JP7484256B2 - シート供給装置、画像形成装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
なお、本発明は、カラーレーザープリンタ以外の複写機、ファクシミリ、あるいは複写機、ファクシミリ、プリンタのいずれか2つ又は3つの機能を備えた複合機等の画像形成装置にも適用可能である。また、画像形成方式が、電子写真方式に限られず、インクジェット方式や孔版印刷方式等の画像形成装置にも適用可能である。また、画像形成装置を有しない画像読取装置にも適用可能である。また、駆動対象を駆動する駆動装置を備えた装置であれば、画像形成装置や画像読取装置以外のあらゆる装置に適用可能である。
プリンタ500は画像形成部200、及び、これらの下に配設されたシート供給装置としての給紙部300などを備えている。プリンタ500の装置の内部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色の画像を形成するための画像形成部として、4つの作像部1(1Y,1M,1C、1Bk)を備えている。作像部1(1Y,1M,1C、1Bk)はそれぞれドラム状の感光体2(2Y,2M,2C、2Bk)を備え、4個の感光体2(2Y,2M,2C、2Bk)は、画像形成部200内の図中左右方向に等間隔で離間させて並列に配設されている。各感光体2(2Y,2M,2C、2Bk)はプリンタ500の動作時に、駆動源から駆動が伝達されることにより、矢印方向に回転する。
図2に示すように、作像部1Yには、感光体2Yの周囲に静電写真プロセスに従い帯電装置4Y、現像装置5Y、クリーニング装置3Yなど作像部材が順に配設されている。帯電装置4Yは感光体2Yと対向する帯電ローラ4aYを備え、現像装置5Yは、現像ローラ5aY、現像ブレード5bY、スクリュー5cY等を有する。また、クリーニング装置3Yは、クリーニングブラシ3aY、クリーニングブレード3bY、回収スクリュー3cY等を備える。
まず、露光装置80の作動により半導体レーザから出射されたイエロー用の画像データ対応のレーザ光8Yが、帯電ローラ4aYにより一様帯電された感光体2Yの表面に照射されることにより静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ5aYによる現像処理を受けてイエロートナーで現像され、可視像となり、感光体2Yと同期して移動する中間転写ベルト6a表面に一次転写ローラ7Yによる転写作用を受けて一次転写される。このような潜像形成、現像、一次転写動作は他の感光体2(2C,2M,2Bk)でもタイミングをとって順次同様に行われる。
上述した片面印刷時と同様の作用により、その片面に中間転写ベルト6aから画像を転写され、定着装置15を通過したシートSを、切換ガイド63によりローラ対17へ向けて案内する。ローラ対17の搬送方向下流側に設けてある第三切換ガイドG3と反転搬送路P4を経て、図1の回動位置にある第二切換ガイドG2の上方に進むシートSは、反転ローラ対18によってスイッチバック路P5へ搬送される。
一般に、給紙装置のシート分離方式としては、FRR(Feed and Reverse Roller)方式やMRR方式(Motored Reverse Roller方式)が知られている。これらの方式は、シート供給方向(シート搬送方向)へシートを搬送する搬送用回転体としてのフィードローラと、フィードローラとの間にシートを挟持する分離用回転体としてのリバースローラとを備え、リバースローラに所定値以下の戻しトルク(リバーストルク)を付与する点で共通している。ただし、MRR方式では、リバースローラに付与する戻しトルクを電気的に制御するので、FRR方式に比べて構造を簡素化でき、耐久性や安定性を向上できるという利点がある。そこで、本実施形態の給紙装置50は、MRR方式を採用している。
図3において、符号51は給紙カセット、符号52はシートガイド、符号53は底板、符号54はピックアップローラ、符号55はフィードローラ、符号56はリバースローラ、符号58は搬送ローラ対、符号K1及び符号K2はシート検知手段としてのシート検知センサ、符号Sはシートである。
ピックアップローラ54から繰り出されたシートSが、フィードローラ55とリバースローラ56との分離ニップに到達するまでは、フィードローラ55はシートを搬送する方向へ回転駆動しており、これに当接しているリバースローラ56は、付与されている戻しトルクに抗してフィードローラ55に連れまわって回転している。この分離ニップにシートSが1枚だけ進入すると、フィードローラ55は、そのまま回転駆動を継続してシートSを搬送方向へ搬送する一方、リバースローラ56も、このシート搬送に連れまわるように回転を継続する。これにより、1枚のシートSが搬送ローラ対58に向けて搬送される。
図4に示すように、リバースローラ56に戻しトルクを付与するトルク付与手段の駆動源であるリバースモータ59のモータギヤ59aには、リバースローラ56のローラ軸56bの駆動ギヤ56cが噛み合っている。リバースモータ59には、制御部100の制御の下で動作するモータドライバ101からの駆動電流が電流制限部102を通じて入力される。リバースモータ59は、入力される駆動電流量に応じたトルクを発生させて、モータギヤ59aを駆動する。
給紙動作開始時において、クラッチ57はオフにしてある。給紙モータを駆動して(S1)、ピックアップローラ54及びフィードローラ55の駆動が開始されると、リバースローラ56はフィードローラ55に対して連れ回り回転する。このとき、リバースモータ59は、停止していてもよいし、駆動していてもよいが、分離ニップに2枚以上のシートが進入してくる時期が到来するまでに(給紙モータの駆動開始からT1秒経過後までに)、駆動を開始する(S2)。
図7(a)は、本実施形態において、分離ニップに2枚以上のシートが送られた場合のリバースローラ56の回転速度の時間変化を示すグラフである。図7(b)は、本実施形態において、分離ニップに2枚以上のシートが送られた場合のリバースモータ59の回転速度の時間変化を示すグラフである。図7(c)は、本実施形態において、分離ニップに2枚以上のシートが送られた場合のリバースモータ59に入力される駆動電流値の時間変化を示すグラフである。
次に、上述した実施形態におけるクラッチ57の制御方法についての一変形例(以下、本変形例を「変形例1」という。)について説明する。
本変形例1においては、リバースモータ59への駆動電流値の入力を更に抑制して、消費電力を小さく抑えるため、リバースローラ56の回転速度ω(回転情報)に基づいてクラッチをオフにするクラッチOFF条件を判断するものである。
給紙モータ及びリバースモータ59の駆動を開始してから(S1,S2)、T1秒が経過したら(S3のYes)、クラッチ57をオンにする(S4)。本変形例1においても、クラッチ57のオン時には、フィードローラ55に対して連れ回りしているリバースローラ56と一体的に回転しているのは、クラッチ57よりもリバースローラ56側の部分(ローラ軸56bの一部)だけである。そのため、クラッチ57のオン時に作用する慣性モーメントが小さいので、余剰分のシートを迅速に分離して給紙カセット51側へ戻すことができ、重送の発生が抑制される。
図10(a)は、分離ニップに2枚以上のシートが送られた場合のリバースローラ56の回転速度の時間変化を示すグラフである。図10(b)は、分離ニップに2枚以上のシートが送られた場合のリバースモータ59の回転速度の時間変化を示すグラフである。図10(c)は、分離ニップに2枚以上のシートが送られた場合のリバースモータ59に入力される駆動電流値の時間変化を示すグラフである。
分離ニップに1枚のシートが送られた場合、リバースローラ56の回転速度ωは、図9(a)に示すように、フィードローラ55の目標回転速度ω1でほぼ一定となる。一方、分離ニップに2枚以上のシートが送られた場合には、図10(a)に示すように、クラッチ57をオンにした後(給紙モータの駆動開始からT1秒経過した後)、分離ニップに2枚以上のシートが介在している期間(t3までの期間)、フィードローラ55の目標回転速度ω1よりも低い速度に落ち、更には逆向きの回転速度(ω2)になる。したがって、この期間(t1からT1秒後の時刻から、t3時刻までの期間)におけるリバースローラ56の回転速度ωを検知することで、その検知結果から、分離ニップに2枚以上のシートが介在しているか否かを判別することができる。すなわち、リバースローラ56の回転速度ωから、分離ニップに送られてきたシートが、1枚なのか、2枚以上なのかを判断することができる。
次に、上述した実施形態におけるクラッチ57の制御方法についての他の変形例(以下、本変形例を「変形例2」という。)について説明する。
本変形例2においては、分離ニップのシート搬送方向下流側に、シートの重送を検知する重送検知手段としての重送検知センサを設け、重送検知センサの検知結果に基づいてクラッチの制御を行うものである。
本変形例2においては、分離ニップのシート搬送方向下流側に、シート検知センサK1に代えて、シートの重送を検知する重送検知手段としての重送検知センサK3を設けている。重送検知センサK3としては、例えば、シート搬送経路を挟み込むように発光部と受光部を配置し、シートを透過する透過光量の違いによって、シートが1枚なのか、2枚以上なのかを判別するものを用いることができる。
給紙モータ及びリバースモータ59の駆動を開始した後(S1,S2)、本変形例2では、重送検知センサK3が重送を検知するか否かを判断する(S21)。このとき、重送検知センサK3が重送を検知しないまま(S21のNo)、予め決められた給紙モータの駆動停止の時刻t4に達したら(S22のYes)、クラッチをオフのまま、給紙モータをオフにする。なお、リバースモータ59の駆動は継続しても良いし、停止しても良いが、ここではリバースモータ59の駆動を継続している。
[第1態様]
第1態様は、シート供給方向へシートSを搬送する搬送用回転体(例えばフィードローラ55)と、前記搬送用回転体との間にシートを挟持する分離用回転体(例えばリバースローラ56)と、前記分離用回転体にシートを戻す方向への戻しトルクを付与するトルク付与手段(例えばリバースモータ59)と、前記分離用回転体に付与される戻しトルクが所定値以下となるように制御するトルク制御手段(例えば電流制限部102)とを有するシート供給装置(例えば給紙装置50)であって、前記トルク付与手段と前記分離用回転体との間のトルク伝達経路の状態をトルクの伝達状態と非伝達状態とに切り替えるトルク伝達切替手段(例えばクラッチ57)を有することを特徴とするものである。
このシート供給装置では、搬送用回転体と分離用回転体との間に2枚以上のシートが送られてくると、それまでは搬送用回転体に連れまわって回転していた分離用回転体の回転方向がトルク付与手段からの戻しトルクによって逆方向に切り替わる。これにより、搬送用回転体に接する1枚のシートから余剰分のシートを分離して戻すことができ、1枚のシートだけをシート供給方向へ供給することができる。
従来のシート供給装置では、余剰分のシートを分離して戻すことができずに重送を生じさせるおそれがあった。これは次の理由による。
分離用回転体の回転方向が、搬送用回転体に連れまわる方向(シートを供給する方向)から、回転方向が逆方向(シートを戻す方向)に切り替わる時、従来のシート供給装置は、連れまわる方向に回転している分離用回転体及びこれに伴って回転する各種部材の慣性モーメントが作用する。トルク付与手段からの戻しトルクが分離用回転体に常時伝達される構成であったためである。この慣性モーメントが大きいほど、分離用回転体が逆方向へ回転し始めるまでの時期が遅くなり、その遅れ分だけ余剰分のシートがシート供給方向へ送られてしまい、余剰分のシートを分離して戻すことが難しくなっていたのである。
本態様に係るシート供給装置においては、トルク伝達切替手段により、トルク付与手段と分離用回転体との間のトルク伝達経路の状態を、トルクが伝達されない非伝達状態にすることができる。これにより、分離用回転体が搬送用回転体に連れまわる方向へ回転しているときに、トルク付与手段や、トルク伝達経路上におけるトルク付与手段側の部材を、分離用回転体の回転運動から切り離すことができる。その結果、搬送用回転体と分離用回転体との間にシートが送られてくる直前まで、トルク付与手段やトルク伝達経路上におけるトルク付与手段側の部材を、回転運動していない状態としておいたり、シートを戻す方向への回転運動が発生している状態にしておいたりすることができる。これにより、搬送用回転体と分離用回転体との間に2枚以上のシートが送られてくるタイミングで、トルク伝達経路の状態を非伝達状態から伝達状態に切り替え、分離用回転体の回転方向を逆方向にする時、作用する慣性モーメントは、これらのトルク付与手段や部材が分離用回転体と一体的になってシートを供給する方向へ回転運動している状態である場合よりも、小さくなる。よって、分離用回転体が逆方向へ回転し始めるまでの時期を早めることができ、余剰分のシートを迅速に分離して戻すことができ、重送の発生を抑制することができる。
第2態様は、第1態様において、前記搬送用回転体と前記分離用回転体との間に送られる2枚以上のシートを分離可能な所定のタイミング(例えば給紙モータ駆動開始t1からT1秒後)に、前記非伝達状態から前記伝達状態への切り替えが行われるように、前記トルク伝達切替手段を制御する制御手段(例えば制御部100)を有することを特徴とするものである。
これによれば、トルク付与手段と分離用回転体との間のトルク伝達経路の状態を、トルクが伝達されない非伝達状態にする適切な制御が可能となる。
第3態様は、第2態様において、前記分離用回転体のシート供給方向下流側でシートを検知するシート検知手段(例えばシート検知センサK1)を有し、前記制御手段は、前記切り替えの後、前記シート検知手段の検知結果に基づいて、前記伝達状態から前記非伝達状態へ切り替わるように、前記トルク伝達切替手段を制御することを特徴とするものである。
これによれば、実際に搬送されているシートが分離用回転体のシート供給方向下流側の位置を通過したタイミングで非伝達状態に切り替えることができるので、より適切なタイミングで非伝達状態への切り替えが可能となる。
第4態様は、第2又は第3態様のいずれかにおいて、前記分離用回転体の回転情報(例えば回転速度ω)を取得する回転情報取得手段(例えばエンコーダ)を有し、前記制御手段は、前記切り替えの後、前記回転情報取得手段が取得する前記回転情報に基づいて、前記伝達状態から前記非伝達状態へ切り替わるように、前記トルク伝達切替手段を制御することを特徴とするものである。
これによれば、シート検知手段を設けなくても、適切なタイミングで非伝達状態への切り替えが可能となる。したがって、シート搬送経路付近にシート検知手段を設けることができないなどの状況にも対応することができる。
第5態様は、第2乃至第4態様のいずれかにおいて、前記制御手段は、前記切り替えの後、シート供給方向におけるシートSの長さを含むシートの種類に基づいて、前記伝達状態から前記非伝達状態へ切り替わるように、前記トルク伝達切替手段を制御することを特徴とするものである。
これによれば、搬送されるシートの種類(シート供給方向におけるシートSの長さ)から、重送が解消されるタイミングを推測することができるので、シート検知手段や回転情報取得手段などを設けなくても、適切なタイミングで非伝達状態への切り替えが可能となる。
第6態様は、第2乃至第5態様のいずれかにおいて、前記分離用回転体のシート供給方向下流側でシートの重送を検知する重送検知手段(例えば重送検知センサK3)を有し、前記制御手段は、前記重送検知手段により重送が検知されないときには、前記切り替えを行わないことを特徴とするものである。
これによれば、重送が発生していないときには伝達状態になることなく非伝達状態のままシート供給を完了することができる。したがって、分離用回転体に対して不必要に戻しトルクを付与することをなくすことができ、消費電力の抑制を図ることができる。
第7態様は、第1乃至第6態様のいずれかにおいて、前記トルク制御手段は、前記非伝達状態と前記伝達状態との切り替えに応じて、前記トルク付与手段が付与する戻しトルクの大きさを変更することを特徴とするものである。
非伝達状態の戻しトルクは、分離伝達状態の戻しトルクと同一にする必要はなく、より小さいトルクとすることができる。本態様によれば、非伝達状態に不必要に大きな戻しトルクを用いずに済み、消費電力の抑制を図ることができる。
[第8態様]
第8態様は、第1乃至第7態様のいずれかにおいて、シートの種類に応じて、前記トルク付与手段が付与する戻しトルクの大きさを変更するトルク変更手段を有することを特徴とするものである。
分離用回転体により余剰分のシートを戻すのに必要な戻しトルクの大きさは、シートの厚さ、材質、表面粗さ、シートのサイズなど、シートの種類ごとに異なるものである。本態様によれば、シートの種類ごとに適した戻しトルクを用いることができるので、不必要に大きな戻しトルクを用いずに済み、消費電力の抑制を図ることができる。
第8態様は、第5又は第8態様において、前記シートの種類の入力を受け付ける入力受付手段(例えば操作パネル501)を有することを特徴とするものである。
これによれば、ユーザ等の入力指示に従ってシートの種類を判別することが可能となる。
第9態様は、シートSに画像を形成する画像形成装置(例えばプリンタ500)であって、第1乃至第9態様のいずれかのシート供給装置を備えることを特徴とするものである。
これによれば、シートを適切に分離することのでき、重送が安定して抑制された画像形成装置を提供することができる。
第11態様は、シート供給方向へシートを搬送する搬送用回転体と、前記搬送用回転体との間にシートを挟持する分離用回転体と、前記分離用回転体にシートを戻す方向への戻しトルクを付与するトルク付与手段と、前記分離用回転体に付与される戻しトルクが所定値以下となるように制御するトルク制御手段とを有するシート供給装置に設けられた、前記トルク付与手段と前記分離用回転体との間のトルク伝達経路の状態をトルクの伝達状態と非伝達状態とに切り替えるトルク伝達切替手段を制御する制御方法であって、前記搬送用回転体と前記分離用回転体との間に送られる2枚以上のシートを分離可能な所定のタイミングに、前記非伝達状態から前記伝達状態への切り替えが行われるように、前記トルク伝達切替手段を制御することを特徴とするものである。
本態様に係る制御方法においては、搬送用回転体と分離用回転体との間に2枚以上のシートが送られてくるタイミングで、トルク伝達経路の状態を非伝達状態から伝達状態に切り替え、分離用回転体の回転方向を逆方向にする時、分離用回転体が逆方向へ回転し始めるまでの時期を早めることができ、余剰分のシートを迅速に分離して戻すことができ、重送の発生を抑制することができる。
2 :感光体
6 :中間転写ユニット
9A,9B:給紙カセット
10A,10B:ピックアップローラ
11A,11B:分離ローラ
12A,12B:搬送ローラ対
13 :タイミングローラ対
15 :定着装置
40 :トナーカートリッジ
50 :給紙装置
52 :シートガイド
53 :底板
51 :給紙カセット
54 :ピックアップローラ
55 :フィードローラ
56 :リバースローラ
56a :スプリング
56b :ローラ軸
56c :駆動ギヤ
57 :クラッチ
58 :搬送ローラ対
59 :リバースモータ
59a :モータギヤ
100 :制御部
101 :モータドライバ
102 :電流制限部
200 :画像形成部
300 :給紙部
400 :装着部
500 :プリンタ
501 :操作パネル
K1 :シート検知センサ
K2 :シート検知センサ
K3 :重送検知センサ
S :シート
Claims (8)
- シート供給方向へシートを搬送する搬送用回転体と、
前記搬送用回転体との間にシートを挟持する分離用回転体と、
前記分離用回転体にシートを戻す方向への戻しトルクを付与するトルク付与手段と、
前記分離用回転体に付与される戻しトルクが所定値以下となるように制御するトルク制御手段とを有するシート供給装置であって、
前記トルク付与手段と前記分離用回転体との間のトルク伝達経路の状態をトルクの伝達状態と非伝達状態とに切り替えるトルク伝達切替手段と、
前記搬送用回転体と前記分離用回転体との間に送られる2枚以上のシートを分離可能な所定のタイミングに、前記非伝達状態から前記伝達状態への切り替えが行われるように、前記トルク伝達切替手段を制御する制御手段と、
前記分離用回転体の回転情報を取得する回転情報取得手段とを有し、
前記制御手段は、前記切り替えの後、前記回転情報取得手段が取得する前記回転情報に基づき前記分離用回転体が前記搬送用回転体の回転に連れ回り回転したと判断した場合、前記伝達状態から前記非伝達状態へ切り替わるように、前記トルク伝達切替手段を制御することを特徴とするシート供給装置。 - 請求項1に記載のシート供給装置において、
前記制御手段は、前記切り替えの後、シート供給方向におけるシートの長さを含むシートの種類に基づいて、前記伝達状態から前記非伝達状態へ切り替わるように、前記トルク伝達切替手段を制御することを特徴とするシート供給装置。 - 請求項1乃至2のいずれか1項に記載のシート供給装置において、
前記分離用回転体のシート供給方向下流側でシートの重送を検知する重送検知手段を有し、
前記制御手段は、前記重送検知手段により重送が検知されないときには、前記切り替えを行わないことを特徴とするシート供給装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート供給装置において、
前記トルク制御手段は、前記非伝達状態と前記伝達状態との切り替えに応じて、前記トルク付与手段が付与する戻しトルクの大きさを変更することを特徴とするシート供給装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート供給装置において、
前記トルク制御手段は、シートの種類に応じて、前記トルク付与手段が付与する戻しトルクの大きさを変更することを特徴とするシート供給装置。 - 請求項2又は5に記載のシート供給装置において、
前記シートの種類の入力を受け付ける入力受付手段を有することを特徴とするシート供給装置。 - シートに画像を形成する画像形成装置であって、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート供給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 - シート供給方向へシートを搬送する搬送用回転体と、前記搬送用回転体との間にシートを挟持する分離用回転体と、前記分離用回転体にシートを戻す方向への戻しトルクを付与するトルク付与手段と、前記分離用回転体に付与される戻しトルクが所定値以下となるように制御するトルク制御手段とを有するシート供給装置に設けられた、前記トルク付与手段と前記分離用回転体との間のトルク伝達経路の状態をトルクの伝達状態と非伝達状態とに切り替えるトルク伝達切替手段と、前記搬送用回転体と前記分離用回転体との間に送られる2枚以上のシートを分離可能な所定のタイミングに、前記非伝達状態から前記伝達状態への切り替えが行われるように、前記トルク伝達切替手段を制御する制御手段と、前記分離用回転体の回転情報を取得する回転情報取得手段を制御する制御方法であって、
前記搬送用回転体と前記分離用回転体との間に送られる2枚以上のシートを分離可能な所定のタイミングに、前記非伝達状態から前記伝達状態への切り替えが行われるように、前記トルク伝達切替手段を制御し、
前記制御手段は、前記切り替えの後、前記回転情報取得手段が取得する前記回転情報に基づきリバースローラ56がフィードローラ55の回転に連れ回り回転したと判断した場合、前記伝達状態から前記非伝達状態へ切り替わるように、前記トルク伝達切替手段を制御することを特徴とする制御方法。
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