JP2008030888A - 給紙装置および画像形成装置および給紙装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置の給紙装置において、フィードローラは駆動源からギヤ等を介して駆動伝達され、さらにクラッチ等を用いて該フィードローラの回転や回転停止を行うようになっている。しかしながら、フィードローラの回転停止がこのようにクラッチによって行われているため、クラッチによる駆動源からの駆動伝達の遮断の際に、駆動軸に対して急激にトルクが加わる事による振動が発生し、この振動が画像形成装置内の、特に光学ユニットや転写ベルト、感光体ドラム等に影響を及ぼし、画像にジッタを与える原因となっていた。
【解決手段】 フィードローラを回転駆動する回転軸にトルクリミッタを設け、更に前記トルクリミッタを介してフライホイルを接続することにより、クラッチ嵌合時の振動の少ない給紙装置および給紙装置の制御方法を提供することが可能である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、給紙装置および画像形成装置および給紙装置の制御方法に関する。

一般に、複写機等の画像形成装置にはレジストローラと呼ばれるローラ対が備えられている。このレジストローラは画像形成部（感光体ドラム等を用いて搬送されてきた用紙にトナー像を転写する部分）の搬送方向上流側に設けられており、給紙部から搬送されてきた用紙の先端斜め補正と該画像形成部にて用紙にトナー像を転写するのに最適なタイミングで用紙を送り出す役目を果たしている。

回転が停止している該レジストローラのニップ位置に給紙部から給紙されてきた用紙を当接させて用紙に撓みを形成させることで、該用紙が斜めに搬送されてきても適正に斜め補正をし、その後前述したように該画像形成部にて用紙にトナー像を転写するのに最適なタイミングで用紙を送り出すため、レジストローラが回転するようになっている。

該レジストローラの搬送方向上流側には給紙部があるが、給紙部からレジストローラまでの搬送路長さ等の関係で、レジストローラの搬送方向上流側にフィードローラが設けられているものがある。このフィードローラは、給紙部から給紙されてきた用紙をレジストローラまで搬送する役目を果たすものであるが、レジストローラは前述したように、当初回転停止状態にあり、用紙に所定の撓みを形成するようになっている関係から、該フィードローラはレジストローラにて用紙に形成された撓みが所定量に達したタイミングで回転停止するようになっている。

このフィードローラは専用の駆動源を有しているのではなく、他のローラ（例えば給紙ローラやレジストローラ等）と駆動源を共用している場合が多い。このため、該駆動源からギヤ等を介して駆動伝達され、さらにクラッチ等を用いて該フィードローラの回転や回転停止を行うようになっている。即ち、このクラッチのＯＮ、ＯＦＦによって駆動伝達及び遮断を行うことでフィードローラの回転及び回転停止を行っている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１５５１３８号公報（第２頁、第１図）

しかしながら、フィードローラの回転停止がこのようにクラッチによって行われているため、クラッチによる駆動源からの駆動伝達の遮断の際に、駆動軸に対して急激にトルクが加わる事による振動が発生し、この振動が画像形成装置内の、特に光学ユニット（以下ＬＳＵとする）や転写ベルト、感光体ドラム等に影響を及ぼし、画像にジッタを与える原因となっていた。
本発明は上記問題を解決するために、クラッチ嵌合時の振動の少ない給紙装置および画像形成装置および給紙装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために為されたものであり、レジストローラ搬送方向上流に設けられたフィードローラと、前記フィードローラを回転駆動する駆動源から駆動の伝達および遮断を行うクラッチと、前記クラッチに連結され、回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸上に設けられたトルクリミッタと、前記トルクリミッタを介して前記回転軸に回転駆動される慣性部材と、を有することを特徴とする。

本発明によればクラッチ嵌合時の振動の少ない給紙装置および画像形成装置および給紙装置の制御方法を提供することが可能である。

以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略図である。
この画像形成装置は、画像形成装置本体１の下部に配設された給紙部１００と、この給紙部１００の側方及び上方に配設された用紙搬送部２００と、この用紙搬送部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、これらの画像形成部３００および定着部４００の上方に配設された光学系部材などからなる画像読取部５００を備えている。

給紙部１００は、４つの給紙カセット１１１のうちの選択された給紙カセット１１１から、円弧外周部を有する給紙ローラ１１２の回転動作によって給紙カセット１１１の出口側（図１の右側）に用紙１１５を送り出すとともに、給紙カセット１１１の幅方向両端上部にそれぞれ設けられたさばき部１１６によってさばくことにより、最上位置の用紙１１５を１枚ずつ確実に用紙搬送部２００に給紙するようになっている。また、これら４つの給紙カセット１１１は複写機本体１に対し、引き出し自在に構成されている。

用紙搬送部２００は、給紙部１００から給紙された用紙１１５を、搬送ローラ２０１、フィードローラ（搬送ローラのうち搬送方向最下流側の搬送ローラ）２０２およびレジストローラ２０３によって画像形成部３００に向けて搬送し、さらに画像形成部３００から定着部４００において画像形成がなされた用紙１１５を排出ローラ２０５によって排出トレイ２０４上に排出するようになっている。尚、搬送ローラ２０１、フィードローラ２０２、レジストローラ２０３及び排出ローラ２０５は、一対のローラによって構成されているものである。また、レジストローラ２０３の手前には用紙１１５の搬送によってＯＮ、ＯＦＦするように配置されたレジストセンサ２０３ａが設けられている。このレジストセンサ２０３ａのＯＮ、ＯＦＦ信号は図外の制御手段へ送られるようになっている。

ここで、レジストローラ２０３は、画像形成部３００の搬送方向上流側に設けられており、給紙部１００から搬送されてきた用紙１１５の先端斜め補正と該画像形成部３００にて用紙１１５にトナー像を転写するのに最適なタイミングで用紙１１５を送り出す役目を果たしているものである。このため、該レジストローラ２０３は、図外の駆動源からギヤ及びクラッチを介して駆動伝達されており、用紙１１５が搬送されてきた際には、レジストローラ２０３の回転は停止しており、搬送されてきた用紙１１５の先端をレジストロ―ラ２０３のニップ部に当接させて用紙１１５の先端に所定の撓みを形成させた後、レジストローラ２０３を回転させて画像形成部３００に用紙１１５を搬送するようになっている。

このように、該レジストローラ２０３で用紙１１５に適正な撓みを形成させるために、レジストローラ２０３の搬送方向上流側にあるフィードローラ２０２の回転及び停止は重要な役目を果たす。該フィードローラ２０２は、図示しない駆動源から各種ギヤ及びクラッチを介して駆動伝達されており、用紙１１５が搬送されてくる際には、フィードローラ２０２は回転（クラッチＯＮにより、駆動源からの駆動を伝達）しており、レジストローラ２０３で該用紙１１５の先端に所定の撓みが形成されるまで回転を継続し、用紙１１５がレジストローラ２０３にて所定の撓みが形成されれば（レジストセンサ２０３ａＯＮから所定時間経過後）、該フィードローラ２０２はその回転を停止（クラッチＯＦＦにより、駆動源からの駆動伝達を遮断）するようになっている。フィードローラ２０２とクラッチの具体的構成については後述する。

画像形成部３００は、用紙１１５に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲にその回転方向に沿って、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット３０４、転写ユニット３０５、クリーナー３０６および除電ユニット３０７を備えている。

帯電ユニット３０２は、高電圧が印加される帯電ワイヤを備え、この帯電ワイヤからのコロナ放電によって感光体ドラム３０１の表面に所定電位を与えるものである。露光ユニット３０３は、後述する画像読取部５００によって読み取られた原稿の画像データに基づいてレーザ発光器から出力されるレーザ光を、ポリゴンミラーおよび反射鏡を介して感光体ドラム３０１に照射することにより、感光体ドラム３０１表面の電位を選択的に減衰させて、この感光体ドラム３０１の表面に静電潜像を形成するものである。現像ユニット３０４は、上記静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成するものである。転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１の表面のトナー像を用紙１１５に転写するものである。この複写機においては、転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１から所定距離だけ離間した転写ローラによって構成されている。クリーナー３０６は、転写後の感光体ドラム３０１の表面に残留しているトナーを除去するものである。除電ユニット３０７は、感光体ドラム３０１の表面の残留電荷を除去するものである。

定着部４００は、この画像形成部３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙１１５を、加熱ローラ４０１およびこの加熱ローラ４０１に押し付けられる加圧ローラ４０２によって挟んで加熱し、用紙１１５上にトナー像を定着させるものである。

画像読取部５００は、コンタクトガラス５０１上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光をＣＣＤラインセンサ等からなる光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。なお、露光ランプおよび反射鏡は走査動作部を形成しており、この走査動作部が、所定の速度で図１の左右方向に移動領域５０８を移動動作することにより、コンタクトガラス５０１上に載置された原稿の全面を走査し、原稿全面の画像を読み取ることができる様になっている。

次に図２および図３を参照して、フィードローラ２０２及びその近傍の具体的構成について説明する。図２は、本発明の実施例１に係るフィードローラ周辺部の斜視断面図である。図３は、本発明の実施例１に係るフィードローラ周辺部の断面図である。

フィードローラ２０２は長手方向に伸びる回転軸２２１によって回転駆動されている。この回転軸２２１には駆動の伝達、および遮断を行う電磁クラッチ２４０が設けられている。また、電磁クラッチ２４０のクラッチギヤ２４１と対向する位置には、駆動源からの駆動が伝達されている駆動ギヤ２６２が設けられている。この電磁クラッチ２４０のクラッチギヤ２４１が駆動ギヤ２６２と噛合され、且つ電磁クラッチ２４０のスイッチがＯＮされることにより、電磁クラッチ２４０が嵌合され、駆動源からの駆動が回転軸２２１に伝達される。

また、この回転軸２２１にはトルクリミッタ２３０が設けられており、このトルクリミッタ２３０を介してフライホイル２８０が回転自在に取り付けられている。このトルクリミッタ２３０は内輪２３１と外輪２３２とを備えている。該内輪２３１は回転軸２２１に固定されている。また外輪２３２はフライホイル２８０に固定されている。固定方法については、ビス、圧入、接着等周知の方法によるが、本実施例ではビス（ネジ）を用いている。

このトルクリミッタ２３０は、常時内輪２３１と外輪２３２とが磁力またはばね等によって所定の連結力で連結されており、内輪２３１に用紙搬送方向に一定以上の回転トルクが付与された際にその連結力が弱められ、内輪２３１が外輪２３２に対して回転する構造のものが用いられている。

従って、駆動源から所定の値以下の回転トルクで回転軸２２１へ駆動が伝達された場合には、回転軸２２１とフライホイル２８０とは、共に駆動源からの駆動力を受けて駆動される。また、駆動源から所定の値以上の回転トルクで回転軸２２１へ駆動が伝達された場合、トルクリミッタ２３０の上限値以上の駆動はフライホイル２８０へ伝達されない。

次いで図４を用いて、電磁クラッチ２４０について説明する。図４は、本発明の実施例１に係る電磁クラッチの説明図である。
電磁クラッチ２４０は、クラッチギヤ２４１と一体の円筒部２４２が回転軸２２１に固定された中空シャフト２４３に遊嵌されており、円筒部２４２内には板バネ２４４を介してアーマチュア２４５が設けられている。また、中空シャフト２４３にはアーマチュア２４５に対向してロータ２４６、電磁コイル２４７が固定されており、この電磁コイル２４７に電流が流されると、アーマチュア２４５が磁力によってロータ２４６に引き付けられ、クラッチギヤ２４１の駆動が回転軸２２１に伝達される。

以後、電磁コイル２４７に電流が流れる事により、アーマチュア２４５が磁力によってロータ２４６に引き付けられ、クラッチギヤ２４１の駆動が回転軸２２１伝達される状態を、電磁クラッチ２４０がＯＮの状態とする。
また、電磁コイル２４７への電流を止める事により、磁力によって引き付けられていたアーマチュア２４５とロータ２４６が離れ、クラッチギヤ２４１の駆動が回転軸２２１と遮断される状態を、電磁クラッチ２４０がＯＦＦの状態とする。

続いて図５を用いて、電磁クラッチ２４０嵌合時に回転軸２２１に発生する振動について説明する。図５は、本発明の実施例１に係る電磁クラッチ嵌合時のフィードローラの振動に関する説明図である。

時間Ｔ１にて電磁クラッチ２４０をＯＮにした時に、回転軸２２１に駆動が伝達される。この回転軸２２１には、慣性部材であるフライホイル２８０が接続されているため、回転軸２２１は急激な回転を行わず、フライホイル２８０が接続されていない場合と比較して、回転の立ち上がりがゆるやかになっている。更に、このフライホイル２８０はトルクリミッタ２３０を介して回転軸２２１と接続されているため、電磁クラッチ２４０接続時に発生する急激なトルクの立ち上がりを抑えることができる。その結果、時間Ｔ１にて回転軸２２１に発生する振動が小さくなり、画像形成に与える影響が非常に少なくなっている。
続いて、時間Ｔ２で電磁クラッチ２４０がＯＦＦになると、駆動力を受けなくなるため、慣性力によりゆるやかに回転して時間Ｔ３にて停止する。

図６および図７を用いて、本発明の実施例２について説明する。図６は、本発明の実施例２に係る給紙装置の制御方法である。図７は、本発明の実施例２に係る電磁クラッチ嵌合時のフィードローラの振動に関する説明図である。
本実施例では、フィードローラ２０２を駆動する際に回転軸２２１に駆動を伝達するための電磁クラッチ２４０を一度嵌合し（Ｓ６０１）、続いてこの電磁クラッチ２４０を離脱し（Ｓ６０２）、その後に再び電磁クラッチ２４０を嵌合する（Ｓ６０３）、という方法がとられている。

この時、図７に示されるように、時間Ｔ１にて電磁クラッチ２４０がＯＮとなり、ステップ第一のクラッチ嵌合であるＳ６０１が実行される。続いて、時間Ｔ２にて電磁クラッチ２４０がＯＦＦとなり、クラッチ離脱であるＳ６０２が実行される。ここで、電磁クラッチ２４０が離脱して駆動を受けなくなった後においても、回転軸２２１は、慣性力によりゆるやかに回転している。

続いて時刻Ｔ４において、第二のクラッチ嵌合であるＳ６０３が実行されるが、本実施例においては、回転軸２２１が停止しておらず、ゆるやかに回転を続けている。このような状態で第二のクラッチ嵌合であるＳ６０３を実行すると、電磁クラッチ２４０と回転軸２２１間に発生する衝撃は、停止した回転軸２２１に駆動を与える時よりも少なくなる。

更に、回転軸２２１の回転数が適切な場合には、電磁クラッチ２４０の嵌合によって回転軸２２１に駆動を与える際の補助的効果も併せ持つことが可能である。
従って、本実施例のような構成の給紙装置においては、より振動が発生しにくく、ジッタの少ない良好な画像形成が行われる。

トルクリミッタ２３０によるフィードローラへの回転負荷の値については、駆動源からの回転トルクの値等を考慮し、トルクリミッタ２３０の大きさを変更することにより適宜選択が可能である。またフライホイル２８０の慣性モーメントによってクラッチ離脱から停止するまでの時間や回転数降下が計算可能であるため、トルクリミッタ２３０とフライホイル２８０の設計を適切に行うことにより、クラッチ嵌合時の振動の少ない給紙装置および給紙装置を提供することが可能である。

上記実施形態は複写機の例について説明したが、本発明はファクシミリやプリンタ等の画像形成装置全般に適用が可能である。
〔比較例〕

続いて図８および図９を用いて、従来例における電磁クラッチ嵌合時に回転軸に発生する振動について説明する。図８は、従来例におけるフィードローラ周辺の断面図である。図９は、従来例における電磁クラッチ嵌合時の回転軸の振動に関する説明図である。
従来例では、トルクリミッタ２３０を介して設けられたフライホイルの２８０が存在しない。このような構成の給紙装置に対して、電磁クラッチ２４０を時間Ｔ３１にてＯＮにすると、回転軸２２１はフライホイル２８０が接続されておらず、慣性モーメントが小さいため、駆動力によって急激に回転を始める。この急激な回転によって、回転軸２２１には振動を発生している。時間Ｔ３２電磁クラッチ２４０がＯＦＦになると、フィードローラ２０２は駆動力を失うため時間Ｔ３３にて回転を停止する。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略図である。 本発明の実施例１に係るフィードローラ周辺部の斜視断面図である。 本発明の実施例１に係るフィードローラ周辺部の断面図である。 本発明の実施例１に係る電磁クラッチの説明図である。 本発明の実施例１に係る電磁クラッチ嵌合時のフィードローラの振動に関する説明図である。 本発明の実施例２に係る給紙装置の制御方法である。 本発明の実施例２に係る電磁クラッチ嵌合時のフィードローラの振動に関する説明図である。 従来例におけるフィードローラ周辺の断面図である。 従来例における電磁クラッチ嵌合時の回転軸の振動に関する説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
１００ 給紙部
１１１ 給紙カセット
１１５ 用紙
１１６ さばき部
２００ 用紙搬送部
２０１ 搬送ローラ
２０２ フィードローラ
２０３ レジストローラ
２０３ａ レジストセンサ
２０４ 排出トレイ
２０５ 排出ローラ
２１０ フィードローラユニット
２２１ 回転軸
２３０ トルクリミッタ
２３１ 内輪
２３２ 外輪
２４０ 電磁クラッチ
２４１ クラッチギヤ
２４２ 円筒部
２４３ 中空シャフト
２４４ 板バネ
２４５ アーマチュア
２４６ ロータ
２４７ 電磁コイル
２５０ 回転つまみ
２６２ 駆動ギヤ
２８０ フライホイル
３００ 画像形成部
３０１ 感光体ドラム
３０２ 帯電ユニット
３０３ 露光ユニット
３０４ 現像ユニット
３０５ 転写ユニット
３０６ クリーナー
３０７ 除電ユニット
４００ 定着部
４０１ 加熱ローラ
４０２ 加圧ローラ
５００ 画像読取部
５０１ コンタクトガラス
５０８ 移動領域

Claims (6)

1. レジストローラ搬送方向上流に設けられたフィードローラと、
   前記フィードローラを回転駆動する駆動源から駆動の伝達および遮断を行うクラッチと、
   前記クラッチに連結され、回転自在に設けられた回転軸と、
   前記回転軸上に設けられたトルクリミッタと、
   前記トルクリミッタを介して前記回転軸に回転駆動される慣性部材と、
   を有することを特徴とする給紙装置。
2. 前記クラッチは、給紙時において第一のクラッチ嵌合により前記慣性部材に前記駆動源からの駆動の伝達を行ってからクラッチ離脱を行い、続いて第二のクラッチ嵌合を行う機能を更に有することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記慣性部材は、前記クラッチ離脱の後、前記第二のクラッチ嵌合までの間回転していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記慣性部材とはフライホイルであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の給紙装置。
5. レジストローラ搬送方向上流に設けられたフィードローラと、前記フィードローラを回転駆動する駆動源と、前記駆動源から駆動の伝達および遮断を行うクラッチと、前記クラッチに連結され、回転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸上に設けられたトルクリミッタと、前記トルクリミッタを介して前記回転軸に回転駆動される慣性部材と、を有する給紙装置の制御方法であって、
   第一のクラッチ嵌合を行う工程と、
   クラッチ離脱を行う工程と、
   第二のクラッチ嵌合を行う工程と、
   を有することを特徴とする給紙装置の制御方法。
6. 前記クラッチ離脱の工程が終了し、前記第二のクラッチ嵌合の工程が開始されるまでの間、慣性部材が回転していることを特徴とする請求項５に記載の給紙装置の制御方法。

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