を計測するためである。レジストローラ対１４が回転を開始してから所定時間が経過したか否かを判断し（Ｓ４０６）、所定時間が経過したらレジストローラ対１４の回転を停止する（Ｓ４０７）。その後、プリンタ本体の動作を停止する（Ｓ４０８）。レジストローラ対１４が回転を開始してから所定時間が経過後にレジストローラ対１４の回転を停止することによって、重送したシートは所定の位置で停止される。

このように重送検知した際にレジストローラ対１４によるシートの送り量を制御することによって、ユーザーが重送したシートを取り除きやすい位置にシートを搬送することができる。

ここで、例えば、重送したことを検知した場合には、例えば、図５のような搬送ベルトユニット１６上であって、定着装置６にシートの先端が到達しない位置までシートを搬送して停止させる。

本実施形態では、重送したシートの処理を行なうために、図７で斜線によって示した箇所を一体の引き出しユニットＵとして装置本体１ａから引き出し可能である。つまり引き出しユニットＵは、レジストローラ対１４、搬送ベルトユニット３２、定着装置６、２次転写外ローラ５を保持している。引き出しユニットＵは、ガイドレール６１によって装置の前奥方向にスライド可能に支持される（画像形成装置の概略斜視図を示す図８を参照。）。引き出しユニットＵが引出されると搬送ベルトユニット１６の吸引搬送ベルトの上面は露出する。

重送したシートを取り除くため、図８に示したように、定着装置６と、搬送ベルトユニット１６と、２次転写外ローラ５と、レジストローラ対１４等を保持した引き出しユニットＵを装置本体から手前側にユーザーが引出す。ここで既述のように重送したシートはレジストローラ対１４によって搬送ベルトユニット１６上に搬送されている。よって、引き出しユニットＵを引出したときには重送したシートは引き出しユニットの上で露出すると共に、ユーザーが重送したシートを容易に取り除くことができる。

また、図６に示すフローチャートのように構成してもよい。スタートして（Ｓ６０１）、重送検知部であるレジストローラ対１４をシートＳが通過した際に、重送検知手段がシートが重送したか否かを判断する（Ｓ６０２）。シートの重送を検知しなければ、そのまま通常動作を行う（Ｓ６０３）。重送を検知した場合には、２次転写外ローラ５を離間する（Ｓ６０４）のとほぼ同時に定着ローラ対６を離間させる（Ｓ６０５）。定着ローラ対６を離間させることによって重送シートが定着ローラ対６を傷つけることを確実に防止することができる。２次転写外ローラ５の中間転写体８からの離間や定着ローラ対６の離間と同時に、レジストローラ対１４の回転時間を計測開始する（Ｓ６０６）。レジストローラ対１４が回転を開始してから所定時間が経過したか否かを判断し（Ｓ６０７）、所定時間が経過したらレジストローラ対１４を停止する（Ｓ６０８）。その後、プリンタ本体の動作を停止する（Ｓ６０９）。

本実施形態では、重送したシートを画像形成装置より簡単に除去出来るようにするために、シートの重を送検知した際にシートを所定位置まで搬送することによって、ユーザビリティーの向上が図れる。重送したシートの下流側への搬送に際して、既に中間転写ベルト８と２次転写外ローラ５とは離間している。したがって、重送したシートを下流側に搬送する際に中間転写ベルト８に担持されたトナーがシートに転写されることが少なくなる。したがって、ユーザーが重送したシートを取り除く際に未定着のトナーによって装置やユーザーの手が汚れてしまうことが少なくなる。

また、上述のいずれの実施形態においても、レジストローラ対１４に重送検知手段を配置している。レジストローラ対１４は、手差し給紙パスＰｍと縦パスＰｋとが合流する画像形成パスＰｇに設けられている。つまり、複数のシート給送部の合流部以降に重送検知手段を配置している。よって、複数のシート給送部の夫々に重送検知手段を配置する構成と比較してコスト的なメリットがある。

本発明に係る画像形成装置の説明図である。 本発明に係る重送検知部の斜視図である。 本発明に係る実施形態におけるフローチャートである。 本発明に係る別の実施形態におけるフローチャートである。 シートの搬送停止位置の概略図である。 本発明に係る別の実施形態におけるフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置の概略斜視図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
３ 回動型現像体
５ ２次転写外ローラ
８ 中間転写ベルト
１４ レジストローラ対
５３ 重送検知手段

Claims (8)

1. シートを搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段によって搬送されるシートの重送を検知する重送検知手段と、
   トナー像を担持する像担持部材と、
   前記重送検知手段の下流側において前記像担持部材に担持されたトナー像を前記搬送手段によって搬送されるシートに転写する転写部材と、
   を備え、
   前記重送検知手段によるシートの重送の検知後にも重送したシートの移動を前記搬送手段によって行う画像形成装置であって、
   前記重送検知手段がシートの重送を検知したことに基づいて前記像担持部材と前記転写部材とを離間し、離間した前記像担持部材と前記転写部材との間を移動するように前記搬送手段が重送したシートを搬送することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記重送検知手段が重送を検知した後に、所定の位置まで前記搬送手段がシートを搬送することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写部材によって転写された画像をシートに定着する定着手段を有し、
   前記所定の位置が、前記転写部材と前記定着手段の間で有ることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写部材によって転写された画像をシートに定着する定着手段と、
   前記転写部材と前記定着手段との間に設けられ、前記転写部材によって画像が転写されたシートを前記定着手段へ搬送するためにシートを吸引して搬送する吸引搬送ベルトと、を有し、
   前記搬送手段と、前記転写部材と、前記吸引搬送ベルトと、前記定着手段と、を一体のユニットとして装置本体から引出し可能であり、前記一体のユニットを前記装置本体から引出したときに前記吸引搬送ベルトが露出し、
   前記所定の位置は、前記吸引搬送ベルト上の位置であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の位置は、シートの先端が前記定着手段に到達する前の前記吸引搬送ベルト上の位置であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記重送検知手段によってシートの重送を検知した後に、前記定着手段のニップ部を解除することを特徴とした請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記転写部材へシートを給送する複数の給紙手段と、
   前記複数の給送手段のそれぞれから給送されるシートを搬送する複数の搬送路と、
   前記複数の搬送路が合流し、前記転写部材が設けられている主搬送路と、を有し、
   前記搬送手段は前記主搬送路に設けられたローラ対を備え、
   前記ローラ対に前記重送検知手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記ローラ対はレジストローラであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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