JP7039863B2 - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
用紙搬送速度は、用紙カセットから画像形成部に至るまでの間に様々な要因でばらつきが発生する。このため、給紙時に先行用紙と後続用紙との紙間を狭くし過ぎると、用紙搬送経路上で後続用紙の先端が先行用紙の後端に追い付いて、用紙どうしが重なり合い、画像形成に不具合を生じたり、紙詰まりが発生したりするおそれがある。一方、給紙時に紙間を広くすると単位時間当たりの画像形成枚数が減少し生産性が低下する。
[1]第1の実施の形態
本発明の第1の実施の形態に係る用紙搬送装置及び画像形成装置は、用紙先端を検出するためのセンサーとして、光学式センサーよりも安価なアクチュエーター型フォトセンサーを用いることによって、部品コストを低減する。また、アクチュエーター型フォトセンサーによって後続用紙の先端を検出できるようにするために、先行用紙の後端を後続用紙の先端に重ね合わせた状態で給紙した後、用紙先端の検出位置から先行用紙を退避させる。
(1-1)画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
スキャナー部140は、詳細な構成は図示しないが、原稿台ガラス上に載置された原稿や自動原稿搬送装置(ADF: Automatic Document Feeder)によって搬送される原稿から画像を読み取ってデジタル画像データを生成する。生成されたデジタル画像データは制御部150に記憶される。スキャナー部140はカラースキャナーであってもモノクロスキャナーであってもよい。
本体部130の下段には給紙カセット100が設置されている。給紙カセット100には複数枚の用紙Pが積層して収容されており、搬送ローラー110a、110b、110cからなる第1搬送部110によって給紙カセット100から用紙Pを1枚ずつ搬送経路180へ送り出す。搬出された用紙Pはタイミングローラー120a、120bによって搬送タイミングを調整された後、2次転写ニップ174へ搬送される。
その後、用紙Pは搬送経路180に沿って定着ユニット190へ搬送される。定着ユニット190は、加熱ローラー191と定着ローラー192とに張架された無端状の加熱ベルト193を備えている。定着ローラー192には加熱ベルト193を介して加圧ローラー194が圧接されており、これによって形成された定着ニップ195に用紙Pを通紙することによって、トナー像が用紙Pに熱定着される。
(1-2)第1搬送部110及び先端検出部の構成
次に、給紙カセット100から給紙された用紙の先端を検出する先端検出部の構成について説明する。
図3(a)に示すように、アクチュエーター200は腕部301、遮光部302及び筒軸部303を一体的に形成したものであって、腕部301と遮光部302とは筒軸部303から略反対方向に突出している。筒軸部303は、搬送ガイド210のガイド面210fとは反対側の突設された軸受け部210bを外套する状態で回転自在に軸受けされている。図3(c)に示すように、矢印Dは筒軸部303の回転方向(時計廻りと反時計廻り)を示す。
(1-3)給紙動作
次に、画像形成装置1が2枚の用紙P1、P2のうち先行用紙P1の後端と後続用紙P2の先端とを重ね合わせて重送する給紙動作について説明する。
F1 < F2 …(1)
第1搬送部110の搬送速度V1は第2搬送部120の搬送速度V2よりも遅くなっている。
更に、第1搬送部110と第2搬送部120とは、第1搬送部110の搬送ローラー110b、110cによる搬送方向が第2搬送部120のタイミングローラー120a、120bによる搬送方向と異なるように、配設されている。また、第1搬送部110から第2搬送部120に至る搬送経路180上には用紙先端を検出する先端検出部300が配設されている。
先行用紙P1の先端が第2搬送部120のタイミングローラー120a、120bに噛み込むと、第2搬送部120は第1搬送部110よりも搬送速度が速いので、先行用紙P1は、第2搬送部120に引っ張られる結果、搬送ガイド210表面から浮き上がり、図4(c)に示すように、先行用紙P1の紙面が搬送ガイド401、403及びガイドローラー402に沿うように変位した状態となり、その状態で搬送される。その結果、先行用紙P1がアクチュエーター200の揺動範囲(先端検出部300の検出範囲)外に退避することとなり、アクチュエーター200は検出姿勢から待機姿勢に復帰する(図4(c))。
このようにすれば、光学式センサーよりも安価なアクチュエーター200を用いることによってコストを抑制しながら、高い精度で用紙先端を検出することによって生産性を向上させることができる。
なお、第1搬送部110の搬送ローラー110a、110b及び110cは、それぞれピックアップローラー、給紙ローラー及び捌きローラーであってもよい。また、上記においては第1搬送部110が3本ローラー方式である場合を例にとって説明したが、3本ローラー方式以外の方式を採用してもよい。第2搬送部120のタイミングローラー120a、120bは搬送ローラー対であってもよい。後続用紙P2がアクチュエーター200を押し倒して揺動させる前に、先行用紙P1をアクチュエーター200の揺動範囲外に退避させることができれば、第1搬送部110及び第2搬送部120の構成は問わない。
(1-4)制御部150
次に、制御部150について説明する。
図6に示すように、制御部150は、先端検出部300からの検出信号によって先行用紙P1の先端を検出すると(S601:YES)、タイマー505を参照して、先行用紙P1の先端を検出したタイミングT1を取得する(S602)。この先行用紙P1の先端検出タイミングT1が所定の時間差△Tを経過したタイミングを、後続用紙P2の先端を検出する予定のタイミングT2p(=T1+△T)として算出する(S603)。
[2]第2の実施の形態
本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置は、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置1と概ね共通の構成を備える一方、先行用紙P1を先端検出部300の検出範囲外へ退避させる構成において相違している。以下、相違点に着目して説明する。なお、実施の形態どうしで共通する部材等には共通の符号が付与されている。
図10(a)に示すように、押圧部材900は押圧部1001と軸部1002とからなっている。搬送ガイド210のガイド面210fとは反対側には、軸受け部210b2が一体形成されており、押圧部材900の軸部1002を軸受けする。これによって、押圧部1001は軸部1002周りに揺動して、ガイド面210fから突出したり後退したりする。
図11に示すように、制御部150は、先行用紙P1の先端がアクチュエーター200を押し倒すことによって(図10(b))、先端検出部300が先行用紙P1の先端を検出すると(S1101:YES)、タイマー505に所定時間を設定する。そして、押圧部材900を待機姿勢に維持したまま、所定時間が経過するのを待つ。
なお、後続用紙P2の先端を検出するために、第1搬送部110と第2搬送部120との搬送速度V1、V2を制約する必要がないので、搬送速度V1、V2は同じであっても異なっていてもよい。
[3]第3の実施の形態
本発明の第3の実施の形態に係る画像形成装置は、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置1と概ね共通の構成を備える一方、先行用紙P1が検出範囲外になるように先端検出部300を退避させる点において相違している。
その後、図14(c)に示すように、先端検出部300が後続用紙P2の先端を検出したら(S1304:YES)、搬送ガイド210を揺動させて、退避姿勢から進出姿勢に復帰させる(S1305)。このようにすれば、後続用紙P2が搬送ガイド210のガイド面210fに沿って第2搬送部120まで搬送される(図14(d))。
なお、搬送ガイド210を揺動させる代わりに、搬送ガイド210を押圧することによって、先行用紙P1が先端検出部300の検出範囲外になるようにしてもよい。
[4]変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(4-1)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、搬送経路180上で後続用紙P2の先端から先行用紙P1の後端までの距離(用紙の重なり長さ)をrにしたい場合、次のようにしてもよい。
なお、画像形成装置1の構造上、距離Lを所望の重なり長さrにすることが難しい場合や画像形成条件に合わせて重なり長さrを変更したい場合には、先行用紙P1が搬送ローラー110aの当接位置1501を通過すると同時に搬送ローラー110aの回転駆動を一旦停止し、停止期間Tstop経過後に、搬送ローラー110aの回転駆動を再開すればよい。なお、搬送ローラー110aの搬送速度がV1である場合、停止期間Tstopは下式(3)の通りである。
(4-2)上記実施の形態においては特に言及しなかったが、第1搬送部110でスリップ等が発生して、後続用紙P2が給送されないまま、先行用紙P1だけが搬送された場合、先行用紙P1の後端が第1搬送部110の搬送ローラー110b、110cの搬送ニップを通過して、先行用紙P1が第1搬送部110と第2搬送部120との間で引っ張られなくなり、先端検出部300からの退避状態が解除される。すると、先行用紙P1が、それ自身の腰によって湾曲した状態から平板な状態へ復元しようとして、その後端がアクチュエーター200を押し倒し、先端検出部300による誤検出が発生するおそれがある。
先端検出部300に先端を検出された後も、先行用紙P1は搬送ガイド210に沿って第2搬送部120に向かって搬送される(図16(b))。
その後、図16(d)に示すように、先端検出部300が何らかの用紙を検出したら(S1704:YES)、制御部150は用紙検出部1600の検出信号を参照して、用紙検出部1600が先行用紙P1を検出している状態を維持していたら(S1705:NO)、先行用紙P1が先端検出部300の検出範囲外へ退避した状態で、先端検出部300が後続用紙P2の先端を検出したものと判断される。
(4-3)上記実施の形態においては、先端検出部300がアクチュエーター型フォトセンサーである場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。例えば、フォトセンサーに代えて電気的接点を用いてもよい。待機状態においては電気的接点が絶縁され、用紙先端がアクチュエーター200を倒すと電気的接点が導通するようなセンサーを先端検出部300に適用してもよく、このようにしても従来技術よりも低コスト化を図ることができる。
(4-4)上記実施の形態においては、第1搬送部110と第2搬送部120とで搬送方向が異なっている場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。
(4-5)上記実施の形態においては、画像形成装置1がタンデム型のカラー複合機である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外のカラー複合機であってもよいし、モノクロ複合機であってもよい。更に、画像形成装置1は、プリンター装置やスキャナーを有する複写装置、更にファクシミリ通信機能を有するファクシミリ装置といった単機能機に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
100………………………給紙カセット
110………………………第1搬送部
120………………………第2搬送部
200………………………アクチュエーター
210、401、403…搬送ガイド
300………………………先端検出部
402………………………ガイドローラー
900………………………押圧部材
1600……………………用紙検出部
Claims (4)
- 用紙束から用紙を1枚ずつ、先行用紙後端と後続用紙先端とが重なり合った状態で送り出す第1搬送手段と、
前記第1搬送手段によって送り出された用紙を更に搬送する第2搬送手段と、
前記第1搬送手段から前記第2搬送手段に至る用紙搬送経路上に設けられ、用紙先端を検出する先端検出手段と、
先行用紙が前記第1搬送手段及び前記第2搬送手段によって搬送されている状態で、先行用紙と前記先端検出手段とを先行用紙の搬送方向に対して交差する方向に離隔させて、先行用紙が前記先端検出手段の検出範囲外になるように、先行用紙と前記先端検出手段との位置関係を変更する変更手段と、を備え、
前記第1搬送手段は、先行用紙が前記先端検出手段の検出範囲外になった状態で、後続用紙の先端が前記先端検出手段の検出範囲内に進入するように後続用紙を搬送し、
前記変更手段は、
用紙が前記第1搬送手段から第1用紙搬送経路を経由して前記検出範囲内に至るのを妨げない第1姿勢と、先端を検出された時点における検出範囲外へ用紙を退避させる第2姿勢とをとる搬送ガイドと、
前記先端を検出された時点における検出範囲外へ退避した状態を維持して用紙を搬送させる維持手段と、を備え、
前記先端検出手段は、先行用紙を退避した状態で、前記搬送ガイドが第2姿勢から第1姿勢に復帰した後、後続用紙先端を検出する
ことを特徴とする用紙搬送装置。 - 前記変更手段は、
前記先端検出手段が先行用紙先端を検出してから、後続用紙先端を検出するまでの間、前記検出範囲外へ先行用紙を退避させる退避手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の用紙搬送装置。 - 前記退避手段は、先行用紙の退避前の用紙搬送経路に交差する方向へ先行用紙を押し出す押し出し部材である
ことを特徴とする請求項2に記載の用紙搬送装置。 - 請求項1から3の何れかに記載の用紙搬送装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
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