JP4944580B2

JP4944580B2 - シート材搬送装置及び画像形成装置

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Publication number: JP4944580B2
Application number: JP2006308518A
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: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: US20080112744A1; JP2008125300A

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と直交する方向への搬送、例えばシート材の幅方向の位置ズレを補正する搬送においては、シート材の幅方向の端部を突き当て板に突き当てるために、シート材を斜め方向に搬送する斜送ローラによって行われるように構成されている。

しかしながら、前記シート材を斜め方向に搬送する斜送ローラでは、シート材にストレスがかかり、特に薄い紙など剛性（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、斜送ローラでシート材を斜め方向に搬送する際には、斜送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方法が考えられる（例えば特許文献１参照）。これは、同一平面上に電極（固定子）をＸ軸、Ｙ軸の二方向に配置し、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（移動子）をＸ軸、Ｙ軸方向に移動（搬送）する方法である。ここでＸ軸、Ｙ軸の二方向とは、それぞれ、シート材の搬送方向と、該搬送方向と直交するシート材の幅方向である。

特開平２−２８５９７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている方法では、Ｘ軸、Ｙ軸の二方向の電極が同一平面上に配置されているため、それぞれの方向に対するシート材の十分な搬送力を得ることができないという問題がある。これは、それぞれの方向に対する電極面積を同一平面上で分割配置することになり、シート材全面に対してそれぞれの電極の搬送力を発生することができないためである。

そこで、本発明の目的は、シート材を十分な搬送力で搬送方向及び搬送方向と直交する方向に搬送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、絶縁体の表面に複数の帯状電極をシート材の搬送方向に間隔をあけて並設し、前記複数の電極を複数の電極群に分け、各電極群の電極をシート材の搬送方向に交互に配置した第一の固定子と、絶縁体の表面に複数の帯状電極をシート材の搬送方向と直交する方向に間隔をあけて並設し、前記複数の電極を複数の電極群に分け、各電極群の電極をシート材の搬送方向と直交する方向に交互に配置した第二の固定子と、前記各固定子の電極にそれぞれ異なる電圧を印加するための電源と、前記電源から前記各固定子の電極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、前記各固定子の電極が互いに直交して対向するように前記第一の固定子と前記第二の固定子とを対向させてシート材の搬送路を設けるとともに、前記各固定子の各電極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前記各固定子の電極の並び方向に搬送することを特徴とする。

本発明によれば、互いの電極が直交するように対向して配置された各固定子が、各固定子全面を一方向の搬送に用いることができる。このため、シート材の全面に対して搬送方向及び搬送方向と直交する方向それぞれに十分な搬送力を発生することができ、シート材の種類に係わらず安定した搬送が行える。

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。シート材搬送装置２９は、図１に示すように、複数の電極が一方向に間隔をあけて並設された第一の固定子３０と第二の固定子３１とを平行に対向させてシート材搬送路を設けている。

図２はシート材搬送装置２９が有する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に配置される平面形状の絶縁体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。なお、ここでは固定子３０について説明したが、これと対向する固定子３１も同様に構成されている。

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。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７のような電圧印加パターンとなる。

このように、前記制御部（図６中３３）によって固定子の電極に対して前記３系統の電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを切り替えつつ印加するよう制御することで、前記固定子の電極の並び方向にシート材が搬送される。

シート材搬送装置２９では、図２のように同様に構成した第一の固定子３０と第二の固定子３１を、図４のように各固定子の電極の向きが直交するように（９０°で交差するように）対向させて配置することでシート材の搬送路を構成している。第一の固定子３０は複数の電極がシート材の搬送方向に間隔をあけて並設され、第二の固定子３１は複数の帯状電極がシート材の搬送方向と直交する方向に間隔をあけて並設されている。すなわち、第一の固定子３０はシート材の搬送方向に対して電極３０ｂが直交する方向に配置され、第二の固定子３１はシート材の搬送方向に対して電極３１ｂが平行となる方向に配置しされている。シート材Ｓが前記対向する固定子３０，３１からなる搬送路を通過する際、前述の如く電圧を切り替えて印加することで、第一の固定子３０はシート材Ｓに対して図中矢印Ａ方向に搬送力を発生し、第二の固定子３１は図中矢印Ｂ方向に搬送力を発生する。

また、シート材搬送装置２９は、シート材の搬送方向と直交するシート材の幅方向（横レジ方向）のズレ量を検知する位置ズレ検知手段３２を有している。ここでは、図１及び図４に示すように、位置ズレ検知手段３２を前記シート材搬送路３０，３１の上流側に配置している。

図６はシート材搬送装置の制御ブロック図である。制御部３３は位置ズレ検知手段３２からの検知信号に応じて固定子用電源３４へ、制御信号Ｐａ１、Ｐｂ１、Ｐｃ１、Ｐａ２、Ｐｂ２、Ｐｃ２を出力する。固定子用電源３４は前記制御信号に応じて二つの固定子３０，３１の電極へ電圧Ｖａ１，Ｖｂ１，Ｖｃ１、電圧Ｖａ２，Ｖｂ２，Ｖｃ２をそれぞれ印加する。

各固定子への電圧の印加は、図５に示すように、シート材を搬送方向（図４の矢印Ａ方向）へ搬送する固定子３１への電圧印加周波数（ａ）と、シート材を幅方向（図４の矢印Ｂ方向）へ搬送する固定子３０への電圧印加周波数（ｂ）を時分割で切り替える。すなわち、第一の固定子３０の電極への電圧の印加と、第二の固定子３１の電極への電圧の印加とを、時間毎に分割して行うようにしている。これにより、シート材の表面に充電される電荷が相反することなく充電でき、シート材の搬送方向及び幅方向のそれぞれに対して強く安定した搬送力を発生することができる。

また、電極が互いに直交するように対向して配置された固定子３０，３１は、それぞれ１つの固定子の全面を一方向の搬送力に用いることができる。このため、シート材の全面に対して搬送方向及び搬送方向と直交する方向それぞれに十分な搬送力を安定して発生することができ、シート材の種類に係わらず安定した搬送が行える。

さらに、位置ズレ検知手段３２によってシート材の幅方向のズレ量を検知し、検知した位置ズレ量に応じて第二の固定子３１への電圧印加のステップ数を可変する。シート材Ｓはステッピングモーターの如く、電圧印加のステップ数に応じた所定の位置へ正確に移動させることができる。これにより、シート材と画像との位置を精度よく合わせることができて、シート材の所望の位置に画像を印刷することができる。

なお、前述した実施の形態では、帯状の電極を一方向に平行に並設した固定子によりシート材を搬送方向と該搬送方向と直交する方向とに搬送する構成を、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、固定子３０と固定子３１とを電極群の向きが異なるだけでほぼ同じ構造としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上下の固定子の電極の数、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固定子の電極配置を示す平面図固定子への電圧印加パターンを示す模式断面図固定子によるシート材の搬送路を示す斜視図二つの電極へ時分割で印加する電圧パターンを説明する図シート材搬送装置の制御ブロック図固定子の各電極群への印加電圧ごとに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
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ …電圧
２９ …シート材搬送装置
３０ …第一の固定子
３０ａ …絶縁体
３０ｂ …電極
３１ …第二の固定子
３１ａ …絶縁体
３２ｂ …電極
３２ …位置ズレ検知手段
３３ …制御部（制御手段）

Claims

絶縁体の表面に複数の帯状電極をシート材の搬送方向に間隔をあけて並設し、前記複数の電極を複数の電極群に分け、各電極群の電極をシート材の搬送方向に交互に配置した第一の固定子と、
絶縁体の表面に複数の帯状電極をシート材の搬送方向と直交する方向に間隔をあけて並設し、前記複数の電極を複数の電極群に分け、各電極群の電極をシート材の搬送方向と直交する方向に交互に配置した第二の固定子と、
前記各固定子の電極にそれぞれ異なる電圧を印加するための電源と、
前記電源から前記各固定子の電極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、
前記各固定子の電極が互いに直交して対向するように前記第一の固定子と前記第二の固定子とを対向させてシート材の搬送路を設けるとともに、
前記各固定子の各電極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前記各固定子の電極の並び方向に搬送することを特徴とするシート材搬送装置。
前記第一の固定子の電極への電圧の印加と、前記第二の固定子の電極への電圧の印加とを、時間毎に分割して行うことを特徴とする請求項１に記載のシート材搬送装置。
シート材の搬送方向と直交する方向の位置ズレ量を検知する位置ズレ検知手段を有し、前記位置ズレ検知手段の検知結果に応じて前記第二の固定子の各電極群に印加する前記異なる電圧を切り替えて前記シート材を搬送方向と直交する方向に搬送することを特徴とする請求項１又は２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乃至３のいずれか１項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。