JP5983686B2 - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、用紙の斜行補正機能を有する用紙搬送装置及び画像形成装置に関する。
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)においては、画像データに基づくレーザー光が、一様に帯電した感光体(例えば感光ドラム)に対して照射(露光)されることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体にトナーが供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、直接又は中間転写体を介して間接的に用紙に転写された後、定着装置で加熱、加圧されることにより、用紙に画像が形成される。
このような画像形成装置は、給紙部(給紙トレイ部、手差しトレイ部等)から供給された用紙を画像形成部に搬送する用紙搬送部を備える。用紙搬送部は、例えばループローラー部やレジストローラー部等の複数の搬送ローラー部を有する。用紙搬送部においては、搬送ローラー軸のわずかな傾きや、搬送ローラー部におけるニップ圧(以下「搬送ニップ圧」)の違いなどによって、用紙が傾いた状態で搬送されることが知られている(いわゆる斜行(スキューとも呼ばれる))。
用紙の斜行は、例えば、独立して駆動する二つの搬送ローラー部(以下、「斜行補正ローラー部」と称する)を用紙幅方向に並設し、それぞれの斜行補正ローラー部の搬送速度を異ならせることにより、補正することができる(例えば特許文献1〜3)。このような手法は、アクティブレジストレーション方式と呼ばれる。
例えば、図1に示すように、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bが斜行補正ローラー部として機能する。具体的には、用紙が先に進入した方の斜行補正ローラー部(図1では第1のループローラー部31A)の搬送速度を他方の斜行補正ローラー部(図1では第2のループローラー部31B)の搬送速度よりも遅くすることにより、用紙を回動させて斜行を補正する。
また、特許文献1、2では、斜行補正ローラー部の用紙搬送方向上流側に配置される搬送ローラー部を、用紙幅方向に移動可能に構成することにより、斜行補正時に用紙の回動が滑らかに行われるようになっている。
特開平11−20993号公報 特開平11−208939号公報 特開2000−95384号公報
厚紙のように腰の強い用紙の場合、二つの斜行補正ローラー部において速度差を設けることにより、問題なく用紙の斜行を補正することができる。しかしながら、薄紙のように腰の弱い用紙の場合、図2に示すように、主に斜行補正ローラー部の用紙搬送方向下流側において用紙幅方向に用紙が押し寄せられ、用紙搬送方向に延びる歪が生じることがある(以下「ループ歪」と称する)。特許文献1、2のように、斜行補正ローラー部の用紙搬送方向上流側に配置される搬送ローラー部を用紙幅方向に移動させても、斜行補正ローラー部の用紙搬送方向下流側に生じるループ歪を除去することはできない。
そして、用紙搬送方向下流側の搬送ローラー部(図2におけるレジストローラー部32)に用紙が歪んだ状態で進入してニップされると、しわが発生し、画像形成物の品質が著しく低下する。
本発明の目的は、用紙の斜行補正に伴うしわの発生を防止できる用紙搬送装置、及びしわのない高品質な画像形成物を作成できる画像形成装置を提供することである。
本発明に係る用紙搬送装置は、搬送される用紙の傾きを検出する斜行検出部と、
用紙幅方向に並んで配置され、独立して駆動可能な2つの斜行補正ローラー部と、
前記斜行補正ローラー部の用紙搬送方向下流側に配置される下流側搬送ローラー部と、
前記斜行検出部の検出結果に基づいて前記斜行補正ローラー部の搬送動作を制御する制御部と、を備え、
前記斜行補正ローラー部のうち少なくとも一方は、用紙幅方向に移動可能に構成され、
前記制御部は、前記用紙端部を用紙幅方向外側に押し拡げるように、前記斜行補正ローラー部のうち少なくとも一方を、所定のタイミングで用紙幅方向外側に移動させることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、上記の用紙搬送装置と、
前記用紙搬送装置によって搬送された用紙に画像を形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る用紙搬送装置よれば、用紙が下流側搬送ローラー部を通過する前に、用紙の斜行補正に伴い発生する用紙搬送方向に延びるループ歪みは除去される。したがって、用紙の斜行補正に伴うしわの発生を防止することができる。
また、本発明に係る画像形成装置によれば、しわのない高品質な画像形成物を作成することができる。
斜行補正ローラー部における用紙の搬送状態を示す図である。 斜行補正を行ったときに生じる用紙の歪(ループ歪)を示す図である。 画像形成装置の全体構成を示す図である。 画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 ループローラー部(斜行補正ローラー部)を含む用紙搬送部の一部を示す図である。 ローラー移動部の一例を示す図である。 ローラー移動部の他の一例を示す図である。 斜行補正処理の一例を示すフローチャートである。 ループローラー部の動作の一例(斜行なしの場合)を示すタイミングチャートである。 ループローラー部の動作の他の一例(斜行ありの場合)を示すタイミングチャートである。 ループローラー部の動作の他の一例(斜行ありの場合)を示すタイミングチャートである。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図3は、画像形成装置1の全体構成を示す図である。図4は、画像形成装置1の制御系の主要部を示す図である。
図3、4に示す画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置1には、CMYKの4色に対応する感光ドラム213を中間転写ベルト221の走行方向(鉛直方向)に直列配置し、中間転写ベルト221に一回の手順で各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。
すなわち、画像形成装置1は、感光ドラム213上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト221に一次転写し、中間転写ベルト221上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に二次転写することにより、画像を形成する。
図3、4に示すように、画像形成装置1は、画像読取部11、操作表示部12、画像処理部13、画像形成部20、給紙部14、排紙部15、用紙搬送部16、及び制御部17を備える。
制御部17は、CPU(Central Processing Unit)171、ROM(Read Only Memory)172、RAM(Random Access Memory)173等を備える。CPU171は、ROM172又は記憶部182から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM173に展開し、展開したプログラムと協働して、画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。
通信部181は、例えばNIC(Network Interface Card)、MODEM(MOdulator-DEModulator)、USB(Universal Serial Bus)等の各種インターフェースを有する。
記憶部182は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。記憶部182には、例えば各ブロックの動作を制御する際に参照されるルックアップテーブルが格納される。
制御部17は、通信部181を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。制御部17は、例えば、外部の装置から送信されたページ記述言語(PDL:Page Description Language)による画像データ(入力画像データ)を受信し、これに基づいて用紙に画像を形成させる。
画像読取部11は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置111及び原稿画像走査装置112(スキャナー)等を備える。
自動原稿給紙装置111は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置112へ送り出す。自動原稿給紙装置111により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像(両面を含む)を連続して読み取ることが可能となる。
原稿画像走査装置112は、自動原稿給紙装置111からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー112aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部11は、原稿画像走査装置112による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部13において所定の画像処理が施される。
操作表示部12は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部121及び操作部122として機能する。表示部121は、制御部17から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部122は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部17に出力する。
ユーザーは、操作表示部12を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、片面/両面設定、及び用紙設定などの画像形成に関する設定を行うことができる。
画像処理部13は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部13は、制御部17の制御下で、階調補正データに基づいて階調補正を行う。また、画像処理部13は、入力画像データに対して、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部20が制御される。
画像形成部20は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによるトナー像を形成するためのトナー像形成部21、トナー像形成部21により形成されたトナー像を用紙に転写する中間転写部22、及び用紙に転写されたトナー像を定着する定着部23等を備える。
トナー像形成部21は、Y成分用、M成分用、C成分用、K成分用の4つのトナー像形成部21Y、21M、21C、21Kで構成される。トナー像形成部21Y、21M、21C、21Kは、同様の構成を有するので、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、Kを添えて示すこととする。図3では、Y成分用のトナー像形成部21Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他のトナー像形成部21M、21C、21Kの構成要素についての符号は省略されている。
トナー像形成部21は、露光装置211、現像装置212、感光ドラム213、帯電装置214、及びドラムクリーニング装置215等を備える。
感光ドラム213は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。
電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置211による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネート樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
帯電装置214は、例えばスコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置214は、コロナ放電によって感光ドラム213の表面を一様に負極性に帯電させる。
露光装置211は、例えば複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が直線状に配列されたLEDアレイ、個々のLEDを駆動するためのLPH駆動部(ドライバーIC)、及びLEDアレイからの放射光を感光ドラム213上に結像させるレンズアレイ等を有するLEDプリントヘッドで構成される。LEDアレイの1つのLEDが、画像の1ドットに対応する。制御部17がLPH駆動部を制御することにより、LEDアレイに所定の駆動電流が流れ、特定のLEDが発光する。
露光装置211は、感光ドラム213に対して各色成分の画像に対応する光を照射する。光の照射を受けて感光ドラム213の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム213の表面電荷(負電荷)が中和される。これにより、感光ドラム213の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
現像装置212は、各色成分の現像剤(例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤)を収容する。現像装置212は、感光ドラム213の表面に各色成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像剤担持体(現像ローラー)に現像バイアス電圧が印加され、感光ドラム213と現像剤担持体との間に電界が形成される。感光ドラム213と現像剤担持体との電位差によって、現像剤担持体上の帯電トナーが感光ドラム213の表面の露光部に移動し、付着する。
ドラムクリーニング装置215は、感光ドラム213の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光ドラム213の表面に残存する転写残トナーを除去する。
中間転写部22は、中間転写ベルト221、一次転写ローラー222、複数の支持ローラー223、二次転写ローラー224、及びベルトクリーニング装置225等を備える。
中間転写ベルト221は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー223にループ状に張架される。複数の支持ローラー223のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト221は矢印A方向に一定速度で走行する。
一次転写ローラー222は、各色成分の感光ドラム213に対向して、中間転写ベルト221の内周面側に配置される。中間転写ベルト221を挟んで、一次転写ローラー222が感光ドラム213に圧接されることにより、感光ドラム213から中間転写ベルト221へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される(以下「一次転写部」と称する)。
二次転写ローラー224は、複数の支持ローラー223のうちの一つに対向して、中間転写ベルト221の外周面側に配置される。中間転写ベルト221に対向して配置される支持ローラー223はバックアップローラーと呼ばれる。中間転写ベルト221を挟んで、二次転写ローラー224がバックアップローラーに圧接されることにより、中間転写ベルト221から用紙へトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される(以下「二次転写部」と称する)。
一次転写部において、感光ドラム213上のトナー像が中間転写ベルト221に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー222に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト221の裏面側(一次転写ローラー222と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト221に静電的に転写される。
その後、用紙が二次転写部を通過する際、中間転写ベルト221上のトナー像が用紙に二次転写される。具体的には、二次転写ローラー224に二次転写バイアスを印加し、用紙の裏面側(二次転写ローラー224と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙に静電的に転写される。トナー像が転写された用紙は定着部23に向けて搬送される。
ベルトクリーニング装置225は、中間転写ベルト221の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト221の表面に残留する転写残トナーを除去する。
なお、中間転写部22において、二次転写ローラー224に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成(いわゆるベルト式の二次転写ユニット)を採用してもよい。
定着部23は、用紙の定着面(トナー像が形成されている面)側に配置される定着面側部材を有する上側定着部231、用紙の裏面(定着面の反対の面)側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部232、定着面側部材を加熱する加熱源233、及び裏面側支持部材を定着面側部材に対して圧接する圧接離間部(図示略)等を備える。
例えば、上側定着部231がローラー加熱方式である場合は定着ローラーが定着面側部材となり、ベルト加熱方式である場合は定着ベルトが定着面側部材となる。また例えば、下側定着部232がローラー加圧方式である場合は加圧ローラーが裏面側支持部材となり、ベルト加圧方式である場合は加圧ベルトが裏面側支持部材となる。図3は、上側定着部231がローラー加熱方式で構成され、下側定着部232がローラー加圧方式で構成される場合について示している。
上側定着部231は、定着面側部材を回転させるための上側定着部用駆動部(図示略)を有する。制御部17によって上側定着部用駆動部の動作が制御されることにより、定着面側部材は所定の速度で回転(走行)する。下側定着部232は、裏面側支持部材を回転させるための下側定着部用駆動部(図示略)を有する。制御部17によって下側定着部用駆動部の動作が制御されることにより、裏面側支持部材は所定の速度で回転(走行)する。なお、定着面側部材が裏面側支持部材の回転に従動する場合は、上側定着部用駆動部は必要ない。
加熱源233は、定着面側部材の内部又は近傍に配置される。制御部17によって加熱源233の出力が制御されることにより、定着面側部材が加熱され、所定の温度(例えば定着許容温度、定着アイドリング温度)で保持される。制御部17は、定着面側部材に近接して配置される定着温度検出部(図示略)の検出結果に基づいて加熱源233の出力を制御する。
圧接離間部(図示略)は、裏面側支持部材を定着面側部材に向けて押圧する。圧接離間部は、例えば裏面側支持部材を支持する軸の両端部に当接し、軸の両端をそれぞれ独立して押圧する。これにより、定着ニップにおける軸方向のニップ圧のバランスを調整することができる。制御部17によって圧接離間部(図示略)の動作が制御され、定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙を狭持して搬送する定着ニップが形成される。
トナー像が二次転写され、通紙経路に沿って搬送されてきた用紙は、定着部23を通過する際に加熱、加圧される。これにより、用紙にトナー像が定着する。
なお、定着部23は、定着面側部材又は裏面側支持部材を冷却したり、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙を分離したりするために、定着面側部材又は裏面側支持部材に対して送風を行う送風部を備えていてもよい。
給紙部14は、給紙トレイ部141及び手差し給紙部142を有する。給紙トレイ部141には、坪量やサイズ等に基づいて識別された枚葉紙(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された紙種ごとに収容される。給紙部14は、給紙トレイ部141又は手差し給紙部142から給紙された用紙を用紙搬送部16に送り込む。
排紙部15は、排紙ローラー部151等を有し、用紙搬送部16から送出された用紙を機外に排紙する。
用紙搬送部16は、主搬送部161、スイッチバック搬送部162、裏面印刷用搬送部163、及び通紙経路切替部(図示略)等を備える。用紙搬送部16の一部は、例えば定着部23とともに1つのユニットに組み込まれ、画像形成装置1に着脱可能に装着される(用紙搬送ユニットADU)。
主搬送部161は、用紙を挟持して搬送する用紙搬送要素として、ループローラー部31及びレジストローラー部32を含む複数の搬送ローラー部を有する。主搬送部161は、給紙トレイ部141又は手差し給紙部142から給紙された用紙を搬送して画像形成部20(二次転写部、定着部23)に通紙するとともに、画像形成部20(定着部23)から送出された用紙を排紙部15に向けて搬送する。
スイッチバック搬送部162は、定着部23から送出された用紙を一旦停止させ、搬送方向を逆転させて、排紙部15又は裏面印刷用搬送部163に搬送する。
裏面印刷用搬送部163は、スイッチバック搬送部162でスイッチバックされた用紙を主搬送部161に搬送する循環経路である。主搬送部161には、第2面(裏面)が上面となった状態で用紙が通紙されることになる。
通紙経路切替部(図示略)は、定着部23から送出された用紙をそのままの状態で排紙するか、反転させて排紙するか、又は裏面印刷用搬送部163に搬送するかによって通紙経路を切り替える。具体的には、制御部17が、画像形成処理の処理内容(片面/両面印刷、フェイスアップ/フェイスダウン排紙等)に基づいて、通紙経路切替部の動作を制御する。
給紙部14から給紙された用紙は、主搬送部161によって画像形成部20に搬送される。そして、用紙が二次転写部を通過する際、中間転写ベルト221上のトナー像が用紙の第1面(定着面)に一括して二次転写され、定着部23において定着処理が施される。画像が形成された用紙は、排紙部15により機外に排紙される。用紙の両面に画像を形成する場合、第1面に画像が形成された用紙はスイッチバック搬送部162に送出され、裏面印刷用搬送部163を通って主搬送部161に戻ることにより反転されて、第2面に画像が形成される。
図5は、主搬送部161におけるループローラー部31とレジストローラー部32との間の通紙経路の構成を示す図である。図5に示すように、主搬送部161は、ループローラー部31、レジストローラー部32、斜行検出部33、レジストセンサー34、及び先端タイミング検出センサー35を備える。
ループローラー部31は、用紙幅方向手前側に配置される第1のループローラー部31A及び用紙幅方向奥側に配置される第2のループローラー部31Bを有する。
第1のループローラー部31Aは、駆動ローラー311A及び従動ローラー312Aを有する。同様に、第2のループローラー部31Bは、駆動ローラー311B及び従動ローラー312Bを有する。
制御部17が、第1の搬送用駆動部313A(図4参照)を制御することにより、駆動ローラー311Aの搬送動作(搬送速度)が制御される。また、制御部17が、第2の搬送用駆動部313B(図4参照)を制御することにより、駆動ローラー311Bの搬送動作(搬送速度)が制御される。すなわち、第1のループローラー部31Aと第2のループローラー部31Bとは、独立して搬送速度を制御可能となっている。
レジストローラー部32は、用紙幅方向に延びる駆動ローラー321及び従動ローラー322を有する。ループローラー部31から送出された用紙は、レジストローラー部32のニップ(レジストニップ)に突き当てられ、所定のタイミングで画像形成部20に送出される。すなわち、用紙が二次転写部に到達するタイミングと、中間転写ベルト221に形成されたトナー像が二次転写部に到達するタイミングとが一致するように、レジストローラー部32の搬送動作(搬送開始タイミング、搬送速度)が制御される。
斜行検出部33は、例えば、ループローラー部31の用紙搬送方向下流側において、用紙幅方向手前側に配置される第1の斜行検出センサー33A及び用紙幅方向奥側に配置される第2の斜行検出センサー33Bを有する。第1の斜行検出センサー33Aと第2の斜行検出センサー33Bのそれぞれにおいて用紙が検出されたタイミングに基づいて、ループローラー部31を通過した直後の用紙の傾きが検出される。
レジストセンサー34は、例えば、レジストローラー部32の用紙搬送方向上流側において、用紙幅方向手前側に配置される第1のレジストセンサー34A及び用紙幅方向奥側に配置される第2のレジストセンサー34Bを有する。第1のレジストセンサー34Aと第2のレジストセンサー34Bのそれぞれにおいて用紙が検出されたタイミングに基づいて、レジストローラー部32に進入する直前の用紙の傾きが検出される。
先端タイミング検出センサー35は、レジストローラー部32の用紙搬送方向下流側に配置される。先端タイミング検出センサー35の検出結果に基づいて、レジストローラー部32によって用紙が正常に搬送されているか否かが判断される。
第1の斜行検出センサー33A、第2の斜行検出センサー33B、レジストセンサー34、及び先端タイミング検出センサー35は、例えば反射型又は透過型の光センサーで構成される。
本実施の形態において、ループローラー部31は、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bを、独立して用紙幅方向に移動させるローラー移動部40(図4参照)を有する。ローラー移動部40は、第1のループローラー部31A又は第2のループローラー部31Bを用紙幅方向に移動させることにより、斜行補正に伴い発生する用紙搬送方向に延びるループ歪を除去する。
ローラー移動部40は、例えば第1のループローラー部31Aを用紙幅方向に移動させる第1のローラー移動部40Aと第2のループローラー部31Bを用紙幅方向に移動させる第2のローラー移動部40Bで構成される。制御部17が、ローラー移動部40を制御することにより、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの移動動作が制御される。
図6は、ローラー移動部40の一例を示す図である。ここでは、ローラー移動部40として、ラック・アンド・ピニオン機構を利用している。第1のローラー移動部40Aと第2のローラー移動部40Bの構成は同じであるので、第1のローラー移動部40Aについて説明する。
図6に示すように、第1のループローラー部31Aを構成する駆動ローラー311A、従動ローラー312A、及び第1の搬送用駆動部313A(駆動モーター)は、フレーム314内に固定される。フレーム314Aには、ラック43A及びピニオン42Aからなる動力伝達部を介して移動用駆動モーター41Aが接続される。
移動用駆動モーター41Aは、第1のループローラー部31Aを用紙幅方向外側に移動させる際には正回転し、用紙幅方向内側に移動させて元の状態(ホームポジション)に戻す際には逆回転する。移動用駆動モーター315Aの動力が、ラック42A及びピニオン43Aを介してフレーム314Aに伝達されることにより、駆動ローラー311A及び従動ローラー312Aは用紙幅方向に一体的に移動する。これにより、用紙が用紙幅方向外側に押し拡げられるので、斜行補正に伴い発生するループ歪が除去される。
図6に示すように、ローラー移動部40としてラック・アンド・ピニオン機構を利用する場合、移動用駆動モーター41Aの回転量を制御することにより、第1のループローラー部31Aの移動量を制御することができる。
図7は、ローラー移動部40の他の一例を示す図である。ここでは、ローラー移動部40として、ソレノイドを利用している。第1のローラー移動部40Aと第2のローラー移動部40Bの構成は同じであるので、第1のローラー移動部40Aについて説明する。
図7に示すように、第1のループローラー部31Aを構成する駆動ローラー311A、従動ローラー312A、及び第1の搬送用駆動部313A(駆動モーター)は、フレーム314内に固定される。フレーム314Aには、ソレノイド45Aのプランジャーが接続される。また、フレーム314Aには、用紙幅方向に伸縮する弾性部材46Aが接続される。
例えば、弾性部材46Aを圧縮バネで構成する場合、無負荷状態において、第1のループローラー部31Aは最も用紙幅方向内側に位置する。この状態がホームポジションである。第1のループローラー部31Aを用紙幅方向外側に移動させる際にはソレノイド45Aがオン状態(通電状態)とされ、プランジャーが押し出され、弾性部材46Aは圧縮された状態となる。第1のループローラー部31Aを用紙幅方向内側に移動させてホームポジションに戻す際にはソレノイド45Aがオフ状態(無通電状態)とされ、弾性部材45Aの復元力によって、第1のループローラー部31Aはホームポジションに戻る。
また例えば、弾性部材46Aを引張バネで構成する場合、無負荷状態において、第1のループローラー部31Aは最も用紙幅方向外側に位置する。常時は、ソレノイド45Aがオン状態とされ、プランジャーが引き込まれ、弾性部材46Aが引っ張られた状態となる。すなわち、ソレノイド45Aがオン状態のとき、第1のループローラー部31Aは用紙幅方向外側に付勢された状態となる。この状態がホームポジションである。第1のループローラー部31Aを用紙幅方向外側に移動させる際にはソレノイド45Aがオフ状態とされ、弾性部材46Aの復元力によって、第1のループローラー部31Aは用紙幅方向外側に移動し、用紙は幅方向に適度なテンションを付与された状態で搬送される。これにより、ループ歪除去効果はさらに安定する。
図7に示す例では、ソレノイド45Aと弾性部材46Aの協働によって、駆動ローラー311A及び従動ローラー312Aは用紙幅方向に一体的に移動する。これにより、用紙が用紙幅方向外側に押し拡げられるので、斜行補正に伴い発生するループ歪が除去される。
なお、ソレノイド45Aの通電電流の大きさを制御できるようにすれば、第1のループローラー部31Aの移動量を制御することもできる。
画像形成装置1において、制御部17は、斜行検出センサー33の検出結果に基づいて、第1のループローラー部31Aの搬送動作(搬送速度)と第2のループローラー部31Bの搬送動作(搬送速度)を制御する。第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bのうち、用紙が先に進入した方の搬送速度を他方の搬送速度よりも遅くすることにより、用紙が回動され、斜行が補正される。すなわち、ループローラー部31(第1のループローラー部31A、第2のループローラー部31B)は、斜行補正ローラー部として機能する。
ここで、画像形成に用いられる用紙の紙種によっては、斜行補正動作に伴いループ歪が生じる(図2参照)。本実施の形態では、第1のループローラー部31Aと第2のループローラー部31Bのいずれかを、用紙幅方向外側に移動させることにより、用紙に生じたループ歪を除去する。具体的には、制御部17は、図8に示すフローチャートに従って斜行補正処理を実行する。
図8は、斜行補正処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、画像形成装置1において用紙への画像形成処理が開始されることに伴い、CPU171がROM172に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。
ステップS101において、制御部17は、斜行検出部33の検出結果を取得する。
ステップS102において、制御部17は、斜行検出部33の検出結果に基づいて、用紙が斜行しているか否かを判定する。第1の斜行検出センサー33Aによる用紙の検出タイミングと第2の斜行検出センサー31Bによる用紙の検出タイミングが異なる場合に、用紙は斜行していることになる。用紙が斜行している場合(ステップS102で“YES”)、処理はステップS103に移行する。用紙が斜行していない場合(ステップS102で“NO”)、処理はステップS109に移行する。
ステップS103において、制御部17は、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作を制御して、用紙の斜行を補正する。具体的には、第1のループローラー部31Aと第2のループローラー部31Bのうち、用紙が先に進入した方の搬送速度を他方の搬送速度よりも遅くする。これにより、用紙が回動し斜行が補正される。
ステップS104において、制御部17は、画像形成に用いられている用紙が厚紙であるか否かを判定する。画像形成に用いられている用紙が厚紙である場合(ステップS104で“YES”)、ループ歪みが発生しにくく、第1のループローラー部31A又は第2のループローラー部31Bを用紙幅方向に移動させるループ歪除去動作を行う必要はないので、処理はステップS109に移行する。画像形成に用いられている用紙が厚紙でない場合(ステップS105で“NO”)、処理はステップS105に移行し、ループ歪除去動作が行われる。
ここでは、厚紙の場合にループ歪みは発生しにくく、厚紙でない場合にループ歪みが発生しやすいことから、簡易的に、画像形成に用いられている用紙が厚紙か否かでループ歪除去動作の要否を決定している。紙種、坪量、厚み、剛度、紙サイズ等を含む細かい用紙条件に基づいて、ループ歪除去動作の要否を判定するようにしてもよい。
ステップS105において、制御部17は、レジストローラー部32による搬送動作が開始されているか否かを判定する。レジストローラー部32による搬送動作が開始されると(ステップS105で“YES”)、処理はステップS106に移行する。すなわち、レジストローラー部32による搬送動作が開始された後、ループ歪除去動作が行われる。このように、用紙の先端がレジストニップに突き当てられ、レジストローラー部32とループローラー部31との間に用紙の撓みが形成された後に、ループ歪除去動作が行われることが好ましい。これにより、ループ歪除去動作によって用紙が再び斜行してしまうのを防止することができる。
ステップS106において、制御部17は、第1のローラー移動部40A又は第2のローラー移動部40Bを制御して、第1のループローラー部31Aと第2のループローラー部31Bのいずれかを用紙幅方向に移動させる。これにより、用紙に生じたループ歪みが除去されるので、用紙は平坦な状態でレジストローラー部32を通過する。
このとき、第1のループローラー部31Aと第2のループローラー部31Bのうち用紙の斜行補正時に搬送速度の速い方を用紙幅方向外側に移動させるのが好ましい。すなわち、斜行補正時の搬送速度が速い側の用紙端部が内側に寄ってループ歪みができるため、当該用紙端部を用紙幅方向外側に押し拡げる。これにより、ループ歪除去動作によって画像の位置精度が低下するのを防止できる。
また、ループ歪除去動作における第1のループローラー部31A又は第2のループローラー部31Bの移動量(移動量が0の場合を含む)は、用紙条件及び斜行検出部33の検出結果に基づいて決定されるのが好ましい。これにより、第1のループローラー部31A又は第2のループローラー部31Bの移動を必要最小限に抑えることができるので、過剰な移動によって用紙が損傷したり、斜行が生じたりするのを防止できる。
ステップS107において、制御部17は、用紙の後端がループローラー部31を通過したか否かを判定する。用紙の後端がループローラー部31を通過すると(ステップS107で“YES”)、処理はステップS108に移行する。
ステップS108において、制御部17は、第1のローラー移動部40A又は第2のローラー移動部40Bを制御して、第1のループローラー部31A又は第2のループローラー部31Bを元の状態(ホームポジション)に復帰させる。
このときの復帰動作は、用紙がループローラー部31を通過した後、次の用紙が進入するまでに行われるのが好ましい。これにより、ホームポジションへの復帰動作によって、用紙の搬送状態が悪影響を受けるのを防止できる。
ステップS109において、制御部17は、一連の画像形成処理が終了したか否かを判定する。一連の画像形成処理とは、画像形成を指示する信号(例えば印刷ジョブ)により設定された画像形成を行う処理である。一連の画像形成処理が終了した場合(ステップS109で“YES”)、斜行補正処理は終了となる。一連の画像形成処理が終了していない場合(ステップS109で“NO”)、ステップS101以降の処理が繰り返される。
図9〜図11に、斜行補正処理におけるループローラー部31の動作(搬送動作、移動動作)を示す。
図9は、用紙が斜行していない場合のループローラー部31の動作を示すタイミングチャートである。図7に示すように、まず、第1の搬送用駆動部313A及び第2の搬送用駆動部313Bが駆動され、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bによる搬送動作が開始される(タイミングa)。用紙搬送方向上流側から給紙され、ループローラー部31に用紙が到達すると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作により用紙が搬送される。
ループローラー部31を通過した用紙の先端が斜行検出部33に到達すると、第1の斜行検出センサー33A及び第2の斜行検出センサー33Bによって用紙が検出される(タイミングb)。用紙が斜行していない場合、第1の斜行検出センサー33Aと第2の斜行検出センサー33Bによる用紙の検出タイミングは同じとなる。
用紙がある程度ループローラー部31を通過すると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送速度が減速される(タイミングc)。
用紙の先端がレジストセンサー34に到達すると、レジストセンサー34によって用紙が検出される。用紙は斜行していないので、手前側と奥側のレジストセンサー34による用紙の検出タイミングは同じとなる。
用紙の先端がレジストローラー部32に到達し、用紙に撓みが形成された時点で、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作は停止される(タイミングd)。
その後、所定のタイミングでレジストローラー部32による搬送動作が開始される(タイミングe)。同時に第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作も再開される。
用紙の後端がループローラー部31を抜けると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送速度が加速され、次の用紙の受け入れ準備が整えられる(タイミングf)。
そして、用紙の後端がレジストローラー部32を抜けると、レジストローラー部32の搬送動作が停止される(タイミングg)。
図10は、第1のループローラー部31Aに用紙の先端が先に進入するように斜行している場合のループローラー部31の動作を示すタイミングチャートである。図10に示すように、まず、第1の搬送用駆動部313A及び第2の搬送用駆動部313Bが駆動され、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bによる搬送動作が開始される(タイミングa)。用紙搬送方向上流側から給紙され、ループローラー部31に用紙が到達すると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作により用紙が搬送される。
ループローラー部31を通過した用紙の先端が斜行検出部33に到達すると、第1の斜行検出センサー33A及び第2の斜行検出センサー33Bによって用紙が検出される。ここでは、用紙の先端は、第1の斜行検出センサー33Aで先に検出され(タイミングb1)、その後、第2の斜行検出センサー33Bで検出される(タイミングb2)。
用紙がある程度ループローラー部31を通過すると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送速度が減速される。ここでは、第1のループローラー部31Aの搬送速度が減速され(タイミングc1)、その後、第2のループローラー部31Bの搬送速度が減速される(タイミングc2)。すなわち、第2のループローラー部31Bの搬送速度が、第1のループローラー部31Aの搬送速度よりも速くなるΔcの区間で斜行補正が行われる。Δcは、斜行の程度Δbが大きいほど長く設定される。
用紙の先端がレジストセンサー34に到達すると、レジストセンサー34によって用紙が検出される。用紙の斜行は補正されているので、手前側と奥側のレジストセンサー34による用紙の検出タイミングは同じとなる。
用紙の先端がレジストローラー部32に到達し、用紙に撓みが形成された時点で、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作は停止される(タイミングd)。
その後、所定のタイミングでレジストローラー部32による搬送動作が開始される(タイミングe)。同時に第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作も再開される。さらに、第2のローラー移動部40Bによって、第2のループローラー部31B(斜行補正時に搬送速度の速い方)が用紙幅方向外側に移動される。
用紙の後端がループローラー部31を抜けると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送速度が加速され、次の用紙の受け入れ準備が整えられる(タイミングf)。また、次の用紙が進入するまでに、第2のループローラー部31Bはホームポジションに復帰される。
そして、用紙の後端がレジストローラー部32を抜けると、レジストローラー部32の搬送動作が停止される(タイミングg)。
図11は、第2のループローラー部31Bに用紙の先端が先に進入するように斜行している場合のループローラー部31の動作を示すタイミングチャートである。図11に示すように、まず、第1の搬送用駆動部313A及び第2の搬送用駆動部313Bが駆動され、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bによる搬送動作が開始される(タイミングa)。用紙搬送方向上流側から給紙され、ループローラー部31に用紙が到達すると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作により用紙が搬送される。
ループローラー部31を通過した用紙の先端が斜行検出部33に到達すると、第1の斜行検出センサー33A及び第2の斜行検出センサー33Bによって用紙が検出される。ここでは、用紙の先端は、第2の斜行検出センサー33Bで先に検出され(タイミングb2)、その後、第1の斜行検出センサー33Aで検出される(タイミングb1)。
用紙がある程度ループローラー部31を通過すると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送速度が減速される。ここでは、第2のループローラー部31Bの搬送速度が減速され(タイミングc2)、その後、第1のループローラー部31Aの搬送速度が減速される(タイミングc1)。すなわち、第1のループローラー部31Aの搬送速度が、第2のループローラー部31Bの搬送速度よりも速くなるΔcの区間で斜行補正が行われる。Δcは、斜行の程度Δbが大きいほど長く設定される。
用紙の先端がレジストセンサー34に到達すると、レジストセンサー34によって用紙が検出される。用紙の斜行は補正されているので、手前側と奥側のレジストセンサー34による用紙の検出タイミングは同じとなる。
用紙の先端がレジストローラー部32に到達し、用紙に撓みが形成された時点で、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作は停止される(タイミングd)。
その後、所定のタイミングでレジストローラー部32による搬送動作が開始される(タイミングe)。同時に第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送動作も再開される。さらに、第1のローラー移動部40Aによって、第1のループローラー部31A(斜行補正時に搬送速度の速い方)が用紙幅方向外側に移動される。
用紙の後端がループローラー部31を抜けると、第1のループローラー部31A及び第2のループローラー部31Bの搬送速度が加速され、次の用紙の受け入れ準備が整えられる(タイミングf)。また、次の用紙が進入するまでに、第1のループローラー部31Aはホームポジションに復帰される。
そして、用紙の後端がレジストローラー部32を抜けると、レジストローラー部32の搬送動作が停止される(タイミングg)。
このように、本実施の形態に係る用紙搬送装置(主搬送部161)は、搬送される用紙の傾きを検出する斜行検出部(33)と、用紙幅方向に並んで配置され、独立して駆動可能な2つの斜行補正ローラー部(第1のループローラー部31A、第2のループローラー部31B)と、斜行補正ローラー部(31A、31B)の用紙搬送方向下流側に配置される下流側搬送ローラー部(レジストローラー部32)と、斜行検出部(33)の検出結果に基づいて斜行補正ローラー部(31A、31B)の搬送動作を制御する制御部(17)と、を備える。斜行補正ローラー部(31A、31B)のうち少なくとも一方は、用紙幅方向に移動可能に構成される(ローラー移動部40)。そして、制御部(17)は、斜行補正ローラー部(31A、31B)のうち少なくとも一方を、所定のタイミングで用紙幅方向外側に移動させる。
実施の形態に係る用紙搬送装置(主搬送部161)によれば、用紙が下流側搬送ローラー部(レジストローラー部32)を通過する前に、用紙の斜行補正に伴い発生する用紙搬送方向に延びるループ歪みは除去される。したがって、用紙の斜行補正に伴うしわの発生を防止することができる。
また、実施の形態に係る画像形成装置(1)によれば、しわのない高品質な画像形成物を作成することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、実施の形態では、第1のループローラー部31Aと第2のループローラー部31Bのうち、斜行補正時に搬送速度が速い方を移動させてループ歪みを除去するが、他方を移動させてもよいし、両方を移動させてもよい。また、第1のループローラー部31Aと第2のループローラー部31Bのうち、何れか一方だけを用紙幅方向に移動可能としてもよい。
また、第1のループローラー部31A又は第2のループローラー部31Bにおいて、駆動ローラー311A、311Bと従動ローラー312A、312Bのうち、摩擦係数の高い方(一般的にはゴム製の駆動ローラー)だけを移動させるようにしてもよい。
また、本発明は、画像形成装置内の用紙搬送部だけでなく、独立して駆動可能な2つの斜行補正ローラー部によって用紙の斜行を補正する機能を備えた用紙搬送装置(例えば外部の給紙装置や排紙装置の用紙搬送装部)に適用することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 画像形成装置
11 画像読取部
12 操作表示部
13 画像処理部
14 給紙部
15 排紙部
16 用紙搬送部
17 制御部
20 画像形成部
21 トナー像形成部
22 中間転写部
23 定着部
161 主搬送部(用紙搬送装置)
31 ループローラー部
31A 第1のループローラー部(斜行補正ローラー部)
31B 第2のループローラー部(斜行補正ローラー部)
32 レジストローラー部(下流側搬送ローラー部)
33 斜行検出部
34 レジストセンサー
40 ローラー移動部

Claims (11)

  1. 搬送される用紙の傾きを検出する斜行検出部と、
    用紙幅方向に並んで配置され、独立して駆動可能な2つの斜行補正ローラー部と、
    前記斜行補正ローラー部の用紙搬送方向下流側に配置される下流側搬送ローラー部と、
    前記斜行検出部の検出結果に基づいて前記斜行補正ローラー部の搬送動作を制御する制御部と、を備え、
    前記斜行補正ローラー部のうち少なくとも一方は、用紙幅方向に移動可能に構成され、
    前記制御部は、前記用紙端部を用紙幅方向外側に押し拡げるように、前記斜行補正ローラー部のうち少なくとも一方を、所定のタイミングで用紙幅方向外側に移動させることを特徴とする用紙搬送装置。
  2. 前記斜行補正ローラー部は、いずれも用紙幅方向に移動可能に構成され、
    前記制御部は、前記斜行補正ローラー部のうち用紙の斜行補正時に搬送速度の速い方を用紙幅方向外側に移動させることを特徴とする請求項1に記載の用紙搬送装置。
  3. 前記下流側搬送ローラー部は、当該下流側搬送ローラー部のニップに用紙の先端を突き当てた状態で用紙の搬送を一旦停止させて送出タイミングを調整するレジストローラー部であり、
    前記制御部は、前記斜行補正ローラー部と前記レジストローラー部との間に用紙の撓みが形成された後、前記斜行補正ローラー部を用紙幅方向外側に移動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の用紙搬送装置。
  4. 前記制御部は、前記レジストローラー部の搬送動作が開始された後、前記斜行補正ローラー部を用紙幅方向外側に移動させることを特徴とする請求項3に記載の用紙搬送装置。
  5. 前記制御部は、前記斜行補正ローラー部を用紙が通過した後、次の用紙が進入するまでに、前記斜行補正ローラー部を元の状態に戻すことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
  6. 前記制御部は、用紙条件及び前記斜行検出部の検出結果に基づいて、前記斜行補正ローラー部の移動量を決定することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
  7. 前記斜行補正ローラー部は、ラック・アンド・ピニオン機構を介して駆動モーターの動力が伝達されることにより、用紙幅方向に移動することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
  8. 前記斜行補正ローラー部は、ソレノイドと弾性部材の協働によって用紙幅方向に移動することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
  9. 前記斜行補正ローラー部は、駆動ローラーと従動ローラーを有し、前記駆動ローラーと前記従動ローラーとが一体的に移動することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
  10. 前記斜行補正ローラー部は、駆動ローラーと従動ローラーを有し、前記駆動ローラーと前記従動ローラーのうち摩擦係数の高い方のローラーが移動することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
  11. 請求項1から10のいずれか一項に記載の用紙搬送装置と、
    前記用紙搬送装置によって搬送された用紙に画像を形成する画像形成部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
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