JP2005022792A

JP2005022792A - シート供給装置

Info

Publication number: JP2005022792A
Application number: JP2003188633A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Yasui; 計政安井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】用紙の供給動作に先立って用紙を送り出して予めその先端部を給紙／分離ローラに近づけておくことにより、用紙の搬送時間のバラツキを少なくする。
【解決手段】用紙をセットする給紙カセット１８ａと、この給紙カセット１８ａから用紙を取り出すピックアップローラ７と、このピックアップローラ７により取り出された用紙を検知する分離前センサ３５と、この分離前センサ３５により検知された用紙を一枚づつ分離して送り出す給紙／分離ローラ１５，１６と、ピックアップローラ７に対し用紙の取出指令を与える指令装置と、この指令装置により取出指令が与えられる前にピックアップローラ７を動作させて用紙が分離前センサ３５によって検知されるまで予め送り出すように制御する制御装置とを具備する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、画像形成装置に用いられるシート供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のシート供給装置は、用紙をセットするカセット或いは手差しトレイを備え、このセットされた用紙はピックアップローラの回転により取り出される。この用紙は、給紙／分離ローラに導かれ、この給紙／分離ローラで一枚ずつ分離されて搬送される。そして、この用紙は感光体ドラムと転写ローラとの間の画像転写部に搬送されて感光体ドラム上のトナー像が転写されるようになっている。
【０００３】
画像形成装置では、レジストローラに用紙が到着したことを検知した後に、または用紙が確実に搬送できていることを検知した後に、または制御タイミング位置にあることを検知した後に、画像形成動作を開始する。即ち、感光体ドラム上に画像情報光を照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー像とした後、このトナー像を用紙に転写させる。このため、用紙の搬送に多少の遅れが発生しても用紙をトナー像に一致させることが容易であった。
【０００４】
ところで、用紙の搬送時間にばらつきが発生することがあるが、このばらつきは、ピックアップローラのみにて用紙を搬送しているときに主に発生する。
【０００５】
ピックアップローラの表面状態や、用紙の通紙枚数によるピックアップローラの磨耗などによっても更にばらつきが生じる。このため、用紙の搬送時間に対して３０％〜５０％程度のすべりマージンを有する制御を必要としている。
【０００６】
一方、近年においては、用紙へのトナー像の転写が感光体ドラムから一度中間転写ベルトに転写し、この転写後にトナー像を用紙に転写する画像形成装置が多く開発されてきている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３９８１３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような画像形成装置の場合は、用紙の搬送前に画像がすでに感光体ドラム上に露光され、現像されていることになるため、用紙の搬送時間にばらつきが発生すると、用紙と画像の位置（先端）にズレが生じる。このズレが多くなった場合にはＪＡＭが発生してＪＡＭ処理が必要になったり、ＪＡＭ処理しない場合は再度画像を用意し、印字しなければならないことになる。用紙と画像の位置ズレを少なくするためには、用紙の搬送時間のばらつきを２５％以下にする必要がある。
【０００９】
また、用紙のすべりマージンを確保するために画像間の時間を十分に取れるようなタイミングにする制御方法も用いられている。
【００１０】
しかしながら、用紙搬送に対するマージンを多く取ると感光体ドラム、中間転写ドラムなどが大きくなったり、マージンを多く出来なかった場合などは、感光体ドラム、中間転写ドラムなどを含めた、他の消耗品のライフも短くなってしまう現象が起こる。
【００１１】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、シートの供給動作に先立ってシートを予め送り出して予めその先端部を分離手段に近づけておくことにより、シートの搬送時間のバラツキを少なくできるようにしたシート供給装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、シートをセットするシートセット部と、このシートセット部からシートを取り出す取出手段と、この取出手段により取り出されたシートを検知する検知手段と、この検知手段により検知されたシートを一枚づつ分離して送り出す分離手段と、前記取出手段に対しシートの取出指令を与える指令手段と、この指令手段により取出指令が与えられる前に前記取出手段を動作させて前記シートが前記検知手段によって検知されるまで予め送り出すように制御する制御手段とを具備する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態である画像形成装置としての電子写真複写機を示す構成図である。
【００１５】
この電子写真複写機は装置本体１Ａを有し、この装置本体１Ａ内には画像形成部１が設けられている。画像形成部１は像担持体としての感光体ドラム２と、この感光体ドラム２を所定の電位に帯電させる帯電ユニット５と、帯電された感光体ドラム２に静電潜像を形成する露光装置４を備えている。
【００１６】
また、画像形成部１は露光装置４により感光体ドラム２上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して可視化するカラー用の回転式現像装置８Ａとモノクロ用の固定式現像装置８Ｂを有している。回転式現像装置８Ａはイエロートナーを供給する第１の現像部８ａ、シアントナーを供給する第２の現像部８ｂ、マゼンタトナーを供給する第３の現像部８ｃを有している。さらに、画像形成部１は、各現像装置８Ａ，８Ｂにより感光体ドラム２に形成されたトナー像を一旦保持する中間転写体としての中間転写ベルト３を備えている。
【００１７】
また、画像形成部１は中間転写ベルト３をクリーニングするクリーナ１５ａ、および感光体ドラム２上に残ったトナーを除去するクリーナ６を備えている。
【００１８】
中間転写ベルト３は、第１乃至第４のローラ３ａ〜３ｄ間に所定の張力で掛け渡されている。中間転写ベルト３が第２及び第３のローラ３ｂ、３ｃに掛け渡される部分が感光体ドラム２の外周面に密着されている。また、感光体ドラム２の上部には中間転写ベルト３を介して１次転写ローラ１２が圧接されている。
【００１９】
画像形成部１の下方部には、シートとしての所定サイズの用紙をセットするセット部としての給紙カセット１８ａ，１８ｂが設けられている。給紙カセット１８ａ，１８ｂには用紙を取り出す取出手段としてのピックアップローラ７が設けられている。ピックアップローラ７によって取り出される用紙は分離手段を構成する給紙ローラ１５と分離ローラ１６によって一枚ずつ分離されて送り出される。用紙は搬送系１９に沿って搬送されるようになっている。
【００２０】
搬送系１９中には用紙の搬送方向に沿って順次、搬送ローラ対９、レジストローラ１７、２次転写ローラ１１が配設されている。レジストローラ１７は搬送されてくる用紙を一旦停止させて、搬送方向に対する用紙の傾きを修正するとともに、用紙の先端と中間転写ベルト３上のトナー像の先端とを一致させるものである。
【００２１】
また、２次転写ローラ１１の用紙搬送方向下流側には、用紙に転写されたトナー像を用紙に定着する定着器１３が配設されている。定着器１３は加熱ローラ１３ａと加圧ローラ１３ｂとによって構成されている。
【００２２】
定着器１３の用紙搬送方向下流側には用紙を排出させる排出ローラ対３０が設けられている。排出ローラ対３０の搬出側には排出される用紙を受ける排出トレイ３１が設けられている。
【００２３】
また、装置本体１Ａの一側部には両面コピー時に使用される自動両面装置２３及び手差し給紙時に使用される手差し給紙部２４が設けられている。
【００２４】
さらに、装置本体１Ａの上部側には原稿載置台２５上の原稿を光学的に読み取る光学式の読取装置２６が設けられている。
【００２５】
次に、上記した画像形成装置の印字動作について説明する。
【００２６】
まず、原稿載置台２５上に載置された原稿を光学式の読取装置２６で読み取る。このとき、感光体ドラム２の表面が帯電器５によって一様に帯電される。そして、この帯電された感光体ドラム２上に露光装置４によって読取情報に応じた露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム２の回転により現像装置８Ｂに送られて対向し、現像装置８Ｂから黒色のトナーが供給されることにより現像される。この現像されたトナー像は感光体ドラム２の回転により中間転写ベルト３上に送られて１次転写ローラ１２によって１次転写される。転写領域を通過した後、感光体ドラム２は除電器（図示しない）で光除電され、また、感光体ドラム２上に残ったトナーはクリーナ６でクリーニングされる。
【００２７】
一方、このときには、用紙が供給され、中間転写ベルト３と２次転写ローラ１１との間に送込まれる。この用紙に中間転写ベルト３上のトナー像が２次転写される。この転写後、用紙は中間転写ベルト３から剥離されて定着器１３に送られ、この定着器１３でトナー像が加熱されるとともに加圧されて定着される。この定着後、用紙は排出ローラ対３０を介して外部に排出され、排出トレイ３１上に載置される。
【００２８】
図２は、上記給紙カセット１８ａ，１８ｂから取り出される用紙を供給する給紙機構を拡大して示すものである。
【００２９】
この給紙機構は給紙、分離ローラ１５，１６の用紙導入側に検知手段としての反射式の分離前センサ３５を備え、また、分離ローラ１５，１６の用紙搬出側に通過検出手段としての分離後センサ３７を備え、さらに、レジストローラ１７の手前にはレジスト前センサ３９を備えている。
【００３０】
図３は給紙機構の駆動制御系を示すものである。
【００３１】
分離前センサ３５及び分離後センサ３７さらに、レジスト前センサ３９は、信号回路を介して制御装置４０に接続され、制御装置４０には制御回路を介してピックアップローラ用の駆動モータ４３、及び給紙／分離ローラ用の駆動モータ４４が接続されている。また、制御装置４０には給紙を指令する指令装置４１が接続されている。
【００３２】
制御装置４０は給紙指令装置４１から給紙指令が送信される前に、予めピックアップローラ７を駆動させて用紙を送り出し、その先端部を給紙／分離ローラ１５，１６に近接させるようになっている。
【００３３】
分離前センサ３５はピックアップローラ７の回転により、取り出されてくる用紙の先端部を検知するもので、この検知に基づいて制御装置４０はピックアップローラ７の駆動を停止させる。
【００３４】
分離後センサ３７は用紙が給紙／分離ローラ１５，１６の通過するのを検知するもので、この検知に基づいて制御装置４０はピックアップローラ７及び給紙／分離ローラ１５，１６の駆動を開始させるようになっている。
【００３５】
ところで、ピックアップローラ７から給紙／分離ローラ１５，１６までの距離をＡｍｍとし、Ａが例えば、２０ｍｍである場合において、給紙／分離ローラ１５，１６の手前までの用紙の搬送スピードを４００ｍｍ／ｓｅｃとすると、ピックアップローラ７から給紙、分離ローラ１５，１６まで用紙を送るのに５０ｍｓｅｃの時間が必要になる。
【００３６】
また、このときには、ピックアップローラ７と用紙との間には滑りが発生し、ピックアップローラ７の取出速度が３０〜５０％程度低下する。このため、用紙の搬送スピードは２８０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃ相当となり、給紙／分離ローラ１５，１６まで用紙を送るのに７１ｍｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃを要することになる。
【００３７】
また、給紙／分離ローラ１５，１６と用紙との間でも滑りが発生する。この滑りにより用紙の搬送速度は３０％程度低下することが確認されている。
【００３８】
このようにピックアップローラ７から給紙／分離ローラ１５，１６までの用紙の搬送に時間がかかると、その分用紙の搬送時間にばらつきを生じ、転写すべき画像との間に位置ずれを発生し易い。
【００３９】
そこで、本発明では、用紙の給紙制御指示がくる前に、ピックアップローラ７を駆動させて用紙を送り出し、この用紙が図４に示すように、分離前センサ３５によって検知されるのに基づいてピックアップローラ７の駆動を停止させるようになっている。即ち、用紙Ｐの給紙動作に先立ち、用紙Ｐを予めカセット１８ａ，１８ｂから送り出してその先端部を給紙／分離ローラ１５，１６の手前に位置させておく。これにより、給紙時における給紙／分離ローラ１５，１６までの用紙の搬送距離を短くしてその搬送時間のバラ付きを少なくするものである。
【００４０】
なお、給紙カセットの段数や用紙サイズが異なることによって、分離前センサ３５が用紙を検知できない場合には、用紙を検知するまでピックアップローラ７を駆動するように制御しても良い。
【００４１】
また、用紙をセットした時にピックアップローラ７を駆動させて分離前センサ３５が用紙を検知する位置まで用紙を搬送したときの時間を測定することにより、その実測値と設計値との差を判断してピックアップローラ７の搬送力及びピックアップローラ７の状態変化を総合的に判断して一定量搬送する制御として使用することもできる。
【００４２】
図５はピックアップローラ７の通紙枚数と摩擦係数との関係、及び通紙枚数と分離前センサ到達時間との関係を示す。
【００４３】
図５からピックアップローラ７の摩擦係数は通紙枚数が増加するに従って低下し、用紙の搬送時間が長くなることが分かる。
【００４４】
図６は、先行する用紙Ｐ１がレジストローラ１７に到達した時点でその後端部が給紙／分離ローラ１５，１６を通過しない状態を示す。
【００４５】
この場合には、ピックアップローラ７によって取り出される後続の用紙Ｐ２の先端部を分離前センサ３５によって検知することができず、ピックアップローラ７を駆動してもその駆動を停止することができなくなる。
【００４６】
従って、この場合には、分離前センサ３５が用紙を検知しなくなったことを確認してから、ピックアップローラ７を駆動させて用紙Ｐを取り出し、この用紙Ｐ１の先端部が分離前センサ３５によって検知されるのに基づいてピックアップローラ７の駆動を停止させる。
【００４７】
なお、用紙Ｐの後端部が給紙／分離ローラ１５，１６を抜けたことをレジストローラ前センサ３９のＯＮ時間と用紙の長さで計算することにより判別し、この判別情報に基づいてピックアップローラ７を一定時間回転させて用紙を送り出すようにしてもよい。
【００４８】
一方、再給紙のタイミングは分離後センサ３７の用紙検知の有無によって設定される。即ち、分離後センサ３７が用紙を検知しない場合は、用紙が重送していないことになり、次の用紙が給紙可能となる。この状態から再給紙動作を行うべく、給紙／分離ロ−ラ１５，１６、そしてピックアップローラ７を駆動する。
【００４９】
この場合、再給紙を単に分離後センサ３７の用紙検知の有無によって行うと、図４に示すように、カセット先端から分離後センサ３７までの距離Ｂｍｍと、カセット先端から分離前センサ３５まで距離Ｃｍｍとの差（Ｂ−Ｃｍｍ）の紙間が発生し、給紙マージンが少なくなることになる。
【００５０】
そこで、この実施の形態では、分離前センサ３５が用紙を検知しないのに基づいて、ピックアップローラ７を駆動させて用紙を取り出し、この用紙がレジスト前センサ３９によって検知されてその後端部がピックアップローラ７を抜けたタイミングでピックアップローラ７を駆動させて再給紙する。これにより、紙間距離を低減して給紙マージンを多くとれることになる。
【００５１】
図７は、給紙動作を示すフローチャート図である。
【００５２】
まず、給紙すべき用紙のサイズが検知されると（ステップＳ１）、給紙モータ４３が動作される（ステップＳ２）。これによりピックアップローラ７が回転されて用紙が取り出される。ついで、分離前センサ３５が用紙の有無を判別し（ステップＳ３）、用紙が無いと判別された場合にはプレ給紙が開始され（ステップＳ４）、用紙があると判別された場合には、プレ給紙が開始されない（ステップＳ５）。しかるのち、本体給紙信号の有無が判別され（ステップＳ６）、本体給紙信号が或る場合にはピックアップローラ７及び給紙／分離ローラ１５，１６が回転駆動される（ステップＳ７）。これにより、カセット１８ａ（１８ｂ）から用紙が取り出され、給紙／分離ローラ１５，１６で一枚ずつ分離される。
【００５３】
この後、分離後センサ３７がオンしたか否かが判別され（ステップＳ８）、オンしないと判別された場合（用紙が通過しない場合）には、ジャムが発生している（ステップＳ９）。ステップＳ８で、オンした判別された場合（用紙が通過した場合）には搬送センサ３８がＯＮしたか否かが判別される（ステップＳ１０）。オンしないと判別された場合には、ジャムが発生している（ステップＳ１１）。オンしたと判別された場合には、レジストローラ１７でアライニングされる（ステップＳ１２）。ついで、連続通紙するか否かが判別され（ステップＳ１３）、連続通紙する場合にはステップＳ３に戻って上記した動作を繰り返す。連続通紙しない場合には、給紙モータ４３をオフする（ステップＳ１４）。
【００５４】
上記したように、給紙指令を受ける前に予め用紙を取り出してその先端部を給紙／分離ローラ１５，１６に近接させておくため、ピックアップローラ７の状態の違いによる用紙搬送時間のばらつきを極力少なくすることができる。
【００５５】
また、用紙補給時のプレ給紙（分離前センサ）までの用紙搬送時間により、ピックアップローラ７のライフ及び状態を検知することもできる。
【００５６】
なお、本発明は上記一実施の形態に限られることなく、その要旨の範囲内で種々実施可能なことは勿論である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、シートの供給指令を受ける前に予めシートを取り出してその先端部を分離手段に近接させておくため、取出手段の状態の違いによるシート搬送時間のばらつきを極力少なくすることができる。
【００５８】
また、シート補給時のプレ補給（検知センサ）までのシート搬送時間により、取出手段のライフ及び状態を検知することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である電子写真複写機を示す内部構成図。
【図２】同給紙装置を示す構成図。
【図３】同給紙装置の駆動制御系を示すブロック図。
【図４】同給紙装置によって用紙が送り出されその先端部が予め給紙／分離ローラに近接された状態を示す図。
【図５】同給紙装置のピックアップローラの通紙枚数に応じた摩擦係数と搬送時間の変化を示すグラフ図。
【図６】同給紙装置によって先行用紙の後端部と後続用紙の先端部が重なった状態を示す図。
【図７】同給紙装置の給紙動作を示すフローチャート図。
【符号の説明】
Ｐ…用紙（シート）、７…ピックアップローラ（取出手段）、１５，１６…給紙／分離ローラ（分離手段）、１８ａ，１８ｂ…給紙カセット（セット部）、３５…分離前センサ（検知手段）、３７…分離後センサ（通過検出手段）、４０…制御装置、４１…指令装置（指令手段）。

Claims

シートをセットするシートセット部と、
このシートセット部からシートを取り出す取出手段と、
この取出手段により取り出されたシートを検知する検知手段と、
この検知手段により検知されたシートを一枚づつ分離して送り出す分離手段と、
前記取出手段に対しシートの取出指令を与える指令手段と、
この指令手段により取出指令が与えられる前に前記取出手段を動作させて前記シートが前記検知手段によって検知されるまで予め送り出すように制御する制御手段と
を具備することを特徴とするシート供給装置。
前記制御手段は、前記検知手段が前記シートを検知しないことを確認してから前記取出手段を動作させることを特徴とする請求項１記載のシート供給装置。
前記シートが前記分離手段を通過したことを検出する通過検出手段を備え、
前記制御手段は前記通過検出手段が前記シートの通過を検出するのに基づいて前記取出手段及び前記分離手段を動作させることを特徴とする請求項１記載のシート供給装置。
前記制御手段は、前記取出手段により取り出されるシートの取出方向後端部側が前記取出手段から送り出されたことに基づいて次の用紙を取り出すように前記取出手段の動作を制御することを特徴とする請求項１記載のシート供給装置。