JP2007297145A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給紙部から最終用紙が給紙される際の不要な振動を抑制し、画像の乱れを防止することのできる画像形成装置を得る。
【解決手段】給紙部から用紙を１枚ずつ給紙するための給紙ローラ４２と捌きローラ４３とを備えた電子写真法による画像形成装置。ペーパーエンプティ検出センサ４５にて給紙部から最終の用紙が給紙されたことが検出されると、最終用紙の後端が給紙ローラ４２と捌きローラ４３とのニップ部を抜けるまで給紙ローラ４２の回転を継続させる。これにて、最終用紙の後端がニップ部を抜ける際にレジストローラ４４に生じる負荷変動（振動）が抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、特に、電子写真法によって用紙上にトナー像を形成するようにした複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

一般に、電子写真法による複写機やプリンタなどの画像形成装置においては、複数枚の用紙を積載状態で収容する給紙部に給紙ローラと該給紙ローラに接触する捌きローラとを設置し、用紙の先端部を給紙ローラと捌きローラのニップ部に突入させ、給紙ローラと用紙との摩擦力、用紙間の摩擦力及び用紙と捌きローラとの摩擦力のバランスによって、給紙ローラと接触する１枚の用紙のみを給紙するように構成している。

そして、給紙時において、１枚の用紙の後端が給紙ローラを抜ける前に給紙ローラの回転を停止させていた。先行する用紙の後端が給紙ローラを抜けても給紙ローラの回転を継続させると次の用紙をも続いて給紙してしまうからである。

しかし、このような給紙制御では、給紙部に積載されている最終の用紙に画像の乱れ（用紙搬送方向のピッチむら）が生じるという問題点が生じていた。即ち、最終の用紙が給紙されるとき、最終用紙の後端が給紙ローラを抜けきらないときに給紙ローラの回転が停止されているので、最終用紙の後端が停止状態にある給紙ローラと捌きローラとのニップ部を抜けるときに用紙を搬送しているレジストローラなどに大きな負荷変動が生じ、この負荷変動が用紙ガイド板などを介して画像形成部（特に、画像露光部）に伝達され、形成される画像にノイズが発生することによる。

なお、給紙ローラの回転制御に関しては、特許文献１に、紙詰まりが発生したときに、給紙ローラがホームポジションに戻るまで該給紙ローラの回転を継続させることが開示されている。但し、この特許文献１には、最終用紙が給紙されるときの給紙ローラの回転制御に関してまで言及することはない。
特開平６−２０６６４６号公報

そこで、本発明の目的は、給紙部から最終用紙が給紙される際の不要な振動を抑制し、画像の乱れを防止することのできる画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明は、電子写真法によって用紙上にトナー像を形成する画像形成装置において、
画像を形成するための電子写真プロセス部と、
画像転写部と、
複数枚の用紙を積層して保持する給紙部と、
前記給紙部から用紙を１枚ずつ給紙するための給紙ローラと、
前記給紙ローラに接触して用紙の２重送りを防止するための捌き部材と、
最終の用紙が前記給紙部から給紙されたことを検出するための検出手段と、
前記検出手段によって最終の用紙が給紙されたことを検出したとき、最終用紙の後端が前記給紙ローラと前記捌き部材とのニップ部を抜けるまで該給紙ローラの回転を継続させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置においては、給紙部から最終用紙が給紙されるとき、最終用紙の後端が給紙ローラと捌き部材とのニップ部を抜けるまで給紙ローラの回転が継続されるため、最終用紙の後端が前記ニップ部を抜ける際に給紙方向下流側で用紙を搬送しているレジストローラなどに作用する負荷変動が抑制され、負荷変動に起因する画像形成部（特に、画像露光部）の振動が抑制される。その結果、最終用紙に形成される画像に乱れを生じることが防止される。また、本発明は、振動の発生や伝達を防止するためのメカニズムが不要であり、制御を変更するだけで済むので、低コストで画像の乱れを防止できる。

本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、最終の用紙が給紙されたことを検出したとき、電子写真プロセス部及び／又は画像転写部が動作している間は給紙ローラの回転を継続させることが好ましい。このように給紙ローラの回転を継続させるとき、電子写真プロセス部及び／又は画像転写部は最終用紙への画像形成のために動作中である場合、あるいは、電子写真プロセス部及び／又は画像転写部は最終用紙に先行する用紙への画像形成のために動作中である場合のいずれかである。前者の制御は最終用紙は長尺紙である場合に有効である。

また、前記給紙部が画像転写部への距離がそれぞれ異なる複数の給紙手段を備えている場合、前記制御手段は、距離の長い給紙手段から最終の用紙が給紙されたことを検出したとき、該給紙手段に設けた給紙ローラの回転を継続させなくてもよい。距離が長いと最終用紙が画像転写部に到達する前に最終用紙の後端が給紙ローラを抜けているので、前記負荷変動の影響を受けなくなることによる。そして、給紙ローラの回転時間が短くなるので給紙ローラの寿命を長くし、メンテナンスを減らすことができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施例、図１〜図５参照）
図１に本発明に係る画像形成装置の第１実施例である電子写真方式によるカラープリンタを示す。このカラープリンタは、いわゆるタンデム式で４色の画像を合成するように構成したプリンタ本体１と、画像読取りユニット２とで構成されている。

画像読取りユニット２は、周知のもので、図示しない原稿台ガラス上に載置された原稿あるいは図示しない搬送機構で搬送される原稿の画像を光学的に読み取り、ＲＧＢの三原色に分解して電気信号に変換する。この電気信号は制御部３に転送されて各種のデータ処理を受けるとともに、ＹＭＣＫ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各再現色に変換される。

プリンタ本体１は、感光体ドラム３１、レーザ走査光学ユニット３２、現像器３３、図示しない帯電器、残留トナーや残留電荷のクリーニング器などを含むＹＭＣＫの画像を形成する電子写真プロセス部（以下、プリントヘッド３０（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）と称する）が中間転写ベルト１０の直下に並置されている。各プリントヘッド３０においては、レーザ走査光学ユニット３２が制御部３から画像データの転送を受け、感光体ドラム３１上に潜像を形成し、現像器３３によってトナー画像を形成する。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。

中間転写ベルト１０は、駆動ローラ２１及び支持ローラ２２に無端状に張り渡され、矢印Ａ方向に回転駆動される。中間転写ベルト１０の内側面には各感光体ドラム３１と対向する位置に１次転写ローラ１１が配置されている。また、中間転写ベルト１０には駆動ローラ１２を設置した部分（２次転写部１８）に２次転写ローラ１９が配置されている。

プリンタ本体１の下段には、複数枚の用紙を積層して保持する給紙カセット４０が設置されている。この給紙カセット４０は用紙を押し上げる押上げ板４１（図２参照）を備え、所定のタイミングで回転駆動される給紙ローラ４２とこの給紙ローラ４２に所定の圧力で接触する捌きローラ４３とが設けられている。なお、給紙ローラ４２の回転駆動タイミングや給紙制御については後述する。また、２次転写部１８の直上には、トナーを加熱定着するための定着ユニット５０が設置されている。

各感光体ドラム３１上に形成されたトナー画像は、矢印Ａ方向に回転駆動される中間転写ベルト１０上に１次転写ローラ１１から付与される電界にて順次１次転写され、４色の画像が合成される。一方、用紙は１枚ずつ給紙カセット４０から上方に給紙され、レジストローラ４４で中間転写ベルト１０上の画像と同期をとって２次転写部１８に搬送され、２次転写ローラ１９から付与される電界にて中間転写ベルト１０から合成画像が２次転写される。その後、用紙は定着ユニット５０に搬送されてトナーの加熱定着が施され、排紙ローラ４９からトレイ４上に排出される。用紙の給紙経路及び搬送経路は図１及び図２に一点鎖線で示すとおりである。

次に、給紙制御につてい説明する。給紙は給紙ローラ４２と捌きローラ４３との組合せにて行われる。そして、図２に示すように、用紙押上げ板４１上でのペーパーエンプティを検出するセンサ４５が設置されている。このセンサ４５はアクチュエータ４６を押上げ板４１の開口４１ａに進退自在に配置したもので、アクチュエータ４６は押上げ板４１上に用紙が存在するときは図２に実線で示す位置にセットされ、このときセンサ４５はオフ状態を維持する。最終の用紙が給紙されると（ペーパーエンプティ）、図２に点線で示すようにアクチュエータ４６が開口４１ａに自重で落ち込んでセンサ４５がオンする。これにて、最終用紙が給紙されたこと（ペーパーエンプティ）が検出される。

給紙ローラ４２によって給紙された用紙は、該用紙の先端がレジストローラ４４に到達した後、所定時間待機されて先端部分にループが形成され、このとき給紙ローラ４２は回転を停止される。その後、中間転写ベルト１０上に形成されたトナー画像と同期をとってレジストローラ４４が回転駆動され、同時に給紙ローラ４２も回転を再開される。そして、図３に示すように、給紙ローラ４２は用紙Ｓ１の後端が給紙ローラ４２と捌きローラ４３とのニップ部を抜ける前に駆動を停止される。

この駆動停止後、用紙はレジストローラ４４から付与される搬送力で搬送され、レジストローラ４４と給紙ローラ４２との間では突っ張った状態になる。この突っ張り状態は主に捌きローラ４３に内蔵されている図示しないトルクリミッタの負荷による。このトルクリミッタは、捌きローラ４３が給紙ローラ４２との接触では従動回転し、ニップ部に１枚の用紙が介在しているときにも従動回転し、ニップ部に２，３枚の用紙が介在しているときには用紙間に滑りが生じて回転しないように設定されている。摩擦力の関係で説明すると、給紙ローラ４２の摩擦力が最も大きく、次に捌きローラ４３の摩擦力が大きく、用紙間の摩擦力が最も小さい。

用紙の後端が給紙ローラ４２と捌きローラ４３とのニップ部を抜ける際に、前述の用紙の突っ張った状態が一気に解放されるので、レジストローラ４４には負荷変動が生じることになる。但し、最終用紙以外の給紙にあっては、ニップ部に後続の用紙が介在しているため、最終でない用紙の後端がニップ部を抜ける際にレジストローラ４４に生じる負荷変動はそれほど大きなものではなく、画像乱れは生じない。しかし、最終用紙にあっては、ニップ部に１枚の用紙のみが介在しており、捌きローラ４３のトルクリミッタが作用するので、最終用紙の後端がニップ部を抜ける際にレジストローラ４４に大きな負荷変動が生じる。

前記負荷変動が搬送ガイド板４８（図１参照）や筐体を介してプリントヘッド３０に伝達し、レーザ走査光学ユニット３２のポリゴンミラー（図示せず）の回転に変動が生じて走査方向のピッチむらが生じたり、走査飛びが発生する。あるいは、レーザの露光位置にぶれが生じる。これらは、プリントヘッド３０が給紙ローラ４２やレジストローラ４４の近傍に配置されているため、影響が大きい。これにて、最終用紙上に転写された画像に乱れ（用紙搬送方向のピッチむら）が発生する。また、この負荷変動は１次転写ローラ１１や２次転写ローラ１９に伝達し、転写むらが発生し、画質に影響が生じる。

そこで、本実施例では、前記センサ４５にて最終用紙の給紙が検出されると（図４のタイミングａ参照）、給紙ローラ４２の回転停止タイミングを通常のタイミングｂからタイミングｃまで遅延させる。回転を停止させるタイミングは、図３に示すように、最終用紙Ｓ２の後端がニップ部を抜けてから距離Ｄ（具体的には４ｍｍ）搬送されたときである。

即ち、最終用紙の給紙時にあっては、最終用紙の後端が給紙ローラ４２と捌きローラ４３とのニップ部を抜けるまで給紙ローラ４２の回転を継続させる。これにて、最終用紙の後端がニップ部を抜ける際にレジストローラ４４に生じる負荷変動が抑制され、負荷変動に起因するプリントヘッド３０の振動が抑制される。その結果、最終用紙に形成される画像に乱れが生じることが防止される。また、振動の発生や伝達を防止するためのメカニズムが不要である。

前記給紙制御は、ＣＰＵを中心として構成されている制御部３によって実行される。ペーパーエンプティセンサ４５の検出信号は制御部３に入力され、制御部３はレジストローラ４４や給紙ローラ４２の回転／停止を制御する。

ところで、図５は、給紙ローラ４２からレジストローラ４４を経て２次転写部１８までの搬送経路に対する用紙の搬送時間を模式的に示している。給紙ローラ４２から露光位置まで距離Ｌを仮に１００ｍｍとすると、用紙の後端が給紙ローラ４２を抜ける際の振動による画像乱れは、用紙の後端から１００ｍｍの箇所に発生することになるが、本発明によってこのような画像乱れは解消される。

なお、給紙ローラ４２から露光位置までの距離Ｌに対して、用紙の搬送方向長さが短く、かつ、最終用紙の後端が給紙ローラ４２を抜ける際に先に給紙された用紙の画像が露光位置にないときは、本発明の制御を実行することは必ずしも必要ではない。また、給紙ローラ４２から露光位置までの距離Ｌに対して、用紙の搬送方向長さが短く、かつ、シングルプリントモードにあっても、本発明の制御を実行することは必ずしも必要ではない。

（第２実施例、図６参照）
図６に本発明に係る画像形成装置の第２実施例である電子写真方式によるカラープリンタを示す。このカラープリンタは前記第１実施例として図１に示したカラープリンタと同じ構成を備え、同じ部材には同じ符号を付している。そして、第２実施例では、給紙カセット４０から小サイズの用紙を給紙する場合について説明する。

小サイズ用紙を連続してプリントする場合、例えば、Ａ５サイズやＡ４サイズであっても短辺方向を給紙方向に沿って給紙カセット４０から連続的に給紙する場合、最終用紙Ｓｓが給紙されているとき、先行用紙Ｓｎが２次転写部１８を搬送されている。そして、プリントヘッド３０も動作中である場合がある。この場合には、図２に示したセンサ４５で最終用紙Ｓｓが給紙されたことを検出したとき、プリントヘッド３０による作像動作や２次転写ローラ１９による２次転写が動作している間は、給紙ローラ４２の回転を継続させる。これにて、最終用紙Ｓｓの後端が給紙ローラ４２を抜けるときの負荷変動による画像乱れが先行用紙Ｓｎに生じることが防止される。先行用紙Ｓｎの２次転写が終了した後は給紙ローラ４２の回転を停止させても先行用紙Ｓｎに画像乱れを生じることはない。

（第３実施例、図７参照）
図７に本発明に係る画像形成装置の第３実施例である電子写真方式によるカラープリンタを示す。このカラープリンタは前記第１実施例として図１に示したカラープリンタと基本的に同じ構成を備え、同じ部材には同じ符号を付している。異なるのは、複数の給紙カセット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを有し、各給紙カセット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃはそれぞれの給紙ローラ４２から２次転写部１８までの距離が異なっている。また、手差し給紙ユニット４０Ｄが設けられている。

このカラープリンタにおいて、給紙カセット４０Ｂ，４０Ｃから用紙を給紙する場合、給紙された用紙がレジストローラ４４に到達したときには、該用紙に対しては後端が給紙ローラ４２を抜けて給紙が完了している場合がある。このような場合、最終用紙に対して給紙ローラ４２の回転を該最終用紙の後端が給紙ローラ４２を抜ける前に停止させても（給紙ローラ４２の回転を継続させなくても）、最終用紙に画像乱れを生じることはない。給紙ローラ４２の回転時間が短くなるのでローラの摩耗が減少して寿命が長くなり、紙粉の発生を抑えることができる。その結果、ローラの交換や清掃などのメンテナンスの回数が減少する。

（第４実施例、図８及び図９参照）
図８に本発明に係る画像形成装置の第４実施例である電子写真方式によるカラープリンタを示す。このカラープリンタは前記第１実施例として図１に示したカラープリンタと基本的に同じ構成を備え、かつ、手差し給紙ユニット４０Ｄが設けられている。

手差し給紙ユニット４０Ｄは給紙テーブル６１に加えて長尺紙Ｓを給紙するための用紙ガイド板６２を備え、図９に示すように、複数枚の長尺紙Ｓを１枚ずつ給紙するために給紙ローラ４２ｄ、捌きローラ４３ｄが設けられている。さらに、手差し給紙ユニット４０Ｄ上でのペーパーエンプティを検出するために、図２に示したのと同様のセンサが設置されている。

手差し給紙ユニット４０Ｄから長尺紙Ｓが給紙される場合、前記第１実施例で説明したように、最終長尺用紙の給紙を検出したとき、最終長尺紙の後端が給紙ローラ４２ｄと捌きローラ４３ｄとのニップ部を抜けるまで給紙ローラ４２ｄの回転を継続させる。長尺紙の場合は、用紙後端部分の特定箇所に前記ニップ部を抜ける際の負荷変動による画像乱れが発生する可能性が高いので効果的である。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

例えば、本発明はカラープリンタのみならずモノクロのプリンタ、複写機、ファクシミリに対しても適用することができる。また、給紙時の捌き機構は、前記実施例に示した捌きローラ４３以外に、給紙ローラ４２にパッドを圧接させた機構などであってもよい。

本発明に係る画像形成装置の第１実施例であるカラープリンタを示す概略構成図である。 前記カラープリンタの給紙部を示す説明図である。 前記給紙部での給紙状態を示す説明図である。 前記給紙部でのペーパーエンプティセンサと給紙ローラの駆動制御を示すタイミングチャート図である。 用紙搬送距離と搬送時間との関係を示すグラフである。 本発明に係る画像形成装置の第２実施例であるカラープリンタを示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の第３実施例であるカラープリンタを示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の第４実施例であるカラープリンタを示す外観正面図である。 前記第４実施例における手差し給紙ユニットの給紙部を示す説明図である。

符号の説明

１…プリンタ本体
３…制御部
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…給紙カセット
４０Ｄ…手差し給紙ユニット
４１…押上げ板
４２，４２ｄ…給紙ローラ
４３，４３ｄ…捌きローラ
４４…レジストローラ
４５…ペーパーエンプティセンサ

Claims (7)

1. 電子写真法によって用紙上にトナー像を形成する画像形成装置において、
   画像を形成するための電子写真プロセス部と、
   画像転写部と、
   複数枚の用紙を積層して保持する給紙部と、
   前記給紙部から用紙を１枚ずつ給紙するための給紙ローラと、
   前記給紙ローラに接触して用紙の２重送りを防止するための捌き部材と、
   最終の用紙が前記給紙部から給紙されたことを検出するための検出手段と、
   前記検出手段によって最終の用紙が給紙されたことを検出したとき、最終用紙の後端が前記給紙ローラと前記捌き部材とのニップ部を抜けるまで該給紙ローラの回転を継続させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成プロセス部はレーザ走査光学ユニットを備え、該レーザ走査光学ユニットは前記給紙部の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段によって最終の用紙が給紙されたことを検出したとき、前記電子写真プロセス部及び／又は前記画像転写部が動作している間は前記給紙ローラの回転を継続させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記給紙ローラの回転を継続させるとき、前記電子写真プロセス部及び／又は前記画像転写部は最終用紙への画像形成のために動作中であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記最終用紙は長尺紙であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記給紙ローラの回転を継続させるとき、前記電子写真プロセス部及び／又は前記画像転写部は最終用紙に先行する用紙への画像形成のために動作中であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記給紙部は前記画像転写部への距離がそれぞれ異なる複数の給紙手段を備え、
   前記制御手段は、前記距離の長い給紙手段から最終の用紙が給紙されたことを検出したとき、該給紙手段に設けた給紙ローラの回転を継続させないこと、
   を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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