JP5979389B2

JP5979389B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5979389B2
Application number: JP2014058590A
Authority: JP
Inventors: 康夫中村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: US20150268611A1; CN104932219A; CN104932219B; US9563165B2; JP2015182834A

Description

本発明は、電子転写方式により記録紙上に画像を形成する画像形成装置に関するものであって、特に、給紙ローラーで給紙された記録紙を直接転写ローラーに搬送する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、複数枚の記録紙を積載する給紙部を備えており、給紙部に積載の記録紙を給紙ローラーで、装置内部の搬送路へ引き出し、複数の搬送ローラー対により転写ローラーに搬送する（特許文献１参照）。この特許文献１の画像形成装置に代表されるように、従来の画像形成装置において、給紙部は、揺動する昇降板（積載台）を有しており、最上の記録紙を給紙ローラーに接触させるよう、記録紙を積載する昇降板を駆動手段により上下に揺動させる。

特許第３８８５８６９号公報

従来の画像形成装置は、昇降板の昇降はギアの回転によって行われているため、昇降速度が遅い。そのため、給紙ローラーの回転と昇降板の昇降とを同一の駆動源で行っている場合には、昇降板上の記録紙の積載量（昇降板に積載されている記録紙の高さ）によって、給紙ローラーによる給紙のタイミングが変化する。また、近年においては、画像形成装置の小型化が要求され、給紙ローラーと転写ローラーとの間に搬送ローラー対がない画像形成装置も提案されている。このような給紙ローラーと転写ローラーとの間に搬送ローラーがない画像形成装置の場合には、給紙のタイミングが昇降板の記録紙積載量によって異なると、トナー画像の記録紙への転写位置が変化し安定した画像が得られない。

このような問題を鑑みて、本発明は、給紙ローラーから転写ローラーに記録紙を直接搬送する画像形成装置において、部品点数を増加させることなく、記録紙搬送を安定して行える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、給紙ローラーから送り出された記録紙を、像担持体と転写ローラーとによって挟持し搬送しながら前記像担持体から記録紙にトナー像を転写した後、定着装置で転写したトナー像を定着させる画像形成装置であって、記録紙を積載する昇降板と、前記昇降板を昇降自在に揺動させる昇降板揺動機構と、前記昇降板揺動機構に同期して前記給紙ローラーを回転させる回転駆動機構と、前記給紙ローラーから送り出された記録紙の先端を検出する記録紙検出部と、前記昇降板揺動機構を駆動させて前記昇降板を揺動するとともに前記給紙ローラーを回転させて、記録紙を給紙させる搬送制御部と、を備え、前記転写ローラーによってトナー像が記録紙へ転写される位置は、前記給紙ローラーによる給紙のタイミングに基づいて決まり、前記搬送制御部は、記録紙の給紙動作を実行する際、給紙動作を開始してから前記記録紙検出部による記録紙先端の検出までの給紙時間を測定し、測定した該給紙時間に基づいて、次の記録紙の給紙動作を開始させる給紙開始タイミングを設定し、前記給紙ローラーによる給紙のタイミングが前記昇降板上の記録紙の積載量にかかわらず一定となるように制御することを特徴とする。

この画像形成装置において、前記搬送制御部は、前記昇降板揺動機構の駆動開始から前記記録紙検出部による記録紙先端の検出までの時間を前記給紙時間として測定する。そし
て、前記搬送制御部は、前記給紙時間が長くなると、設定する給紙開始タイミングまでの時間を短く設定する。

上述の画像形成装置において、次回の給紙開始タイミングまでの給紙インターバル時間と前記給紙時間との関係を示すデータテーブルを格納しており、前記搬送制御部は、前記給紙時間を測定すると、該データテーブルを参照して前記給紙インターバル時間を算出し、前記給紙開始タイミングを設定するものとしても構わない。

これらの画像形成装置において、前記搬送制御部は、測定した前記給紙時間に基づいて、前記昇降板上の前記記録紙の積載枚数を推定するものとしても構わない。このとき、前記昇降板上の前記記録紙の積載枚数と前記給紙時間との関係を示すデータテーブルを格納しており、前記搬送制御部は、前記給紙時間を測定すると、該データテーブルを参照して前記記録紙の積載枚数を推定するものとしても構わない。そして、前記昇降板上の前記記録紙の積載枚数を表示する表示部を更に備え、前記搬送制御部において推定された前記記録紙の積載枚数を、前記表示部に表示させるものとしても構わない。

上述の画像形成装置において、前記昇降板の昇降動作に同期して前記給紙ローラーに対して接触位置と離間位置とに移動可能な記録紙分離部材を更に備えるものとして、給紙動作において記録紙の連れ送りを防止するものとしても構わない。

本発明によると、給紙開始から給紙された記録紙先端の検出までの給紙時間に基づき、次回の給紙開始タイミングを可変に設定できる構成としているため、昇降板への記録紙の積載量に関係なく、前回の給紙動作から同一タイミングで、記録紙を給紙ローラーに圧接させることができる。そのため、給紙ローラーによる記録紙の搬送路への引き込みが、昇降板への記録紙の積載量によってばらつくことがなく、常に同一タイミングで実行される。従って、転写ローラー及び定着装置のそれぞれに記録紙が搬送されるタイミングが常に一定となるため、記録紙の搬送を安定化できるとともに、記録紙への印字精度を高精度に維持できる。

は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。は、図１に示す画像形成装置における給紙部の部分斜視図である。は、図１に示す画像形成装置における給紙部の部分断面斜視図である。は、給紙が行われていないときの給紙部の断面図である。は、給紙が行われているときの給紙部の断面図である。は、記録紙分離部材が接触位置にあるときの部分断面斜視である。は、図２でＢ方向から見たときのギア駆動機構の斜視図である。は、図７のギア駆動機構の正面図である。は、図７のギア駆動機構の組立図である。は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。は、給紙ローラーの空転可能機構の一例を示す斜視略図である。は、最大積載枚数の記録紙の積載時における給紙開始直後の状態を示す画像形成装置の概略断面図である。は、最大積載枚数の記録紙の積載時において記録紙を給紙ローラーに圧接させたときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。は、１枚の記録紙の積載時において記録紙を給紙ローラーに圧接させたときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。は、記録紙を転写ローラーに搬送したときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。は、記録紙を定着装置に搬送したときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。は、画像形成装置における内部構成を示す制御ブロック図である。は、記録紙を搬送する際の搬送制御部における動作を示すフローチャートである。

本願発明の実施形態における画像形成装置の構成について、プリンターを一例として、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。

図１に示す画像形成装置Ｄは、トナー画像を担持し、反時計回りに回転駆動する円筒状の感光体（像担持体）１の周囲に、感光体１の表面を一様に帯電させる帯電ローラー２と、感光体１表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置３と、感光体１にトナーを供給し感光体１上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置４と、現像装置４によって形成された感光体１上のトナー画像を記録紙Ｐに転写する転写ローラー６と、記録紙Ｐ上のトナー画像を定着させる定着装置７とを備えている。

また、画像形成装置Ｄは、装置下部に給紙部１０を備えている。給紙部１０は、記録紙Ｐを積載する記録紙トレイ１１と、記録紙Ｐの搬送方向先端部を昇降させる昇降板１２と、給紙ローラー１３と、給紙ローラー１３に対して接触位置と離間位置とに移動する記録紙分離部材１４と、記録紙分離部材１４を給紙ローラー１３の方向に付勢する圧縮コイルばね１５とを有する。昇降板１２が上昇すると共に、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３と接触位置になると、給紙ローラー１３によって最上の記録紙から順に１枚ずつ搬送路に引き出される。

画像形成装置Ｄは、給紙ローラー１３と転写ローラー７との間の搬送路には、記録紙Ｐを検出するタイミングセンサー１６を備えている。タイミングセンサー（記録紙検出部）（１６は、光電センサーで構成されており、給紙ローラー１３から搬送された記録紙Ｐの先端を検出する。すなわち、給紙ローラー１３により給紙部１０から記録紙Ｐが搬送路に繰り出されると、タイミングセンサー１６が搬送路上の記録紙Ｐの先端を検出する。このタイミングセンサー１６による記録紙Ｐの先端の検出をトリガとして、感光体１表面に露光装置３による静電潜像が形成される。

画像形成動作について説明する。まず、所定の周速度で回転する感光体１の外周面が帯電ローラー２によって一様に帯電される。次に、帯電された感光体１の表面に、例えばパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像データに基づいて露光装置３から光が照射されて感光体１に静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置４から供給されるトナーによって可視像化される。このようにして感光体１の表面に形成されたトナー画像は感光体１の回転によって、感光体１と転写ローラー６とのニップ部（転写領域）に搬送される。転写ローラー６は、駆動モーター３９（図２３参照）によって回転すると共に、圧縮コイルばね（不図示）によって感光体１に圧接している。また、転写ローラー６には、不図示の電圧印加手段によって転写バイアス電圧が印加される。

一方、記録紙トレイ１１に積載された記録紙Ｐは、給紙ローラー１３によって最上の記録紙から順に搬送路に引き出される。そして、タイミングセンサー１６によって記録紙Ｐ
の先端位置が検知され、感光体１の回転タイミングに合わせて転写領域に搬送される。感光体１と転写ローラー６とのニップ部を記録紙Ｐが通過する際に、転写ローラー６に転写バイアス電圧が印加され、感光体１に形成されたトナー画像が記録紙Ｐに転写される。トナー画像が転写された記録紙Ｐは定着装置７に搬送される。

定着装置７は、記録紙Ｐの印字表面を加熱する加熱ローラー（定着ローラー）７１と、加熱ローラー７１に対向して記録紙Ｐを狭持して加圧する加圧ローラー７２とで構成されている。この定着装置７において、記録紙Ｐは、加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２により加熱・加圧されて記録紙Ｐ上のトナー画像は記録紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した記録紙Ｐは排紙ローラー対８によって排紙トレイ９に排出される。

画像形成装置Ｄでは、給紙ローラー１３から、定着装置７における加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２とのニップ部までの間の搬送路には搬送ローラー対を設けていない。これにより搬送路を短くし装置の小型化を図っている。また、画像形成装置Ｄでは、転写ローラー６の周速度を給紙ローラー１３の周速度よりも速くしている。これにより、搬送路において記録紙Ｐが弛んでループ状になるのを防ぎ、搬送路を最小限の容積に抑えて装置のさらなる小型化を図っている。

画像形成装置Ｄは、記録紙Ｐの給紙を開始すると、昇降板１２を上方に移動させて、昇降板１２上に積載された記録紙Ｐを給紙ローラー１３に当接させると同時に、記録紙分離部材１４を離間位置から接触位置に変位させる。昇降板１２の上方移動のための揺動動作に合わせて、給紙ローラー１３の駆動軸１７（図２参照）を回転させるものの、給紙ローラー１３は停止状態となる。そして、昇降板１２の揺動開始後に所定時間が経過すると、給紙ローラー１３が回転を開始して、昇降板１２に積載された最上の記録紙Ｐを給紙ローラー１３が搬送路に引き出す。これにより、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４とが記録紙Ｐを挟持して、転写ローラー６に向かって搬送する。

その後、記録紙Ｐは、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４との間と、感光体１と転写ローラー６との間の両方に挟持された状態が生じる。このとき、記録紙Ｐは、周速度の速い感光体１と転写ローラー６との搬送力によって、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４との間から引き抜かれる。そして、感光体１及び転写ローラー６が記録紙Ｐを狭持して、感光体１のトナー画像を記録紙Ｐに転写すると同時に、定着装置７に向かって搬送する。

記録紙Ｐの先端が定着装置７に到達すると、記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１と加圧ローラー７２とのニップ部に挟持される。記録紙Ｐは、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４との間と、感光体１と転写ローラー６との間と、加熱ローラー７１と加圧ローラー７２との間の全てで挟持された状態が生じる。このとき、記録紙分離部材１４を接触位置から離間位置に移動させるとともに、給紙ローラー１３を空転させる。これにより、感光体１、転写ローラー６、加熱ローラー７１、及び加圧ローラー７２それぞれの駆動負荷の上昇を抑えられるため、記録紙Ｐが安定して搬送されることとなる。従って、記録紙Ｐの搬送速度の変化に基づく、記録紙Ｐへの転写トナー画像の乱れを防止できる。

以下、記録紙分離部材１４を接触位置から離間位置に移動させる機構及び給紙ローラー１３を空転させる機構について詳述する。図２及び図３に、給紙部１０の部分斜視図を示す。記録紙Ｐの搬送方向先端部を積載する昇降板１２は、図２の矢印Ａ方向から見て左右両側にある軸１２１ａ及び軸１２１ｂによって給紙ローラー１３側が昇降自在に支持されている。また、昇降板１２は、図３で示すように、圧縮コイルばね１２４によって給紙ローラー１３の方向へ常に付勢されている。

また、昇降板１２の左右側部には突出部１２２ａ，１２２ｂが形成されている。そして、ハウジングに回転自在に設けられたカムギア２４ａ，２４ｂのそれぞれの内側面にはカム突起２４１ａ，２４１ｂが形成されている。カムギア２４ａ，２４ｂが回転して、カム突起２４１ａ，２４１ｂが昇降板１２の突出部１２２ａ，１２２ｂに当接し、突出部１２２ａ，１２２ｂを押し下げることによって、昇降板１２は、圧縮コイルばね１２４の付勢力に抗して押し下げられる。図４に、このときの状態を示す垂直断面図を示す。そして、カムギア２４ａ，２４ｂが回転してカム突起２４１ａ，２４１ｂと突出部１２２ａ，１２２ｂとの係合状態が解消されると、昇降板１２は、圧縮コイルばね１２４の付勢力によって上方に移動し、給紙ローラー１３と圧接した状態となる。図５に、このときの状態を示す垂直断面図を示す。

図６に示すように、給紙ローラー１３に圧接し、記録紙Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す記録紙分離部材１４は、給紙ローラー１３と接触して記録紙Ｐを挟み込むフリクションパッド１４１とそれを保持するホルダー１４２とを有し、圧縮コイルばね１５によって給紙ローラー１３の方向に常に付勢されている。そして、ホルダー１４２に形成された突起１４２ａが、レバー保持部１８ａを支点として揺動する略Ｌ字状のレバー１８に当接している。また、レバー１８の自由端側は、昇降板１２の先端位置にあるレバー当接部１２３（図５に図示）の下方に位置している。

図４に示したように、昇降板１２が、圧縮コイルばね１２４の付勢力に抗して押し下げられると、レバー１８の自由端側が昇降板１２のレバー当接部１２３によって押し下げられて、レバー１８はレバー保持部１８ａを支点として下方向へ移動する。レバー１８が下方に移動することによって、レバー１８に当接しているホルダー１４２の突起１４２ａが下方に押し下げられ、記録紙分離部材１４は下方に移動する。これによって、記録紙分離部材１４は、給紙ローラー１３から離れた離間位置となる。一方、図５に示したように、昇降板１２が、圧縮コイルばね１２４の付勢力によって上方に移動すると、レバー１８は通常状態に戻り、記録紙分離部材１４は圧縮コイルばね１５によって給紙ローラー１３に圧接する。このように、記録紙分離部材１４は、昇降板１２の昇降に連動して給紙ローラー１３に対して接触位置と離間位置とに移動する。

次に、カムギア２４ａ，２４ｂ及び給紙ローラー１３の回転駆動機構について説明する。図２及び図３に示すように、給紙ローラー１３は駆動軸１７に取り付けられており、駆動軸１７の両端に取り付けられた連結ギア２５ａ，２５ｂは、カムギア２４ａ，２４ｂと歯合している。図７に、図２の矢印Ｂ方向から見た斜視図を示す。なお、図７ではギア列を保持する本体の基板を省略している。

図７に示すように、ラチェット欠歯ギア２２と欠歯ギア２３、カムギア２４ａとが同軸上に取り付けられている。そして、ラチェット欠歯ギア２２と欠歯ギア２３とは、モーター３９からの回転駆動を伝達する駆動ギア２１と歯合し、カムギア２４ａは、連結ギア２５ａと歯合している。ラチェット欠歯ギア２２の側面には、回転方向に向かって段差を設けた段部２２２が形成されている。段部２２２には、ソレノイド４０によって軸３１を中心として揺動するレバー３０の係止部３２が係合する。

図８に、図７に示すギア列の正面図を示す。軸３１を中心として揺動可能なレバー３０は、係止部３２と作用部３３とを有する。作用部３３は、ソレノイド４０の作動桿４１と連結している。ソレノイド４０に通電がなされると、圧縮コイルばね４２の付勢力に抗して作動桿４１が上方に移動し、レバー３０は軸３１を中心として反時計回りに回転する。これにより、段部２２２と係止部３２との係合が解除され、ラチェット欠歯ギア２２は回転可能状態となる。その後、ソレノイド４０が非通電状態になると、圧縮コイルばね４２の付勢力によって作動桿４１が下方に移動し、レバー３０は軸３１を中心として時計回り
に回転し、係止部３２がラチェット欠歯ギア２２の軸部に摺接する。そして、ラチェット欠歯ギア２２が１回転したところで係止部３２と段部２２２とが再び係合し、ラチェット欠歯ギア２２の回転が止められる。なお、係止部３２と段部２２２とが係合している状態のとき、ラチェット欠歯ギア２２の欠歯部２２１が駆動ギア２１との噛み合い位置にあり、駆動ギア２１から回転駆動力はラチェット欠歯ギア２２には伝達されない。

図９に、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ａの組立斜視図を示す。カムギア２４ａは、第１連結軸２４２によって欠歯ギア２３と連結され、欠歯ギア２３と一体で回転する。欠歯ギア２３には欠歯部２３１が形成されており、この部分では駆動ギア２１からの回転駆動力は伝達されない。ラチェット欠歯ギア２２は、第２連結軸２３４によって欠歯ギア２３と連結されているが、欠歯ギア２３に対して一定の角度範囲で自由に回動することができる。すなわち、欠歯ギア２３の側面に周方向に所定長さ形成された溝部２３３（図１０に図示）に、ラチェット欠歯ギア２２の側面に形成された突起２２３が係入し、溝部２３３（図１０に図示）の端部壁と突起２２３との間には圧縮コイルばね２６が介装されている。ラチェット欠歯ギア２２にも欠歯部２２１が形成されており、この部分では駆動ギア２１からの回転駆動力は伝達されない。

図１０〜図１５によって、このような構造のギア駆動機構の動作説明をする。なお、図１０〜図１５それぞれにおける（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ｂの同時期の動きを示している。また、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ａ（２４ｂ）、及び突出部１２２ａ（１２２ｂ）が、昇降板揺動機構を構成している。

図１０は、ギア駆動機構が待機状態のときの図である。同図（ａ）に示すように、ラチェット欠歯ギア２２は、レバー３０の係止部３２と段部２２２とが係合して回転が止められている。また、ラチェット欠歯ギア２２は、欠歯部２２１が駆動ギア２１と対向する位置にあり、駆動ギア２１からの回転駆動は伝達されていない。同図（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３も、欠歯部２３１が駆動ギア２１と対向する位置にあり、駆動ギア２１から回転駆動は欠歯ギア２３にも伝達されない。この状態のとき、圧縮コイルばね２６は、溝部２３３の端部壁と突起２２３との間で圧縮された状態にある。同図（ｃ）に示すように、カムギア２４ｂは、カム突起２４１ｂが昇降板１２の突出部１２２ｂと係合した位置にあり、昇降板１２は下方に押し下げられた状態にある。この状態のとき、図４に示したように、記録紙分離部材１４は給紙ローラー１３から離間した位置にある。

次に、図１１（ａ）に示すように、ソレノイド４０に通電されてレバー３０の係止部３２と段部２２２との係合が解除されると、ラチェット欠歯ギア２２は回転可能となる。一方、同図（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３は未だ回転できない状態にあるので、圧縮コイルばね２６によって、ラチェット欠歯ギア２２は反時計回りに回転し、ラチェット欠歯ギア２２の歯部が駆動ギア２１と歯合するようになる。このとき、欠歯ギア２３及びカムギア２４ｂは、図１１（ｂ）、（ｃ）に示す待機状態のままである。

図１２（ａ）に示すように、駆動ギア２１からの回転駆動がラチェット欠歯ギア２２に伝達され、ラチェット欠歯ギア２２が回転して、突起２２３が欠歯ギア２３の側面突起２３２と当接すると、同図（ｂ）に示すように欠歯ギア２３も回転を始める。また、欠歯ギア２３の回転によってカムギア２４ａも回転する。そして、カムギア２４ａと歯合する連結ギア２５ａが回転し、これにより、連結ギア２５ａが取り付けられた駆動軸１７と、連結軸１７の他方端に取り付けられた連結ギア２５ｂが回転し、同図（ｃ）に示すように、連結ギア２５ｂと歯合するカムギア２４ｂが回転する。このとき、給紙ローラー１３の駆動軸１７も回転を始める。

これにより、図１３（ｃ）に示すように、カムギア２４ａ，２４ｂのカム突起２４１ａ，２４１ｂと、昇降板１２の突出部１２２ａ，１２２ｂとの係合が解除されるので、昇降板１２は圧縮コイルばね１２４の付勢力によって上方に移動し、昇降板１２上に積載されている記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接するようになる。また、同時に、レバー１８によって押し下げられていた記録紙分離部材１４も、圧縮コイルばね１５の付勢力によって給紙ローラー１３と圧接する接触位置となる（図５を参照）。そして、給紙ローラー１３が回転することにより、記録紙Ｐの給紙を開始する。なお、ソレノイド４０は、レバー３０の係止部３２と段部２２２との係合が解除された後、非通電状態に戻り、図１３（ａ）に示すように、レバー３０の係止部３２はラチェット欠歯ギア２２の軸と摺接する位置に戻る。

図１４（ａ）に示すように、ラチェット欠歯ギア２２がさらに回転し、ラチェット欠歯ギア２２の欠歯部２２１が駆動ギア２１と対向する位置に至ると、ラチェット欠歯ギア２２は駆動ギア２１からの回転駆動力を伝達されなくなる。このとき、同図（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３は駆動ギア２１とまだ歯合しており回転を続けているため、圧縮コイルばね２６の弾性力でラチェット欠歯ギア２２はさらに少し回転し、レバー３０の係止部３２と段部２２２との係合し、ラチェット欠歯ギア２２の回転が完全に停止する。また、同図（ｃ）に示すように、カムギア２４ａ，２４ｂのカム突起２４１ａ，２４１ｂは、昇降板１２の突出部１２２ａ，１２２ｂの傾斜面と接触し、昇降板１２は徐々に下方に押し下げられる。また同時に、昇降板１２が下方に押し下げられると、図４に示したように、記録紙分離部材１４もレバー１８によって給紙ローラー１３から離れる方向（下方）に押し下げられる。これにより、給紙ローラー１３の回転による記録紙Ｐの給紙は停止する。

次いで、図１５（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３の欠歯部２３１が駆動ギア２１と対向する位置になると、欠歯ギア２３は駆動ギア２１から回転駆動力が伝達されなくなる。そして、同図（ｃ）に示すように、カムギア２４ａ，２４ｂのカム突起２４１ａ，２４１ｂが突出部１２２ａ，１２２ｂと係合して、昇降板１２は押し下げられた状態となり、図４に示したように、記録紙分離部材１４はレバー１８によって給紙ローラー１３から離れた離間位置となる。このとき、圧縮コイルばね１２４の弾性力が、突出部１２２ａ、１２２ｂを介してカム突起２４１ａ、２４１ｂに伝わり、カムギア２４ａ、２４ｂが若干回転してカム突起２４１ａ，２４１ｂと突出部１２２ａ，１２２ｂとは定位置で係合し、図１０に示す待機状態に戻る。

以上のように、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ａ，２４ｂが１回転するごとに、記録紙Ｐが記録紙トレイ１１から引き出され、感光体１と転写ローラー６とのニップ部に搬送される。すなわち、搬送された記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１と加圧ローラー７２とのニップ部で挟持された時、昇降板１２が押し下げられた状態となり、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３から離れた離間位置になる。従って、記録紙Ｐの先端が定着装置７に到達したときに、記録紙Ｐ２の後端側が給紙ローラー１３に係っていたとしても、給紙ローラー１３が転写ローラー６や定着装置７における回転駆動の負荷となることが回避される。

次に、給紙ローラー１３を空転させる機構について説明する。上述したように、給紙ローラー１３は、連結ギア２５ａ，２５ｂを介してカムギア２４ａ，２４ｂと連動する駆動軸１７に対して、所定区間だけ空転可能に構成されている。図１６に、空転可能機構の一例を示す斜視図を示す。

円筒状で、内周面に軸方向と平行な複数本の突条５１ａが形成され、外周面の軸方向端部に周方向長さｄ１の凸部５１ｂが形成された固定具５１が、断面が略コ字状の駆動軸１７に固定される。そして、この固定具５１に給紙ローラー１３が回転自在に外嵌されている。給紙ローラー１３は、円筒状の基部１３１と、基部１３１の外周に形成された弾性層１３２とを有する。基部１３１の軸方向端部には、周方向の長さＬの切り欠き部１３１ａが形成されている。

切り欠き部１３１ａの周方向長さＬは、凸部５１ｂの周方向長さｄ１よりも長く、固定具５１の凸部５１ｂが切り欠き部１３１ａ内に位置するように、給紙ローラー１３は固定具５１に取り付けられる。切り欠き部１３１ａの周方向長さＬと凸部５１ｂの周方向長さｄ１との差が、給紙ローラー１３又は駆動軸１７が空転可能な長さｄ２となる。すなわち、凸部５１ｂが切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｂと当接するまで、駆動軸１７が空転する一方で、切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｃが凸部５１ｂと当接するまで、給紙ローラー１３が空転する。なお、給紙ローラー１３が給紙動作を行うとき、給紙ローラー１３は、図１６の矢印方向に回転する。

なお、空転可能機構５０における、固定具５１の凸部５１ｂと給紙ローラー１３の切り欠き部１３１ａと係合構造は、図１６に例示した構成の他に、例えば、固定具５１の外周面に軸方向に平行な凸部を設けると共に、給紙ローラー１３の基部１３１の内周面に、軸方向に平行な凹部を設け、凹部の周方向の長さを凸部の周方向の長さよりも長くした係合構造としてもよい。また、前記実施形態では、昇降板１２及び記録紙分離部材１４の昇降を３枚のギアとカム機構を用いて１つの駆動源によって行っていたが、昇降板１２と記録紙分離部材１４の昇降をそれぞれ別の駆動源によって行うようにしてもよい。

給紙ローラー１３の給紙動作について、図１７〜図２１を参照して、以下に説明する。図１７〜図２１はそれぞれ、画像形成装置Ｄの各部の動作を説明する概略断面図である。図１７が、給紙動作開始時の状態を示し、図１８が、最大積載枚数の記録紙Ｐを積載したときの状態を示し、図１９が、１枚の記録紙Ｐを積載したときの状態を示し、図２０が、記録紙Ｐが転写ローラー６に到達したときの状態を示し、図２１が、記録紙Ｐが定着装置７に到達したときの状態を示す。

図１７に示すように、給紙動作の開始直後は、カムギア２４ａ（２４ｂ）のカム突起２４１ａ（２４１ｂ）が昇降板１２の突出部１２２ａ（１２２ｂ）における段差部２１９で係合しており、昇降板１２は下方に押し下げられた状態にあり、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３から離間している。その後、駆動ギア２１からの回転駆動がカムギア２４ａに伝達されるため、カムギア２４ａは、カム突起２４１ａと突出部１２２ａとの係合を解除する方向へ回転する。また、カムギア２４ａの回転動力が駆動軸１７に一端に取り付けた連結ギア２５ａに伝達されるため、駆動軸１７が、カムギア２４ａの回転に同期して回転を開始する。これにより、給紙ローラー１３が回転して、記録紙Ｐ１の給紙が開始する。

図１８に示すように、最大積載枚数の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カム突起２４１ａ（２４１ｂ）と突出部１２２ａ（１２２ｂ）との係合が解除された直後に、昇降板１２上で最上となる記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。すなわち、最大積載枚数の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カムギア２４ａ（２４ｂ）のカム突起２４１ａ（２４１ｂ）が、給紙動作の開始直後の位置（図１７参照）から角度θ１だけ回転したときに、昇降板１２上の記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。そして、給紙ローラー１３が回転することで、給紙ローラー１３に圧接している最上の記録紙Ｐが搬送路に繰り出される。なお、記録紙分離部材１４が圧縮コイルばね１５によって給紙ローラー１３との接触位置に移動しているため、記録紙Ｐが１枚だけ選択的に搬送路に搬送される。

一方、図１９に示すように、１枚の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カム突起２４１ａ（２４１ｂ）と突出部１２２ａ（１２２ｂ）との係合が解除されてから、カムギア２４ａ（２４ｂ）が暫く回転した後に、昇降板１２上の記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。すなわち、１枚の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カムギア２４ａ（２４ｂ）のカム突起２４１ａ（２４１ｂ）が、給紙動作の開始直後の位置（図１７参照）から角度θ２だけ回転したときに、昇降板１２上の記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。そして、給紙ローラー１３が回転することで、給紙ローラー１３に圧接している最上の記録紙Ｐが搬送路に繰り出される。

上述のようにして給紙ローラー１３が昇降板１２上の最上の記録紙Ｐ２を搬送路に引き出すと、記録紙検出センサー８が記録紙Ｐ２の先端を検出することで、感光体１に静電潜像が形成される。感光体１は、現像装置４により静電潜像に形成されたトナー画像を、転写ローラー６とのニップ領域に搬送し、給紙ローラー１３により搬送される記録紙Ｐにトナー画像を転写させる。このとき、図２０に示すように、トナー画像が転写される記録紙Ｐは、感光体１と転写ローラー６とにより狭持されると同時に、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４とにより狭持される。

その後、給紙ローラー１３と感光体１及び転写ローラー６との回転駆動により、記録紙Ｐが定着装置７に向かって搬送される。記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２のニップ部に到達すると、図２１に示すように、記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１と加圧ローラー７２とによる狭持されると同時に、記録紙Ｐの中途部が感光体１と転写ローラー６とにより狭持される。一方で、図２１に示すように、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３から離間することとなるため、記録紙Ｐの後端側は、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４とによる挟持が解除される。

このとき、カムギア２４ａ（２４ｂ）の回転が停止すると同時に駆動軸１７の回転も停止するため、転写ローラー６及び定着装置７が回転して記録紙Ｐ２を引き出すことで、給紙ローラー１３が空転する。そのため、給紙ローラー１３は、切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｃが凸部５１ｂと当接するまで空転することとなり、次の記録紙Ｐ２の搬送に備えて、給紙ローラー１３及び駆動軸１７の関係が、図１７に示すような初期状態となる。

画像形成装置Ｄは、図２２に示すように、装置内の各部の動作を制御するための主制御部８０と、記録紙Ｐの搬送に係る部品の動作を制御する搬送制御部８１と、画像形成装置Ｄの状態を表示するとともにユーザーからの操作を受け付ける操作パネル８２とを備える。搬送制御部８１は、主制御部８０からの画像形成開始信号を受けて、記録紙Ｐの給紙動作を開始させるとともに、主制御部８０からの画像形成停止信号を受けて、記録紙Ｐの給紙動作を終了させる。

搬送制御部８１は、積載枚数推定テーブル８３を参照して、記録紙トレイ１１の昇降板１２上における記録紙Ｐの積載枚数を推定し、推定枚数によって決定される給紙開始タイミングを給紙開始時間記憶部８４に記憶させる。また、搬送制御部８１は、駆動モーター３９に制御信号を与えることで、転写ローラー６、定着装置７及び排紙ローラー対８等を回転駆動させて、記録紙Ｐを搬送させるとともに、ソレノイド４０に制御信号を与えることで、記録紙トレイ１１から記録紙Ｐを給紙させる。更に、搬送制御部８１は、タイミングセンサー１６からの入力信号に基づいて、記録紙トレイ１１から給紙された記録紙Ｐの給紙タイミングを確認するとともに、タイマー８５により時間を計測する。

画像形成装置Ｄの制御ブロックが図２２のように構成されるとき、搬送制御部８１における搬送制御動作について、図２３を参照して、以下に説明する。搬送制御部８１は、主制御部からの画像形成開始信号を受けると（ＳＴＥＰ１）、画像形成のために記録紙Ｐを搬送させるよう、駆動モーター３９による回転動作を開始させる（ＳＴＥＰ２）。この駆
動モーター３９が回転することにより、感光体１、帯電ローラー２、転写ローラー６、加熱ローラー７１、加圧ローラー７２、及び排紙ローラー対８のそれぞれが回転動作を開始する。

その後、搬送制御部８１は、ソレノイド４０を動作させるべく通電させることにより、記録紙Ｐの給紙動作を開始する（ＳＴＥＰ３）。このソレノイド４０が駆動することで、レバー３０によるラチェット欠歯ギア２２への係止が解除され、駆動ギア２１から回転駆動力によりラチェット欠歯ギア２２が回転する。これにより、上述したように、昇降板１２が揺動して上方に移動するとともに、給紙ローラー１３が回転駆動する。よって、昇降板１２に積載された記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接すると、給紙ローラー１３が、最上の記録紙Ｐを搬送路へ引き出す。

このようにして記録紙Ｐの給紙動作を開始すると、搬送制御部８１は、タイミングセンサー１６からの入力信号を確認し、記録紙Ｐの先端が通過したか否かを検出する（ＳＴＥＰ４）。このとき、搬送制御部８１は、タイミングセンサー１６からの入力信号により記録紙Ｐの先端を確認すると（ＳＴＥＰ４でＹｅｓ）、主制御部８０に記録紙Ｐの先端通過を通知する（ＳＴＥＰ５）。その後、搬送制御部８１は、タイマー８５の計時動作に基づいて、ソレノイド４０の駆動開始から記録紙Ｐ先端の通過までの時間Ｔ１（以下、「給紙時間Ｔ１」と呼ぶ）を計測する（ＳＴＥＰ６）。

上述したように、昇降板１２上の記録紙Ｐの積載枚数によって給紙ローラー１３への圧接までにかかる時間が異なるため、記録紙Ｐの積載枚数が少ないほど、給紙時間Ｔ１が長くなる。従って、搬送制御部８１は、給紙時間Ｔ１を測定することによって、給紙時間Ｔ１に対する記録紙Ｐの積載枚数を記憶した積載量推定テーブル８３を参照し、昇降板１２上における記録紙Ｐの積載枚数を推定する（ＳＴＥＰ７）。搬送制御部８１は、図２３に示す例では、給紙時間Ｔ１がＴｘ１［ｍ秒］未満のとき、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ１［枚］以上と推定し、給紙時間Ｔ１がＴｘ１［ｍ秒］以上Ｔｘ２（Ｔｘ２＞Ｔｘ１）［ｍ秒］未満のとき、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ２（Ｐｘ２＜Ｐｘ１）［枚］以上Ｐｘ１［枚］未満と推定し、給紙時間Ｔ１がＴｘ２［ｍ秒］以上Ｔｘ３（Ｔｘ３＞Ｔｘ２）［ｍ秒］未満のとき、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ３（Ｐｘ３＜Ｐｘ２）［枚］以上Ｐｘ２［枚］未満と推定し、給紙時間Ｔ１がＴｘ３［ｍ秒］以上のとき、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ３［枚］未満と推定する。

搬送制御部８１は、記録紙Ｐの積載枚数を推定すると、推定した記録紙Ｐの積載枚数に基づいて次回の記録紙Ｐの給紙開始タイミングを設定する（ＳＴＥＰ８）。即ち、搬送制御部８１は、次回の記録紙Ｐの給紙においてソレノイド４０を駆動させるタイミングを設定する。このとき、搬送制御部８１は、現在の給紙動作におけるソレノイド４０の駆動から次回の給紙動作におけるソレノイド４０の駆動開始までの時間（給紙インターバル時間）Ｔ２を設定することで、次回の給紙開始タイミング（給紙開始時間）を設定し、給紙開始時間記憶部８４に記憶させる。

搬送制御部８１は、給紙時間Ｔ１（ソレノイド４０駆動開始からタイミングセンサー１６による記録紙Ｐ１先端の通過検知までの時間）が短いと、記録紙Ｐの積載枚数が多いものと推定し、給紙インターバル時間Ｔ２を長い値に設定する。一方、搬送制御部８１は、給紙時間Ｔ１が長いと、記録紙Ｐの積載枚数が少ないものと推定し、給紙インターバル時間Ｔ２を短い値に設定する。即ち、搬送制御部８１は、図２３に示す例では、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ１［枚］以上と推定したとき、給紙インターバル時間Ｔ２をＴｙ１［ｍ秒］に設定し、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ２［枚］以上Ｐｘ１［枚］未満と推定したとき、給紙インターバル時間Ｔ２をＴｙ２（Ｔｙ２＜Ｔｙ１）［ｍ秒］に設定し、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ３［枚］以上Ｐｘ２［枚］未満と推定したとき、給紙インターバル時間Ｔ２をＴｙ３（Ｔｙ３＜Ｔｙ２）［ｍ秒］に設定し、記録紙Ｐの積載枚数がＰｘ３［枚］未満と推定したとき、給紙インターバル時間Ｔ２をＴｙ４（０＜Ｔｙ４＜Ｔｙ３）［ｍ秒］に設定する。

なお、給紙インターバル時間Ｔ２は、記録紙Ｐの推定積載枚数ではなく、給紙時間Ｔ１に基づいて設定されるものとしても構わない。即ち、搬送制御部８１は、記録紙Ｐの積載枚数が最大枚数となるときの給紙時間を基準時間Ｔｘ０として記憶しており、記録紙Ｐの給紙動作における給紙時間Ｔ１を計測したとき、基準時間Ｔｘ０との差分値ΔＴ１（＝Ｔ１−Ｔｘ０）を算出する。また、搬送制御部８１は、記録紙Ｐの積載枚数が最大枚数となるときの給紙インターバル時間を基準時間Ｔｙ０として記憶しており、上記差分値ΔＴ１を基準時間Ｔｙ０に加算した時間Ｔｙ０＋ΔＴ１を、給紙インターバル時間Ｔ２に設定する。

そして、搬送制御部８１は、ＳＴＥＰ７で推定した記録紙Ｐの積載枚数を主制御部８０に通知する（ＳＴＥＰ９）。主制御部８０は、搬送制御部８１より記録紙Ｐの推定積載枚数を受けると、操作パネル８２に記録紙Ｐの推定積載枚数を表示させる。このとき、主制御部８０は、操作パネル８２を通じてユーザーより入力された記録紙Ｐの紙種や坪量に基づいて記録紙Ｐの厚みを確認し、おおよその記録紙Ｐの推定積載枚数を算出する。そして、操作パネル８２は、主制御部８０で算出された推定積載枚数を、数値や図形指標などによって表示する。これにより、ユーザーは、操作パネル８２の表示を確認することで、記録紙Ｐの大凡の積載枚数（残り枚数）を認識できる。

その後、搬送制御部８１は、主制御部８０より画像形成終了信号を受けたか否かを確認する（ＳＴＥＰ１０）。このとき、搬送制御部８１は、主制御部８０より画像形成終了信号給紙開始時間を受信していない場合は（ＳＴＥＰ１０でＮｏ）、記憶部８４に記憶した給紙開始タイミングとタイマー８５により計時された時間とを比較し、給紙開始タイミングに到達したか否かを確認する（ＳＴＥＰ１１）。そして、給紙開始タイミングに到達したとき（ＳＴＥＰ１１でＹｅｓ）、ＳＴＥＰ３に移行して、ソレノイド４０を駆動させ、次の記録紙Ｐの給紙動作を開始させる。一方、主制御部８０より画像形成終了信号給紙開始時間を受信した場合は（ＳＴＥＰ１０でＹｅｓ）、搬送制御部８１は、駆動モーター３９を停止させて、画像形成動作を終了させる（ＳＴＥＰ１２）。

上述のように、搬送制御部８１は、記録紙Ｐの積載枚数が多いときには、給紙時間Ｔ１ａが短いため、給紙インターバル時間Ｔ２ａを長く設定する一方、記録紙Ｐの積載枚数が少ないときには、給紙時間Ｔ１ｂが長いため、給紙インターバル時間Ｔ２ｂを短く設定する。すなわち、搬送制御部８１は、記録紙Ｐの積載枚数の多少に関わらず、タイミングセンサー１６の測定位置へ記録紙Ｐ先端を同一タイミングで通過させるように、次回の給紙開始タイミングを設定する。

これにより、画像形成装置Ｄは、昇降板１２に積載される記録紙Ｐの枚数にかかわらず、給紙ローラー１３による記録紙Ｐの搬送路への引き出しタイミングを同一タイミングとできる。すなわち、給紙ローラー１３による記録紙Ｐの搬送長さを一定とできるため、記録紙の搬送速度を安定化できる。そして、給紙動作を開始してから記録紙Ｐが転写ローラー６のニップ部に到達するまでの時間を一定時間とすることができ、転写ローラー６での画像転写タイミングを略一定とすることができる。従って、感光体１での転写画像の形成位置を略一定とできるため、感光体１及び転写ローラー６による転写部での印字精度を高精度に維持できる。

更に、本願発明における画像形成装置として、コピー機能、スキャナー機能、プリンター機能、ファックス機能を有するＭＦＰ（Multifunction Peripheral）であっても構わな
いし、プリンター、コピー機、ファクシミリ等であっても構わない。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

Ｄ画像形成装置
Ｐ記録紙
１感光体
２帯電ローラー
３露光装置
４現像装置
６転写ローラー
７定着装置
８排紙ローラー対
９排紙トレイ
１０給紙部
１１記録紙トレイ
１２昇降板
１３給紙ローラー
１４記録紙分離部材
１５圧縮コイルばね
１６タイミングセンサー
１７駆動軸
１８レバー
１８ａレバー保持部
２１駆動ギア
２２ラチェット欠歯ギア
２３欠歯ギア
２４ａ，２４ｂカムギア
２５ａ，２５ｂ連結ギア
２６圧縮コイルばね
３１軸
３２係止部
３３作用部
３９駆動モーター
４０ソレノイド
４１作動桿
５０空転可能機構
５１固定具
５１ａ突条
５１ｂ凸部
７１加熱ローラー（定着ローラー）
７２加圧ローラー
８０主制御部
８１搬送制御部
８２操作パネル
８３積載量推定テーブル
８４給紙開始時間記憶部
８５タイマー
１２１ａ，１２１ｂ軸
１２２ａ，１２２ｂ突出部
１２３レバー当接部
１２４圧縮コイルばね
１３１基部
１３１ａ切り欠き部
１３１ｂ，１３１ｃ側壁
１３２弾性層
１４１フリクションパッド
１４２ホルダー
１４２ａ突起
２１９段差部
２２０頂部
２２１欠歯部
２２２段部
２２３突起
２３１欠歯部
２３２側面突起
２３３溝部
２３４第１連結軸
２４１ａ，２４１ｂカム突起
２４２第１連結軸

Claims

給紙ローラーから送り出された記録紙を、像担持体と転写ローラーとによって挟持し搬送しながら前記像担持体から記録紙にトナー像を転写した後、定着装置で転写したトナー像を定着させる画像形成装置であって、
記録紙を積載する昇降板と、
前記昇降板を昇降自在に揺動させる昇降板揺動機構と、
前記昇降板揺動機構に同期して前記給紙ローラーを回転させる回転駆動機構と、
前記給紙ローラーから送り出された記録紙の先端を検出する記録紙検出部と、
前記昇降板揺動機構を駆動させて前記昇降板を揺動するとともに前記給紙ローラーを回転させて、記録紙を給紙させる搬送制御部と、
を備え、
前記転写ローラーによってトナー像が記録紙へ転写される位置は、前記給紙ローラーによる給紙のタイミングに基づいて決まり、
前記搬送制御部は、記録紙の給紙動作を実行する際、給紙動作を開始してから前記記録紙検出部による記録紙先端の検出までの給紙時間を測定し、測定した該給紙時間に基づいて、次の記録紙の給紙動作を開始させる給紙開始タイミングを設定し、前記給紙ローラーによる給紙のタイミングが前記昇降板上の記録紙の積載量にかかわらず一定となるように制御することを特徴とする画像形成装置。
前記搬送制御部は、前記昇降板揺動機構の駆動開始から前記記録紙検出部による記録紙先端の検出までの時間を前記給紙時間として測定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記搬送制御部は、前記給紙時間が長くなると、設定する給紙開始タイミングまでの時間を短く設定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
次回の給紙開始タイミングまでの給紙インターバル時間と前記給紙時間との関係を示すデータテーブルを格納しており、
前記搬送制御部は、前記給紙時間を測定すると、該データテーブルを参照して前記給紙インターバル時間を算出し、前記給紙開始タイミングを設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記搬送制御部は、測定した前記給紙時間に基づいて、前記昇降板上の前記記録紙の積載枚数を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記昇降板上の前記記録紙の積載枚数と前記給紙時間との関係を示すデータテーブルを格納しており、
前記搬送制御部は、前記給紙時間を測定すると、該データテーブルを参照して前記記録紙の積載枚数を推定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記昇降板上の前記記録紙の積載枚数を表示する表示部を更に備え、
前記搬送制御部において推定された前記記録紙の積載枚数を、前記表示部に表示させることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
前記昇降板の昇降動作に同期して前記給紙ローラーに対して接触位置と離間位置とに移動可能な記録紙分離部材を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。