JP5219723B2

JP5219723B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5219723B2
Application number: JP2008260500A
Authority: JP
Inventors: 大山　　潔
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-10-07
Also published as: JP2010089887A

Description

本発明は、複数のシートが収納された収納庫からシートを１枚ずつ給送するシート給送装置を備えたプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。

従来、この種の画像形成装置において、シートの収納庫からシートを１枚ずつ給送するため、シート束端部に気体（主に空気）を吹き付け、シートを複数浮上、分離させ、シートを搬送ベルトに吸着し搬送するエアシート給送装置が提案されている。

図12〜16を用いて、エアシート給送装置の一例を説明する。図12において、収納庫11は複数のシートが載置されるシート台12、シートの搬送方向上流（後）側を規制する後端規制板13、搬送方向と直角をなす方向（シート幅方向）を規制する側端規制板14などで構成される。なお、後端規制板13および側端規制板14はシートのサイズによって位置を任意に変えられるように構成されている。

図13において、ユーザが収納庫11をスライドレール15に沿って引き出し、シート類をセットして収納手段を所定の位置に格納すると、不図示の駆動手段によってシート台が図中Ａの方向に上昇し始める。そして、シートの最上面と吸着搬送ベルト21との距離がＢになる位置で停止して給送信号に備える。

図14において、給送信号を検知すると、分離ファン31が作動し、図中Ｃ方向へ空気を吸い込み、分離ダクト32を介して捌きノズル33、分離ノズル34からそれぞれ図中Ｄ、Ｅ方向からシート束35に吹き付けられる。すると、シート束35の一部のシート束35Ａは浮上する。一方で吸着ファン36を作動させ、図中Ｆ方向に空気を吐き出す。この際、吸着シャッタ37はまだ閉じられている。

さらに、図15において、給送信号を検知してから所定時間が経過し、シート束35Ａの浮上が安定したところで、吸着シャッタ37を図中Ｇの方向に回転させる。すると、搬送ベルトにあけられた不図示の吸引穴から図中Ｈ方向への吸引力が発生し、シート束35Ａの最上紙のシート35Ｂが吸着される。

最後に、図16において、ベルト駆動ローラ41を図中Ｊ方向に回転させることで、シート35Ｂは図中Ｋ方向に搬送され、引き抜きローラ対42が図中Ｌ、Ｍ方向に回転することによって次の搬送路へ送られる。

なお、分離ノズル34は、シート搬送時に同時に２枚以上搬送される、所謂重送を防止するために設けている。そして、分離ノズル34からシート束35Ａの先端に吹き付けられるエアによって最上紙のシート35Ｂのみが分離されて搬送されるようになっている（特許文献１参照）。

特開平７−196187号公報

ところで、エアを用いたシート給送装置は高速化に適しているため、高速の画像形成装置に多く用いられ、その画像形成装置から出力された成果物はカタログ、商品の取り扱い説明書、ダイレクトメールあるいは出版物などの様様な用途に使われている。

近年、上記のような用途に使用される高速画像形成装置においては、省資源や成果物の輸送費削減等の観点や、種々の用途から薄紙を給送したいという要望が高まっている。

しかしながら、坪量50ｇ/ｍ^２以下の超薄紙においては、薄くコシもないため、捌きノズル33と分離ノズル34からそれぞれ吹き出されるエアによりシートがばたつき、波打ちを起こす。このようなシートが不安定な状態で吸着動作を行うと、シートが波打ったまま吸着搬送ベルト21に吸着されるため、吸着搬送ベルト21の吸着時にシートの波打ち部分がベルト面に均一に吸着できない。

ベルト面に均一に吸着できていない状態で吸着搬送ベルト21を回転してシートを搬送すると、搬送ガイド内での搬送抵抗が大きくなることによって、引き抜きローラ対42とシートとの間でスリップが発生してジャムになってしまう。また、波打ちは引き抜きローラ対42につぶされて元に戻らないしわの状態になるので、成果物として使えないものになってしまう。

本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、超薄紙の搬送時でも紙しわやジャムを発生させないエアシート給送装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、シート束を収納するためのシート収納手段と、前記シート収納手段に収納されたシート束にエアを吹き付けるエア吹き付け手段と、前記エア吹き付け手段により浮上させた最上位のシートから１枚ずつエア吸着して搬送する吸着搬送手段と、を備えた画像形成装置において、前記吸着搬送手段は、複数個の吸着部を有し、前記吸着搬送手段により吸着された最上位のシートに発生する変形の高低差を検出する高低差検出手段を有し、前記高低差検出手段で検出された高低差と、シートが適正に搬送されるための許容高低差とを比較して、前記吸着搬送手段の前記複数個の吸着部の吸着を開始する時間をずらして吸着条件を変更させることを特徴とする。

本発明によれば、シートの波打ちによるジャムやしわ発生を防止し、そのために生ずる生産性の低下を最小限に抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて、従来例と同一構成部材には同一符号を付して詳細に説明する。なお、図１は、本発明の一実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。また、図２にシート給送装置の概略構成図、図３にシート給送装置のブロック図、図４（ａ）〜（ｃ）に、図２のＲ矢視方向から見たときのシート給送装置の行程図を示す。

図１に示す画像形成装置において、原稿搬送部120により原稿が読取位置まで自動的に送られ、画像読取部130で画像情報が読み取られる。また、読み取られた画像情報は画像処理され、その処理結果に基づいた信号によってレーザスキャナユニット111からレーザ光が発せられ、感光体ドラム112上に静電潜像が形成される。

感光体ドラム112上の静電潜像は現像器113により現像される。シート収納手段である収納庫115に収納された紙やＯＨＴ等のシートは、搬送吸着ベルト21等を備えたシート給送装置により給送され、レジスト部117において感光体ドラム112上のトナー画像と同期を取り転写部118において転写される。そして、シートは定着ローラ対114に導かれ、加熱、加圧処理されて永久定着される。

図２、３において、収納庫115はシート台12、後端規制板13などで構成され、搬送吸着ベルト21は吸着搬送ベルトモータ63で駆動される。搬送吸着ベルト21は、図４（ａ）に示すように、シート搬送方向に対して直交方向に配置された３つの搬送吸着ベルト部60ａ、60ｂ、60ｃからなっている。そして、これら搬送吸着ベルト部60ａ、60ｂ、60ｃの内側にはそれぞれ吸着部である吸着口54ａ、54ｂ、54ｃが形成されている。

吸着口54ａ、54ｂ、54ｃには吸着ダクト70が連通され、この吸着ダクト70は吸着ファン50に接続されている。また、吸着口54ａ、54ｂ、54ｃには吸着シャッタ51、52、53が回転可能に個別に設けられている。そして、吸着ソレノイド66、67、68が吸着シャッタ51、52、53を回転させることにより、吸着口54ａ、54ｂ、54ｃの開閉が個別に行われるようになっている。搬送吸着ベルト21、吸着搬送ベルトモータ63、吸着ダクト70などによって本発明の吸着搬送手段が構成される。

また、シート給送装置は、最上位のシート高さを検知するための紙面検知センサフラグ58及び最上位のシート（紙）が搬送吸着ベルト21に吸着したか否かを判定するための吸着完了センサー55を有する。

また、紙面検知センサフラグ58の近傍には２つの紙面検知センサー61、62が設けられている。紙面検知センサー61、62は紙面検知センサフラグ58の遮蔽板に遮蔽されることで最上紙の紙面高さを検出するもので、紙面検知センサー61は給送可能な紙面高さの下限値境界を検出し、紙面検知センサー62は給送可能な紙面高さの上限値境界を検出する。

搬送吸着ベルト21の一端部に対向する位置には、吸着したシートの波打ち程度を検出するための高低差検出手段である波打ち検出センサー71が設けられている。この波打ち検出センサー71は吸着されたシート端部の波打ち状態を画像データとして取得できるＣＣＤセンサーである。

波打ち検出センサー71で取得した画像データからシートの波打ち状変形の高低差を求め、これに応じて適正な吸着シャッタ51、52、53の開けタイミングとなるように吸着ソレノイド66、67、68を制御する。

また、搬送吸着ベルト21の搬送方向下流側には、引抜きセンサー56が配置され、その下流側には引き抜きローラ対57が設けられている。

次に、所定の吸着条件下でのシート給送動作の説明を行う。リフターモータ65の回転によりシート台12が上昇すると、これに伴って収納庫115にセットされたシート束Ｐが上昇する。そして、シート束Ｐの最上紙が紙面検知センサー61に検出されると同時に、シート台12の上昇を停止する。

次に、コントローラ100からの給送信号を検知すると、捌き（分離）ファン31が回転し、捌きノズル33、分離ノズル34からそれぞれ図中矢視Ｅ、Ｄの方向にエア吹き付け手段によりエアが吹き付けられる。そうすると、シート束Ｐのうちの上位数枚が浮上し、シート束Ｐの紙面が上昇する。このとき、紙面検知センサー62がＯＮされると、紙面検知センサー62からの信号を受けたコントローラ100の信号によりリフターモータ65が駆動され、シート台12が下げられる。

これにより、紙面検知センサー61がＯＮ、紙面検知センサー62がＯＦＦの状態になると、紙面制御が完了する。また、図６の動作タイミング図で示すように、分離ファン31の回転開始から一定時間後、吸着ファン50が回転する。

次に、吸着ファン50の回転開始後、紙面制御が完了したら、コントローラ100からの信号により吸着ソレノイド66、67、68が動作し、図４（ｂ）で示すように、中央部の吸着シャッタ51が開かれる。そして、一定時間後（本実施形態では30ｍｓ）、吸着ソレノイド66、67、68が動作し、両サイドの吸着シャッタ52、53が図４（ｃ）のようにそれぞれ開かれる。

この吸着シャッタ開けタイミング（以下、吸着時間差という）は、波打ちの大きさの変化と対応しており、しわが発生しない波打ちの大きさとなるように適正化されている。

上記のようなタイミングで吸着シャッタ51〜53が開かれると、吸着シャッタ51の解放により、吸着搬送ベルト60ｂの吸引穴から図４（ｂ）の矢印方向に吸引力が発生する。次に、吸着搬送ベルト60ａ、60ｃの吸引穴から図４（ｃ）の矢印方向に吸引力が発生する。

このときのシートの挙動を示したものを図５に示す。図５（ａ）は、薄紙を捌きノズル33、分離ノズル34からのエアで浮上させたときの浮上状態を示しており、波打ち状態になっている。厚いシートであれば波打ちすることはないが、坪量50ｇ/ｃｍ^２以下の超薄紙においては紙の腰がないため、捌きエアと分離エアによって発生する乱流の影響を受けやすいため、図５（ａ）に示すような波打ち状態になりやすく安定しない。

この状態から、吸着シャッタ51が解放されると、搬送吸着ベルト部60ｂの吸引穴から吸引力が発生するので、図５（ｂ）で示すように、搬送吸着ベルト部60ｂの近傍がエア吸着される。続いて、吸着シャッタ52、53が解放されると、搬送吸着ベルト部60ａ、60ｃの近傍がエア吸着され、図５（ｃ）のように、波打ちが小さい状態でエア吸着が完了する。

本実施形態の構成においては、坪量50ｇ/ｃｍ^２以下の超薄紙を吸着するための所要時間、すなわち図６の区間Ｘは約50ｍｓである。

次に、エア吸着が完了すると、吸着完了センサー55が検知し、コントローラ100に信号を送る。吸着完了センサー55からの信号を受けたコントローラ100は一定時間後（本実施形態では50ｍｓ）、吸着搬送ベルトモータ63を動作させる。

吸着搬送ベルトモータ63が回転すると、搬送吸着ベルト21がＪ方向に回転し、シートが１枚ずつＫ方向に搬送される。シートが搬送され、引き抜きセンサー56がＯＮされた後、シートは回転を開始している引き抜きローラ57に突入する。

次に、シートの後端が吸着完了センサー55を通過すると、その信号がコントローラ100に送られ、図６に示すように、吸着完了センサー55のＯＦＦから時間Ｙを経過後、吸着搬送ベルトモータ63を停止する。この後、シートは引き抜きローラ対57に搬送され、シート給送装置外に送り出されて給送動作が完了する。なお、図３において、64は引き抜きローラ対57を駆動する引き抜きモータを示す。

次に、波打ちの大きさの適正化の動作について詳しく説明する。図７に波打ち検出センサー71によって取得した画像データに２値化の画像処理を施してシート端部の形状のみ抽出したグラフを示す。なお、図７は吸着時間差なし（０ｍｓ）で吸着したときのグラフである。シートの波打ちは、Ｈで示す波打ちの最大値と最小値の差（高低差）で表す。

図８に坪量47ｇ/ｍ^２紙の高温高湿環境における高低差Ｈと、その状態でシートを搬送した時のしわの発生率の関係を示す。

ここで、しわが発生せず適正なシート搬送が可能な最大高低差を許容高低差とする。本条件においては、高低差３mm以下ではしわが発生しないことがわかる。従って、許容高低差Ｈ０は３mmとなる。

図７の場合、高低差Ｈは５mmであるので、このままシートを搬送すると、しわが発生することがわかる。許容高低差は紙種、坪量、環境によって変わるためこれらに応じて許容高低差テーブルを作成しておくのが好ましい。

図９に吸着時間差30ｍｓ時の波打ち状態を示す。高低差Ｈは２mmであり、許容高低差Ｈ０(３mm)以下なので、この状態でシートを搬送すればしわは発生しない。

このような吸着時間差による高低差の軽減作用も紙種、坪量、環境によって変わるためこれらに応じて適正吸着時間差テーブルを作成しておくのが好ましい。

図10、11に示すフローチャートを用いて、波打ちの大きさ適正化の動作手順を説明する。先ず、図10を用いてシート給送初期の適正吸着時間差取得モードを説明する。

シート給送動作が開始されると、給送する紙種、坪量、環境情報からあらかじめデータベースとしてテーブル化されている適正吸着時間差が取得され(ステップＳ１、Ｓ２)、その時間差でシート吸引が成される(ステップＳ３)。

次に、適正吸着時間差に基づきシート吸引が行なわれ（ステップＳ３）、この時の波打ち検出センサー71の画像データから高低差Ｈが算出される(ステップＳ４)。

一方、前述のデータベースには紙種、坪量、環境情報に対する許容高低差テーブルも含まれ、このデータベースから許容高低差Ｈ０も取得される(ステップＳ５)。

そして、高低差Ｈと、許容高低差Ｈ０を比較し(ステップＳ６)、ＨがＨ０以下で、その差が２mm以下ならこの時設定した適正吸着時間差は正しいとしてデータベースを更新して(ステップＳ７)このシートを搬送する(ステップＳ８)。

このシートが最終シートでなければ(ステップＳ９)、図11に示す連続給送モード(Ａ)に移る。もし、ＨがＨ０以下で、その差が２mmを超えていればこの時設定した適正吸着時間差は大きすぎと判断してシート吸引を停止し(ステップＳ10)、吸着時間を小さくなるように変更してから(ステップＳ11)再度シートを吸引する(ステップＳ３)。

これは、吸着時間差が大きいとシート給送の時間間隔はこれに対応して広がり生産性の悪化になるので、必要以上に吸着時間差を設けないようにするためである。

また、本実施形態ではＨとＨ０の差が２mmを吸引時間の変更の判断基準にしているが、本発明はこれに限定したものではない。この値も紙種、坪量、環境情報により変化する。

もし、ＨがＨ０より大きい場合はこのまま搬送するとしわが発生する可能性があるのでシート吸引を停止し(ステップＳ12)、吸引時間差が大きくなるように変更してから(ステップＳ13)再度シートを吸引する(ステップＳ３)。

上述のように適正吸着時間を求めるには何回かシート吸引動作を繰り返す必要があり、シート給送開始まで時間がかかることが懸念される。

しかし、本例のようにあらかじめ実験等で求めた紙種、坪量、環境情報に対する適正吸着時間差と許容高低差をテーブル化しておき、これをデータベースとして参照することで、繰り返し動作を最小限に抑えることができる。

また、実際にシート吸引を行なったときの適正吸着時間差をデータベースに反映、更新するので、シート給送装置の性能のばらつきやシートのロット差により適正値がずれた場合でも次回動作時からは迅速に適正値を求めることができる。

次に、図11を用いてシート連続給送モードの説明をする。本例ではシート吸引毎に高低差Ｈを検出し、許容高低差Ｈ０との比較を行なう(ステップＳ21〜Ｓ23)。ＨがＨ０以下で、その差が２mm以下の場合(ステップＳ24、Ｓ25)と、ＨがＨ０より大きい場合(ステップＳ29、Ｓ30)の動作は、図10に示すシート給送初期の動作と同じである。なお、ステップＳ25の後、シートが最終シートでなければ(ステップＳ26)、(Ａ)に戻る。

ＨがＨ０以下で、その差が２mmを超えている場合はシート給送初期の動作とは異なり、シート搬送は行ない(ステップＳ27)、吸着時間は小さくなるように変更して(ステップＳ28)、次シートで効果を見る。

これは、そのままシート搬送しても、しわの発生はしないため問題なく、一旦、シート搬送を止めてしまうことによる生産性の低下を防止するためである。

また、本実施形態は、シート搬送毎に高低差を検出し適正吸着時間算出を行なっているが、複数毎ごと間隔を空けての検出でもよいし、初期は間隔を短くし適正吸着時間の変更の頻度が下がったら検出間隔を広くする等、検出間隔を可変にしてもよい。

このように、本実施の形態では、シートの連続給送の間も高低差を検出して吸着時間が最適化される。これにより、シート束内での水分量の違い等による物性変化や収納庫に放置されたシート束と新たに追加されたシート束の間の物性変化による波打ち度合いの変化があった場合でもしわ発生が臨機応変に抑制される。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

本実施形態では、吸着口を搬送方向に対して垂直方向に並べて配置している。これに限定されず、搬送方向に対して波打ちが発生するシートを搬送する給送装置においては、吸着口を、搬送方向に複数個並べて配置し、同様に吸着タイミングをずらす制御を行っても、本実施形態と同様のしわ防止効果が得られる。

この場合、最も波打ちの影響が出やすいシートの搬送方向下流側を一番最後に吸着するように、上流側から先に吸着するとよい。

また、この場合、波打ち検知センサー71はシートの搬送方向に沿った端部を検出する位置に配置することが好ましい。

また、本実施形態では、複数の吸着口54ａ、54ｂ、54ｃの吸着時間差によって波打ちの大きさを適正化したが、吸着する吸引風量を小さくすると、波打ちの大きさが小さくなることがわかっている。

従って、吸着時間差の代わりに吸引風量を可変にして波打ちの大きさを適正化するのもよい。この場合、単一の吸引手段（吸着ファン、吸着ソレノイド、吸着シャッタ）での構成も可能であるため、装置の低コスト化、小型化が図れる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。図１に示すシート給送装置の構成図である。図１のシート給送装置のブロック図である。（ａ）〜（ｃ）は、シート給送装置の動作を示す行程図である。（ａ）〜（ｃ）は、シートの状態図である。シート給送装置の動作タイミング図である。波打ち検知センサーによる波打ち状態図である。高低差としわ発生率の関係を示した図である。波打ち検知センサーによる波打ち状態図である。適正吸着時間差取得モードのフローチャートである。連続給送モードのフローチャートである。従来のエアシート給送装置の概略断面図である。従来のエアシート給送装置の概略断面図である。従来のエアシート給送装置の概略断面図である。従来のエアシート給送装置の概略断面図である。従来のエアシート給送装置の概略断面図である。

符号の説明

21 搬送吸着ベルト
51〜53 吸着シャッタ
54ａ、54ｂ、54ｃ吸着口
60ａ、60ｂ、60ｃ搬送吸着ベルト部
61、62 紙面検知センサー
70 吸着ダクト
71 波打ち検出センサー
115 収納庫

Claims

シート束を収納するためのシート収納手段と、前記シート収納手段に収納されたシート束にエアを吹き付けるエア吹き付け手段と、前記エア吹き付け手段により浮上させた最上位のシートから１枚ずつエア吸着して搬送する吸着搬送手段と、を備えた画像形成装置において、
前記吸着搬送手段は、複数個の吸着部を有し、
前記吸着搬送手段により吸着された最上位のシートに発生する変形の高低差を検出する高低差検出手段を有し、
前記高低差検出手段で検出された高低差と、シートが適正に搬送されるための許容高低差とを比較して、前記吸着搬送手段の前記複数個の吸着部の吸着を開始する時間をずらして吸着条件を変更させることを特徴とする画像形成装置。
前記複数個の吸着部は、シート搬送方向と直交方向に配置され、中央の吸着部が先に吸着を開始することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記複数個の吸着部は、シート搬送方向に配置され、搬送方向の上流側の吸着部が、先に吸着を開始することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記吸着条件の変更は前記複数個の吸着部の吸着を開始する時間のずらす量を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記吸着搬送手段は、少なくとも一つ以上の吸着部を有し、吸着の条件の変更は、前記吸着部の吸引風量を変化させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
シートを給送する前に、吸着の条件を決めることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
シートを給送するとき、前記高低差検出手段で検出された高低差に応じて、吸着の条件を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。