JP2008037606A - シート搬送装置、画像形成装置及び画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダメージを与えることなくシートを搬送することができ、シートの位置合わせ精度を向上することのできるシート搬送装置、画像形成装置及び画像読取装置を提供する。
【解決手段】スイッチ手段６０により、電極アレイ２０の高抵抗からなる基材２０ａ内にマトリックス状に配置された単位電極２０ｂにそれぞれ電圧を印加する。そして、スイッチ手段６０を制御し、マトリックス状に配置された単位電極２０ｂに印加する電圧のパターンを変化させるコントロール手段６１は、シートＳと電極アレイ２０との間にシート搬送方向及びシート搬送方向と直交する方向の静電気力が発生するよう微小電極に印加する電圧のパターンを変化させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート搬送装置、画像形成装置及び画像読取装置に関し、特に画像形成部又は画像読取部に搬送される記録紙や原稿等のシートの斜行、或は幅方向のズレを補正するための構成に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いは複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置や画像読取装置においては、画像形成部や画像読取部に記録紙や原稿等のシートを搬送するシート搬送装置を備えている。

そして、このようなシート搬送装置としては、シートを挟持した状態でローラを回転させることにより、シートを搬送するようにしたものがある。しかし、このようにシートをローラにより挟持搬送すると、シートが薄紙など剛性の小さいものの場合、シートがよれたり、破れるなどダメージを与えてしまいジャムの原因となる。また、ローラの磨耗や紙粉によりローラとシートの摩擦抵抗が下がることにより、ローラが空回りを起こし、シート搬送精度が低下する場合がある。

さらに、シート搬送装置には、画像形成部や画像読取部に搬送するまでにシートの姿勢及び位置を合わせるための、補正手段を備えたものがある。このような補正手段としては、シートを斜送して突き当て板に突き当ててシートの斜行を補正する方式のものや、搬送ローラをシート搬送方向と直交する方向に移動させてシートの幅方向のズレ（以下、横レジという）を補正する方式のものがある。

しかし、シートを斜送して突き当て板に突き当てて斜行補正を行うと、或は搬送ローラをシート搬送方向と直交する方向（以下、幅方向という）に移動させて横レジ補正を行うと、シートが折れたり曲がったりすることがある。

そこで、このような問題点を解決するための構成として、シートを静電的に、かつシートの幅方向の両側端部に速度差を付けながら搬送するようにしたものがある（特許文献１参照）。そして、このようにシートを両側端部に速度差を付けながら静電的に搬送することにより、薄紙など剛性の小さいシートに対して斜行補正等を行ってもダメージを与えずに搬送することができる。

特開平８−１２１１８号公報

しかし、このような従来のシートを静電的に搬送するようにしたシート搬送装置においては、シートを両側端部に速度差を付けながらシートを搬送することにより、斜行は補正できるが、横レジを補正することができない。つまり、特許文献１のものは、ダメージを与えることなくシートを搬送することができるが、シートの位置合わせの精度が低下する。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、ダメージを与えることなくシートを搬送することができ、シートの位置合わせ精度を向上することのできるシート搬送装置、画像形成装置及び画像読取装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、静電気力によりシートを搬送するシート搬送装置において、高抵抗からなる基材内に複数の微小電極がマトリックス状に配置された電極アレイと、前記マトリックス状に配置された微小電極にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段を制御し、前記マトリックス状に配置された微小電極に印加する電圧のパターンを変化させる電圧制御手段と、を備え、前記電圧制御手段は、搬送するシートと前記電極アレイとの間にシート搬送方向及びシート搬送方向と直交する方向の静電気力が発生するよう前記微小電極に印加する電圧のパターンを変化させることを特徴とするものである。

本発明のように、シートと電極アレイとの間にシート搬送方向及びシート搬送方向と直交する方向の静電気力が発生するよう微小電極に印加する電圧のパターンを変化させることによりダメージを与えることなくシートを搬送することができる。また、シートの位置合わせ精度を向上することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の構成を示す図であり、この画像形成装置は、画像形成装置本体１０、折り装置４０及びフィニッシャ５０から構成される。

画像形成装置本体１０は、原稿画像を読み取る画像読取装置であるイメージリーダ１１及びシートに画像を形成するプリンタ１３から構成される。

イメージリーダ１１は、スキャナユニット２１と、シート搬送装置の一例である自動原稿給送装置１２とを備えている。そして、原稿画像を読み取る場合、自動原稿給送装置１２は、原稿トレイ１２ａ上に上向きにセットされた不図示の原稿を、先頭頁から順に給紙し、湾曲したパスを介してプラテンガラス上に搬送して所定の画像読取部（位置）に停止させるようにしている。

次に、この状態でスキャナユニット２１を、原稿の読み取り面をランプからの光で照射しながら左側から右側へ走査させる。ここで、このように光を照射しながらスキャナユニット２１が走査すると、原稿からの反射光がミラー２２〜２４、レンズ２５を介してイメージセンサ２６に導かれた後、イメージセンサ２６の撮像面に結像する。これにより、原稿画像が主走査方向に１ライン毎、読み取られる。

このように原稿の画像を主走査方向に１ライン毎にイメージセンサ２６で読み取りながら、スキャナユニット２１を副走査方向に搬送することによって原稿の画像全体の読み取りを行う。なお、画像の読み取りが終了すると、自動原稿給送装置１２は、原稿を外部の排紙トレイ１２ｂに向けて排出する。

このように光学的に読み取られた画像は、まずイメージセンサ２６によって画像データに変換されて出力され、この画像データは、不図示の画像処理部において所定の処理が施された後、プリンタ１３にビデオ信号として入力される。

プリンタ１３では、入力されたビデオ信号に基づき、不図示のレーザ素子から出力されるレーザ光を変調する。そして、この変調されたレーザ光は、ポリゴンミラー２７によって走査されながらレンズ２８，２９及びミラー３０を介して画像形成部１３Ａに設けられた感光ドラム３１上に照射される。これにより、感光ドラム３１には、走査されたレーザ光に応じた静電潜像が形成される。この後、この感光ドラム３１上の静電潜像は、現像器３３から供給される現像剤によって現像剤像として可視像化される。

また、レーザ光の照射開始と同期したタイミングで、各カセット３４〜３７、手差給紙部３８または両面搬送パスからシートが給紙され、このシートは感光ドラム３１と転写ローラ３９とにより構成される転写部に搬送される。そして、感光ドラム３１に形成された現像剤像は、この転写部において、給紙されたシート上に転写される。

次に、現像剤像が転写されたシートは、定着部３２に搬送され、定着部３２において加熱・加圧されることにより、現像剤像が定着される。そして、この定着部３２を通過したシートは、不図示のフラッパ及び排出ローラ３９を経てプリンタ１３から外部（折り装置４０）に向けて排出される。

ここで、シートを、その画像形成面が下向きになる状態（フェイスダウン状態）で排出するときには、定着部３２を通過したシートを不図示のフラッパの切換動作により一旦、反転パスＰ１内に導く。そして、シートの後端がフラッパを通過した後、シートをスイッチバックさせて排出ローラ３９によりプリンタ１３から排出する。

また、シートの両面に画像形成を行う両面記録が設定されている場合には、フラッパの切換動作により、シートを反転パスＰ１に導く。そして、この後、両面搬送パスＰ２に搬送し、両面搬送パスＰ２に導かれたシートを、前述したタイミングで感光ドラム３１と転写部との間に再度給紙する。

なお、手差給紙部３８からＯＨＰシート等の硬いシートが給紙され、このシートに画像を形成する場合、シートを反転パスＰ１に導くことなく、画像形成面を上向きにした状態（フェイスアップ状態）で排出ローラ３９により排出する。

一方、プリンタ１３から排出されたシートが送られる折り装置４０は、シートをＺ形に折りたたむ処理を行うものであり、例えばシートがＡ３サイズやＢ４サイズで、かつ折り処理が指定されている場合、折り装置４０で折り処理を行う。なお、それ以外の場合には、プリンタ１３から排出されたシートは折り装置４０を通過してフィニッシャ５０に送られる。

フィニッシャ５０は、製本処理、綴じ処理、穴あけ等の各処理を行うものであり、このフィニッシャ５０には画像が形成されたシートに挿入するための表紙、合紙などの特殊シートを給送するインサータ９０が設けられている。そして、このフィニッシャ５０において、指定された処理が行われた後、例えば製本処理されたシートは、排紙トレイ９１に排出される。

本実施の形態において、原稿を搬送する自動原稿給送装置１２は、斜行及び横レジを補正して原稿を画像読取部に搬送する斜行補正部を備えている。ここで、この斜行補正部は、図２に示すように複数、本実施の形態においては、３つの不図示の微小電極からなる単位電極がマトリックス状に配置された電極アレイ２０を備えている。

図４は、このような電極アレイ２０の断面図であり、電極アレイ２０はフィルム状の高抵抗の抵抗体からなる基材２０ａ中に単位電極２０ｂが一定ピッチでマトリックス状に埋め込まれている。

なお、この単位電極２０ｂの各微小電極には、図３に示すように電圧を切替えて印加する電圧印加手段であるスイッチ手段６０が接続されている。また、このスイッチ手段６０には、スイッチ手段６０を制御し、単位電極２０ｂ（の各微小電極）に印加する電圧のパターンを変化させる電圧制御手段であるコントロール手段６１が接続されている。

このコントロール手段６１によりスイッチ手段６０を制御し、所定のパターンで電圧を単位電極２０ｂに入力することにより、電極アレイ２０の電圧のパターンを変化させるようにしている。そして、このように電極アレイ２０の電圧パターンを変化させることにより、静電気により原稿を搬送（静電搬送）すると共に、原稿の斜行及び横ズレの補正を行うことができる。

このような電極アレイ２０を用いた原稿の静電搬送の動作原理を説明する。

図４は、原稿トレイ１２ａから送られてきた原稿Ｓが電極アレイ上に配置された状態を示している。そして、原稿Ｓの斜行又は横レジを補正する場合は、まず図４の（ａ）に示すような電圧パターンを各単位電極２０ｂに印加する。具体的には、一定ピッチで埋め込まれている各単位電極２０ｂに左から＋（プラス）、−（マイナス）、０ｖの電圧パターンを印加する。これに伴い、原稿Ｓの単位電極２０ｂに臨む面は、図４の（ｂ）に示すように−（マイナス）、＋（プラス）、０ｖの順で単位電極２０ｂとは逆に帯電する。

次に、コントロール手段６１によりスイッチ手段６０を制御し、図４の（ｃ）に示すように単位電極２０ｂに印加する電圧パターンを切替える。即ち、＋（プラス）の電圧が印加されている単位電極２０ｂには−（マイナス）の電圧を、−（マイナス）の電圧が印加されている単位電極２０ｂには＋（プラス）の電圧を、０ｖが印加されている単位電極２０ｂには−（マイナス）の電圧を印加する。

ここで、このような電圧を印加すると、単位電極２０ｂの電荷は瞬時に入れ替わるが、原稿内の電荷は、基材２０ａの高い抵抗に妨げられるため、しばらく元の位置にとどまっている。この結果、図４の（ｃ）に示すように、単位電極２０ｂの＋（プラス）と原稿Ｓの＋（プラス）、単位電極２０ｂの−（マイナス）と原稿Ｓの−（マイナス）の部分において、単位電極２０ｂと原稿Ｓとの間には、静電気による反発力が働く。なお、−（マイナス）の電圧部分と０ｖの部分では静電気による反発力は働かない。

さらに、このとき−（マイナス）の単位電極２０ｂ及び＋（プラス）の単位電極２０ｂに対し、原稿Ｓの＋（プラス）の電圧部分及び−（マイナス）の電圧部分はその右上に位置するので、単位電極２０ｂと原稿Ｓとの間には静電気力により引き合う力が働く。これにより、原稿全体が右方向への力を受けて移動し、図４の（ｄ）に示す状態となる。

ここで、この図４の（ｄ）の状態は、最初の図４の（ｂ）の状態と同じである。なお、この状態で時間が経過すると、原稿上の電荷量は減少してくるので再度（ｄ）の状態で、各単位電極２０ｂに図４の（ａ）と同じ電圧をかけ、原稿Ｓを帯電する。そして、このような（ａ）〜（ｄ）の一連の動作を繰り返すことにより、一つの単位電極分、原稿Ｓが順次移動し、この結果、原稿Ｓの搬送が可能となる。なお、単位電極２０ｂを連続して−（マイナス）又は＋（プラス）とすることにより、原稿Ｓの１回の電圧パターンの変更に伴う移動量を増やすことができる。

次に、原稿Ｓの搬送制御について説明する。

原稿Ｓを斜送させて横レジ補正を行う場合について図５に示すフローチャートを用いて説明する。

自動原稿給送装置１２は、まず単位電極がマトリックス状に並んだ電極アレイ上に原稿を給送する（Ｓ１００）。なお、このとき、電極アレイ上に原稿を搬送すれば良いので、電極アレイ上まで原稿を搬送する手段としては、ゴムローラや吸引などいかなる搬送手段を用いても良い。

次に、原稿に初期電荷を与えるために単位電極を構成する微小電極に電圧を印加し（図４の（ａ）参照）、電極アレイ上の原稿を帯電させる（Ｓ１０１）。

次に、コントロール手段６１は、単位電極の間隔、所望の原稿搬送速度及び横レジ位置（原稿の搬送方向と直交する方向の適正位置）から、原稿を所望の搬送速度と斜送角度で搬送するために単位電極に与えるべき電圧の印加（切替）タイミングを計算する。また、必要電圧及び電圧印加パターンを計算する（Ｓ１０２）。

ここで、電圧印加パターンは、例えば既述した図２のような搬送方向に対していくらか角度を持たせた斜線状のパターンとする。なお、図２において、２０Ａの部分は電極アレイ２０のプラス電圧を印加する部分、２０Ｂの部分は電極アレイ２０のマイナス電圧を印加する部分、２０Ｃの部分は電極アレイ２０の電圧無しの部分を示している。

コントロール手段６１は、この斜線の角度を、図３に示す原稿の横レジを検知する検知センサ６２からの信号に基づく原稿の横レジ位置と、原稿搬送速度とにより計算し、電圧印加パターンを求める。なお、この計算の結果、例えば図６に示すようなパターンが求められた場合、原稿Ｓの各単位電極２０ｂに臨む位置には図６のような電荷が発生する。

次に、Ｓ１０２における計算ステップから導かれたタイミング及び電圧印加パターンにより単位電極２０ｂに印加する電圧パターンの切替えを開始する（Ｓ１０３）。そして、このように電圧パターンの切替えが開始されると、既述した図４の（ａ）〜（ｄ）に示す一連の動作により、原稿の斜送が開始される。

なお、このように原稿が斜送され、検知センサ６２から原稿の横レジが補正されたことを示す信号が入力されると、コントロール手段６１は、このタイミングに合わせて電圧印加パターンを原稿をシート搬送方向に直進させるパターンに変更する。

このように、原稿の横レジを補正する場合は、まず横レジ位置により原稿を斜送する電圧印加パターンを計算し、横レジ補正が終わると、電圧印加パターンを原稿を直進させるパターンに変更する。そして、このような電圧印加パターンの切替により、原稿を幅方向の位置が補正された状態で搬送することができる。なお、このときの横レジ補正精度は、単位電極のドットサイズとなるので、位置合わせを精度良く行うことができる。

次に、原稿の斜行（傾き）を補正する場合について説明する。

原稿の斜行補正を行う場合、電極アレイ２０に電圧印加パターンとしては、図７の（ａ）に示すようなパターンを用いると共に、図７の（ａ）に示すように傾いている原稿Ｓを平行に戻すよう回転させるようにする。

ここで、原稿Ｓを回転させる場合、単位電極上を通過する原稿の搬送方向における速度に差を持たせる必要がある。例えば原稿Ｓの、図７の（ａ）に示すＡ側を速い速度で、Ｂ側を遅い速度で搬送する必要がある。

このため、本実施の形態においては、Ａ側の単位電極に対する電圧パターン切替速度を速くし、Ｂ側の単位電極に対する切替速度を遅くするようにしている。これにより、矢印２１に示す原稿のＡ側とＢ側の搬送速度の差が生じ、この搬送速度差により原稿Ｓが回転する。

さらに、電極アレイ２０は原稿Ｓの搬送の基準となる中央からＡ側、Ｂ側それぞれ距離に比例して電圧パターン切替速度を変化させることで原稿Ｓに対して均一に回転力を与えることができる。なお、このように原稿Ｓに対し、均一に回転力を与えるため、電圧パターン切替には、図７の（ｂ）に示すような周波数の差を設けている。

即ち、図７の（ｂ）に示すように原稿Ｓの中央部分では、所定の搬送速度のための切替周波数（破線部）とし、搬送速度の速い原稿中央からＡ側の単位電極に対しては、原稿中央からの距離に比例して切替周波数を高くする。また、搬送速度の遅い原稿中央からＢ側の単位電極に対しては中央からの距離に比例して切替周波数を低くする。

なお、原稿Ｓを回転させる場合、コントロール手段６１は、幅方向に所定距離だけ離間して設けられた図３に示す先端検知センサにより原稿の斜行角度を読み取り、この斜行角度に応じて原稿の回転速度を計算し、電圧印加パターンの切替タイミングに反映させる。

このように、原稿の斜行を補正する場合は、まず原稿の斜行角度に応じて原稿を回転する電圧印加パターンを計算し、この計算に基づいて斜行補正を行う。斜行補正が終わると、電圧印加パターンを原稿を直進させるパターンに変更する。そして、このような電圧印加パターンの切替により、原稿を斜行が補正された状態で搬送することができる。

なお、これまで説明してきた原稿の斜送方法と回転方法を用いて横レジ補正と斜行補正を同時に行うことができる。

この場合、図８のように、単位電極２０ｂに印加する電圧パターンを斜送の時のようなパターンとすることで原稿Ｓには矢印Ｃに示す力が働く。さらに、原稿Ｓの斜行角度に応じて電圧印加パターンの切替周波数を変化させる。

つまり、Ａ側の単位電極に対する電圧パターン切替を原稿中央からの距離に比例して中央よりも高周波とし、Ｂ側の単位電極に対する電圧印加パターン切替を距離に比例して中央よりも低周波とする。これにより、シートのＡ側及びＢ側との間に速度差が生じ、このＡ側及びＢ側との間の速度差により原稿Ｓには回転力が発生し、斜行補正を行うことができる。

このように、単位電極に印加する電圧パターンを変更することにより、静電搬送によって搬送する際、原稿に無理な力がかかることがなくなり、これにより剛性の小さい原稿でも原稿がたわむことなく斜行補正と横レジ補正を同時に行うことができる。

以上説明したように、原稿Ｓと電極アレイ２０との間に搬送方向及び搬送方向と直交する方向の静電気力が発生するよう単位電極に印加する電圧のパターンを変化させることにより、ダメージを与えることなくシートを搬送することができる。

また、コントロール手段６１により、単位電極に対する印加電圧パターンを切替えることにより、単位電極のピッチで原稿の搬送が行われるため、原稿の位置合わせを電極のピッチ単位で行うことができ、シートの位置合わせ精度を向上することができる。

さらに、コントロール手段６１によって印加電圧パターンの切替動作が単位電極ごとに独立して行われるため、原稿の斜行が生じた場合でも、それぞれの単位電極へ印加する電圧パターンの切替周波数を変えることによって原稿の斜行を補正することができる。

更に、電圧印加パターンを変化させると共に、印加電圧パターン切替周波数をマトリックス状の電極の位置に応じて変化させることにより、斜行補正と横レジ補正を同時に行うことができる。

なお、これまでの説明においては、本発明に係るシート搬送手段を画像読取装置であるイメージリーダ１１に用いた場合について述べてきた。しかし、本発明は、これに限らず、図１に示すプリンタ１３の記録シートＳの搬送にも適用することができる。これによれば、シートＳを画像形成部１３Ａに傾きがなく搬送することができて、転写される画像と正確な位置合わせを行うことができる。

本発明の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の構成を示す図。 上記シート搬送装置の一例としての自動原稿給送装置に設けられた電極アレイの電極配置を示す図。 上記自動原稿給送装置の制御ブロック図。 上記電極アレイの断面及び電圧印加パターンを示す図。 上記電極アレイにおける原稿の搬送制御を示すフローチャート。 上記電極アレイの原稿を斜送するときの電圧印加パターンを示す図。 上記電極アレイの原稿を斜行補正するときの電圧印加パターンを示す図。 上記電極アレイの原稿を斜送及び斜行補正するときの電圧印加パターンを示す図。

符号の説明

１０ 画像形成装置本体
１１ イメージリーダ
１２ 自動原稿給送装置
１３ プリンタ
１３Ａ 画像形成部
２０ 電極アレイ
２０ａ 基材
２０ｂ 単位電極
６０ スイッチ手段
６１ コントロール手段
Ｓ 原稿

Claims (5)

1. 静電気力によりシートを搬送するシート搬送装置において、
   高抵抗からなる基材内に複数の微小電極がマトリックス状に配置された電極アレイと、
   前記マトリックス状に配置された微小電極にそれぞれ電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記電圧印加手段を制御し、前記マトリックス状に配置された微小電極に印加する電圧のパターンを変化させる電圧制御手段と、を備え、
   前記電圧制御手段は、搬送するシートと前記電極アレイとの間にシート搬送方向及びシート搬送方向と直交する方向の静電気力が発生するよう前記微小電極に印加する電圧のパターンを変化させることを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記電圧制御手段は、前記微小電極に印加する電圧のパターンの切替周波数を制御して微小電極上を搬送するシートの速度を変化させることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
3. 前記電圧制御手段は、前記微小電極に印加する電圧のパターンの切替速度を制御し、微小電極上を搬送するシートのシート搬送方向におけるシート搬送速度に差を持たせることを特徴とする請求項２記載のシート搬送装置。
4. 画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部にシートを搬送する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート搬送装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. シートの画像を読取る画像読取部と、前記画像読取部にシートを搬送する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート搬送装置とを備えたことを特徴とする画像読取装置。
   

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