JP4854477B2

JP4854477B2 - シート材搬送装置及び画像形成装置

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Publication number: JP4854477B2
Application number: JP2006308517A
Authority: JP
Inventors: 哲史齋藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: JP2008120565A; US20080112745A1

Description

本発明は、静電力を利用してシート材を搬送するシート材搬送装置及び前記シート材搬送装置を有する画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置においてシート材搬送装置は、モーターや電磁クラッチ、ギア等からなる駆動機構によって回転する搬送ローラ等によってシート材の搬送を行っている。またシート材の搬送方向に対する傾き、いわゆる斜行補正においては、一旦停止させたレジストローラにシート材を突き当て、シート材にループを形成した後レジストローラを再起動してシート材の傾きを排除している。あるいは、シート材を斜め方向に搬送するローラによって搬送方向に平行な突き当て板に突き当てたり、シート材を搬送するローラの軸方向奥側と手前側に速度差を設けたりすることで、シート材の傾きを所望の角度に補正している。

しかしながら、レジストローラでシート材にループを形成する方法では、シート材搬送を一旦停止しなければならず、高い生産性を実現するには不利である。また、その他の方法においては、ローラによってシート材にストレスがかかり、特に薄い紙など腰の弱いシート材を搬送する場合、シート材にシワが寄ったり傷が付いたりするおそれがある。また、突き当て板に突き当てる際に、腰の弱いシート材の場合は該シート材の角が折れてしまうおそれがある。また、斜め方向に搬送するローラ又は速度差を設けたローラでシート材を搬送する際には、該ローラの上流側及び下流側においてシート材を挟持搬送するローラ対の圧力を解除してシート材の動きを開放する必要があり、複雑な機構が必要である。

そこで、シート材を挟持することなく、静電力を利用してシート材を搬送する搬送装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。このシート材搬送装置では、シート材の搬送方向に対して直角方向に所定のピッチで帯状に配設された２つの電極群を、シート材の搬送方向左右に並設し、これらの電極に電圧を印加することで発生する静電力を利用してシート材を搬送している。また、シート材の位置合わせを行う場合は、左右２つの電極群を異なる搬送速度で駆動し、この搬送速度差によってシート材を回転させ、シート材の位置合わせを行っている。

特開平８−１２１１８号公報

上述したように、上記特許文献１に開示された装置では、シート材の位置合わせの際に、左右２つの電極群の速度差によりシート材を回転させている。従って、シート材の傾きが大きくなる程、前記２つの電極群の速度差は大きくなる。このため、例えば腰の弱いシート材の場合、前記２つの電極群の速度差により、該シート材がよれてシワができてしまうおそれがある。すなわち、上述した静電力を利用したシート材搬送装置であっても、位置合わせ可能なシート材の薄さ（剛性）に限界がある。

そこで、本発明の目的は、腰の弱いシート材であっても不要なストレスをかけることなく、シート材を搬送するとともに斜行補正が可能なシート材搬送装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、シート材の搬送方向に間隔をあけて並設した複数の帯状電極からなる複数の群を、各群の電極をシート材の搬送方向に交互に配置することでシート材の搬送方向に交互に配置するとともに、シート材の搬送方向に交互に配置した複数の群により構成された電極群をシート材の搬送方向と直交する幅方向に３以上並設した固定子と、前記固定子の各電極群のそれぞれの群毎に異なる電圧を印加するための電源と、前記電源から前記固定子の各電極群のそれぞれの群毎に印加する前記異なる電圧を切り替え制御する制御手段と、を有し、前記シート材の搬送方向に交互に配置した各群に印加する前記異なる電圧を前記電極の並び方向に切り替えることでシート材を搬送し、前記電圧の切り替えタイミングを前記シート材の幅方向に並設した電極群毎に変更することで前記シート材の搬送速度を幅方向において異ならせてシート材を回転移動することを特徴とする。

本発明によれば、シート材の搬送方向に並設された複数の電極からなる電極群をシート材の搬送方向と直交する方向に多数並設しているため、シート材を回転移動させる場合であっても、隣り合う電極群間のシート材の搬送速度の差を極力小さくすることができる。従って、腰の弱いシート材であっても不要なストレスをかけることなく、シート材を搬送するとともに斜行補正を実現することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は静電力を利用したシート材搬送装置を備えた画像形成装置の全体構成を示す断面図であり、電子写真方式のフルカラープリンタの概略構成を例示している。

図１において、１はプリンタ本体、２ａ〜２ｄは４色の感光ドラム、３ａ〜３ｄは帯電器、４ａ〜４ｄはクリーナ、５ａ〜５ｄはレーザー走査ユニット、６ａ〜６ｄは転写ブレード、７ａ〜７ｄは現像ユニットである。また、８は中間転写ベルト、１０，１１は中間転写ベルト８を支持しているローラ、１２はクリーナである。

１３はシート材Ｓを収納した手差しトレイ、１４，１５はそのピックアップローラ、１６はレジストローラである。１７はシート材Ｓを収納した給送カセット、１８，１９はそのピックアップローラ、２０は縦パスローラである。２１は回転ローラ、２２は二次転写ローラ、２３は定着器、２４は排出ローラ、２５は排出トレイである。

上記構成のプリンタにおいては、各色の感光ドラム２ａ〜２ｄに対し、半導体レーザーを光源とする各々のレーザー走査ユニット５ａ〜５ｄにより静電潜像が形成され、この静電潜像は各々の現像器７ａ〜７ｄにより現像される。そして、この感光ドラム２ａ〜２ｄ上に現像された各色のトナー画像は、各転写ブレード６ａ〜６ｄ部で中間転写ベルト８上に重ね合わせて転写される。転写ベルト８上に重畳転写されたトナー画像は、二次転写ローラ２２部でシート材に４色が一括転写される。シート材Ｓに一括転写されたトナー画像は、定着器２３、排出ローラ２４などからなる熱定着ユニットを通してトナーが溶着されて永久画像となる。

一方、シート材Ｓは給送カセット１７もしくは手差しトレイ１３などから選択的に給送され、後述するシート材搬送装置２９によって静電力を利用して搬送され、レジストローラ１６で画像とのタイミングをとりつつ二次転写ローラ２２へ搬送される。その際、給送カセット１７から給送するピックアップローラ１８，１９、縦パスローラ２０、レジストローラ１６や、手差しトレイ１３から給送するピックアップローラ１４，１５などのシート材搬送部は、各々独立したステッピングモーターにより駆動される。これにより、高速で安定した搬送動作を実現することができる。

また両面印刷時には、熱定着器２３、排出ローラ２４を通ったシート材は両面反転パス２７の方向に導かれて逆方向に反転搬送され、両面パス２８へ搬送される。両面パス２８を通ったシート材は再び縦パスローラ２０を通り、１面目と同様に２面目の画像を作像、転写、定着されて排出される。

ここで、静電力を利用してシート材を搬送するシート材搬送装置２９について説明する。まず図２を用いてシート材搬送装置２９が有する固定子の基本構成を説明し、次いで図３を用いて静電力を利用してシート材を搬送する原理について説明する。

図２は複数の電極が間隔をあけてシート材搬送方向に並設された固定子を説明する平面図である。図２において、３０は固定子であって、シート材搬送路の一方の面（ここではシート材の下面側）に配置される絶縁体３０ａと、前記絶縁体３０ａの表面に所定のピッチで一定方向に櫛状に配置された複数の帯状電極３０ｂとを有している。複数の電極３０ｂには、電源から２系統以上の電圧を印加するように構成してある。ここでは複数の電極３０ｂを３つの群に分け、各群の電極を交互に配置している。そして、各群の電極３０ｂにはそれぞれ固定子用電源（図６中３４）から３系統の電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを印加するように構成してある。これら電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは制御手段としての装置制御部（図６中３３）によって所定の条件で切り替えて印加されるようになっている。

図３は図２で示した固定子３０を断面方向から見た模式断面図であり、シート材を搬送するシーケンスを示す。固定子３０にシート材Ｓが接している状態において、複数の電極３０ｂの各群へそれぞれ異なる電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを印加する。

まず図３（ａ）のように、複数の電極３０ｂの各群へ、それぞれＶａ＝１０００Ｖ、Ｖｂ＝−１０００Ｖ、Ｖｃ＝０Ｖを印加すると、シート材Ｓに図３（ｂ）のように電荷パターンが転写される。次に図３（ｃ）のように、複数の電極３０ｂの各群へ、それぞれＶａ＝−１０００Ｖ、Ｖｂ＝１０００Ｖ、Ｖｃ＝−１０００Ｖを印加すると、図３（ｄ）のようにシート材Ｓが移動する。次に図３（ｅ）のように、複数の電極３０ｂの各群へ、それぞれＶａ＝０Ｖ、Ｖｂ＝１０００Ｖ、Ｖｃ＝−１０００Ｖを印加し、移動中に失われた電荷を再充電する。以降、図３（ｃ）から図３（ｅ）を繰り返し、シート材Ｓを搬送する。以上説明した原理により、シート材を搬送する搬送力を発生する。なお、以上のシーケンスを各電極群への印加電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃごとに時系列で表すと図８のような電圧印加パターンとなる。

ここで更に、図４〜図７を用いてシート材搬送装置２９が有する固定子３０の具体的な構成を例示して説明する。

本シート材搬送装置２９が有する固定子３０は、シート材搬送方向に並設された複数の電極からなる電極群が、前記搬送方向と直交するシート材の幅方向に多数並設された構成となっている。ここでは、図４に示すように、８列の電極群３０ｂ１〜３０ｂ８を絶縁体３０ａの表面にシート材の幅方向に並べて配置している。そして、前述した原理と同様にシート材に対して搬送力を発生する。前記電極群３０ｂ１〜３０ｂ８には、それぞれ群毎に独立した３系統の電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１〜Ｖａ８，Ｖｂ８，Ｖｃ８を印加するように構成してある。これら電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１〜Ｖａ８，Ｖｂ８，Ｖｃ８は装置制御部３３によって所定の条件で切り替えて印加されるよう構成されている。なお、電極群は少なくとも３列以上必要であり、多いほどシートの回動移動動作を円滑に行えるが、多くなると制御も複雑となるため、４〜１２列が最適である。

前記固定子３０上にてシート材を搬送する際、シート材の幅方向に並設した８つの電極群３０ｂ１〜３０ｂ８への電圧切り替え周期（タイミング）を各電極群毎に可変することで、シート材の搬送速度を各電極群毎に可変することができる。さらに各電極群３０ｂ１〜３０ｂ８への電圧切り替え周期を独立に可変することで、シート材搬送速度はシート材の幅方向において異なる搬送速度をもち、この速度差に応じてシート材を回転移動させることが可能となる。

図１及び図５に示すように前記固定子３０上をシート材が通るよう搬送路を形成する。図６はシート材が通過する固定子３０を上面から見た図である。図６（ａ）のように、搬送路上にシート材Ｓを搬送速度Ｖで搬送する際、シート材Ｓが角度Ｘの傾きを持って進入してくる場合がある。この場合、シート材全体は搬送速度Ｖで搬送するが、シート材Ｓの傾き角度Ｘを補正するには、電極群３０ｂ１〜３０ｂ８による搬送速度Ｖ１〜Ｖ８に速度差をつけなければならない。それぞれの搬送速度Ｖ１〜Ｖ８は、シート材の幅方向中央部ではシート材全体の搬送速度Ｖと等しくし、シート材の幅方奥中央から端部に向けて離れるほどの搬送速度Ｖとの速度差を大きくしている。すなわち、シート材の傾き角度Ｘと、それぞれの電極群のシート材幅方向中央からの距離ｄｎ（ｎは電極群の数）に応じて各電極群毎の搬送速度Ｖｎを設定する。

シート材Ｓの傾き角度Ｘは、図５及び図７に示すようにシート材の傾きを検知する傾き角度検知手段３２ａ，３２ｂによって検知される。この傾き角度検知手段３２ａ，３２ｂによって検知された傾き角度Ｘの大きさに応じて、各電極群３０ｂ１〜３０ｂ８への電圧切り替え周期を各電極群ごとに変更する。すなわち、検知された傾き角度Ｘの大きさに応じて、電極群３０ｂ１〜３０ｂ８への電圧印加パターンが作り出す、それぞれの搬送速度Ｖ１〜Ｖ８を設定する。この各電極群毎の搬送速度は以下の式によって設定される。なお、以下の式において、ｆ（ｘ）はシート材Ｓの傾き角度Ｘ（図６ａ参照）によって決まる所定値である。また、ｆ（ｄｎ）は電極中心からのそれぞれの距離ｄｎ（図４参照）によって決まる所定値である。

Ｖ１＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ１）
Ｖ２＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ２）
Ｖ３＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ３）
Ｖ４＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ４）
Ｖ５＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ５）
Ｖ６＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ６）
Ｖ７＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ７）
Ｖ８＝Ｖ＋ｆ（ｘ）×ｆ（ｄ８）

そして、各電極群が前記設定された各搬送速度Ｖ１〜Ｖ８にてシート材Ｓを所定時間搬送すると、図６（ｂ）のようにシート材Ｓは搬送方向に搬送されるとともに回転移動され、シート材Ｓの傾き角度Ｘは０度になり、斜行が補正される。これにより、トナー画像はシート材に所望の角度で転写され、印刷することができる。

上述したように、シート材の搬送方向に並設された複数の電極３０ｂからなる電極群３０ｂ１〜３０ｂ８をシート材の搬送方向と直交する方向に多数並設し、各電極群３０ｂ１〜３０ｂ８の搬送速度を独立して変更できるようにしている。このため、シート材の傾きを補正するためにシート材を回転移動させる場合であっても、隣り合う電極群間のシート材の搬送速度Ｖ１〜Ｖ８の差を極力小さくすることができる。従って、腰の弱いシート材であっても不要なストレスをかけることなく、シート材を搬送するとともに斜行補正を実現することができる。

なお、前述した実施の形態では、複数の電極がシート材搬送方向に並設されてなる電極群をシート材幅方向に多数並設した固定子を有するシート材搬送装置を、画像形成装置の転写前の横レジ補正を行う搬送部に用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、画像形成装置における他のシート材搬送部や、画像形成装置から受け取ったシート材を処理するシート材処理装置のシート材搬送部に用いることも可能である。

また、前述した実施の形態では、シート材幅方向に並設する多数の電極群として８つの電極群を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電極群の数、各電極群の電極の数、長さ等を、搬送部の用途に応じてそれぞれ適宜に設定してもよい。

また、前述した実施の形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばスキャナ、複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられるシート材搬送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また、前述した実施の形態では、画像形成装置が一体的に有するシート材搬送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば画像形成装置に対して着脱自在なシート材搬送装置であっても良く、該シート材搬送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また、前述した実施の形態では、記録対象としての記録紙等のシート材を搬送するシート材搬送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、読取対象としての原稿等のシート材を搬送するシート材搬送装置に適用しても同様の効果を得ることができる。

画像形成装置の全体構成を示す断面図静電搬送の原理を説明する固定子の電極配置図静電搬送の原理を説明する固定子への電圧印加パターン図固定子の電極配置を示す平面図シート材搬送路なす固定子の斜視図固定子上のシート材の傾き補正動作を表す平面図シート材搬送装置の制御ブロック図固定子の電極への印加電圧を時系列で表すタイミングチャート図

符号の説明

Ｓ …シート材
Ｖ１〜Ｖ８ …搬送速度
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ …電圧
２９ …シート材搬送装置
３０ …固定子
３０ａ …絶縁体
３０ｂ …電極
３０ｂ１〜３０ｂ８ …電極群
３２ａ，３２ｂ …傾き角度検知手段
３３ …制御部（制御手段）
３４ …電源

Claims

シート材の搬送方向に間隔をあけて並設した複数の帯状電極からなる複数の群を、各群の電極をシート材の搬送方向に交互に配置することでシート材の搬送方向に交互に配置するとともに、シート材の搬送方向に交互に配置した複数の群により構成された電極群をシート材の搬送方向と直交する幅方向に３以上並設した固定子と、
前記固定子の各電極群のそれぞれの群毎に異なる電圧を印加するための電源と、
前記電源から前記固定子の各電極群のそれぞれの群毎に印加する前記異なる電圧を切り替え制御する制御手段と、を有し、
前記シート材の搬送方向に交互に配置した各群に印加する前記異なる電圧を前記電極の並び方向に切り替えることでシート材を搬送し、前記電圧の切り替えタイミングを前記シート材の幅方向に並設した電極群毎に変更することで前記シート材の搬送速度を幅方向において異ならせてシート材を回転移動することを特徴とするシート材搬送装置。
シート材の傾き角度を検知する傾き角度検知手段を有し、前記傾き角度検知手段の検知結果に応じて前記シート材の幅方向に並設した電極群毎に前記電圧の切り替えタイミングを変更して前記シート材の搬送速度を幅方向において異ならせて、前記シート材の傾きを補正するよう前記シート材を回転移動することを特徴とする請求項１に記載のシート材搬送装置。
シート材に画像を形成する画像形成装置において、シート材を搬送するシート材搬送装置として前記請求項１又は２に記載のシート材搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。