JP2000185863A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カールを帯びたシートに対しても装置のスルー
プットを損なうことなく確実にシート反転を実現するこ
とが可能な画像形成装置を提供する。 【解決手段】引込み路(19)と反転路(22)との分岐点(E1)
に対しシート搬送方向下流部における引込み路に、反転
路が存在する側とは反対側に屈曲もしくは湾曲して設け
られ、シートのカールを矯正するシートガイド部(E2,E
3,E4)を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや複写機
等に代表される画像形成装置に係り、特に１枚ずつ搬送
されるシートをスイッチバックさせ、シート面を反転さ
せて排出するシート反転装置を備えた画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成部から送り出されたシートを排
紙ローラへ導く送紙路と、送紙路から分岐して設けられ
た引込み路と、引込み路から分岐して設けられ引込み路
に引き込まれたシートを送紙路へ導く反転路とを備えた
画像形成装置については、従来から種々構成が提案され
ている。上記構成の他に、引込み路と反転路とを１つの
搬送路で兼用させて単一の搬送路内でシートの引き込み
および反転を行わせる構成のものも知られているが、単
一搬送路内でシートの引き込みおよび反転を行わせる場
合には、先行シートと後続シートとの搬送間隔を十分に
取る必要があるため装置のスループットが低下してしま
うという欠点がある。これに対しシートの引き込みと反
転とを個々の搬送路、即ち引込み路と反転路とで行うよ
うにした構成の場合は、シートの搬送間隔を狭めること
が可能になり装置のスループット向上の点で有利と考え
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に引込み路と反転路を備えた画像形成装置においては、
少なくとも２箇所に分岐点が設けられる。即ち、送紙路
と引込み路の分岐点と、引込み路と反転路の分岐点とが
設けられることになる。分岐点には一般的に回動可能な
ゲート部材が設けられるのだが、それぞれの分岐点にゲ
ート部材を設けたのでは構成ならびに制御の複雑化、な
らびにコスト高を招いてしまうという欠点が生じてい
た。

【０００４】また、搬送されてくるシートがカールを帯
びている場合には、反転したシートの端部が分岐点など
で引っ掛かったり、うまく反転路側に搬送されずに再び
引込み路へ逆送されてしまい搬送ジャムが生じてしまう
等の問題も発生していた。特に画像形成装置が熱定着に
より画像をシート上に定着させるレーザビームプリンタ
等である場合には、加熱作用によりシートに大きなカー
ルが生じるため装置の信頼性を落とす要因となってい
る。搬送ジャムを防止する方策としては、逆送防止のた
めに分岐点上流側の引込み路出口の隙間をできるだけ狭
めることが有効であるが、引込み路の隙間を調整する調
整機構が別に必要となったり、マイラシート等の可撓性
シート部材からなる戻り防止弁の設置が必要となり、組
み立て性の低下およびコスト高を招いてしまうという欠
点が生じていた。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解
消し、カールを帯びたシートに対しても装置のスループ
ットを損なうことなく確実にシート反転を実現すること
が可能な画像形成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、画像形成
部から送り出されたシートを排紙ローラへ導く送紙路
と、前記送紙路から分岐して設けられた引込み路と、前
記引込み路から分岐して設けられ前記引込み路に引き込
まれたシートを前記送紙路へ導く反転路とを備えた画像
形成装置において、前記引込み路と反転路との分岐点に
対しシート搬送方向下流部における引込み路に、前記反
転路が存在する側とは反対側に屈曲もしくは湾曲して設
けられ、シートのカールを矯正するシートガイド部を備
えることにより達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて詳細に説明する。

【０００８】図３において、１は画像形成装置、２は用
紙後処理装置であり、用紙後処理装置２は画像形成装置
１の後段に接続されている。本実施例において、画像形
成装置１としては、感光体を用い、周知の電子写真プロ
セスにより用紙上にトナー像を記録形成するレーザプリ
ンタが例示されている。また、用紙後処理装置２として
は、プリンタ１から排出された用紙にステープル処理を
施すことが可能なフィニッシャが例示されている。

【０００９】プリンタ１において、３,４,５は用紙収容
部であり、用紙を一枚ずつ堆積収容している。６は感光
ドラムで、コントローラ（図示せず）からの信号に基づ
いて矢印の方向へ回転を始める。感光ドラム６が回転を
開始すると、コロナ帯電器７によって感光ドラム６表面
は均一に帯電される。帯電した感光ドラム６には露光装
置８から出射されたレーザビームによって静電潜像が形
成される。静電潜像は現像装置９の位置に到達するとト
ナーによって現像され、感光ドラム６上にトナー像とし
て可視化される。この様にして形成されたトナー像は転
写器１０により用紙収容部３,４,５または後述する戻し
路２０から送り出されてきた用紙に転写される。１１は
定着装置であり、本実施例において定着装置１１は、互
いに圧接させた熱ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂとか
ら構成されており、熱ローラ１１ａと加圧ローラ１１ｂ
との圧接部において用紙を挟持搬送するとともに、用紙
に加熱加圧作用を付与し転写されたトナー像を用紙に定
着させる。定着装置１１から送り出された用紙は、搬送
ローラ１２によって搬送され、ゲート１３の位置に応じ
てプリンタ１上部に設けられた排紙トレイ１４か、ある
いは搬送ローラ１５側へ選択的に搬送される。

【００１０】搬送ローラ１５側へ搬送された用紙は、ゲ
ート１６の位置に応じて排紙口１７か、あるいは後述す
る引込み路１９側へ選択的に搬送される。

【００１１】ここで、プリンタ１内に構成された用紙搬
送路に関し、以下の説明においては、便宜上、次の様に
定義しておくこととする。

【００１２】まず、用紙収容部３,４,５−画像形成手段
６,７,８,９,１０,１１−搬送ローラ１２−搬送ローラ
１５−排紙口１７を連絡する用紙搬送路１８を「送紙
路」と呼ぶ。

【００１３】また、１９は「引込み路」と呼ぶことと
し、前記画像形成手段に対し用紙搬送方向下流側の送紙
路１８から分岐して設けられており、ゲート１６の切り
替え制御により搬送ローラ１５から送り出されてきた用
紙を選択的に引き込む。

【００１４】また、２０は「戻し路」と呼ぶこととし、
引込み路１９の途中に設けられた分岐点２１から分岐
し、その終端を前記画像形成手段に対し用紙搬送方向上
流側の送紙路１８に合流させて設けられている。また、
２２は「反転路」と呼ぶこととし、ゲート１６および分
岐点２１間における引込み路１９の途中から分岐し、そ
の終端をゲート１６に対し用紙搬送方向下流側の送紙路
１８に合流させて設けられている。

【００１５】なお、図３において、２３は排紙ローラ、
２４は引込み路１９上に設けられた搬送ローラ、２５お
よび２６は引込み路１９上に設けられた正転／逆転切り
替え可能な搬送ローラである。

【００１６】上記構成により、用紙の印刷面を上に向け
たままの状態で用紙をプリンタ１からフィニッシャ２へ
排出させる場合（以下、「排出モード１」と称する。）
は、定着装置１１から送り出された用紙を送紙路１８に
沿ってそのまま排紙口１７から排出し、フィニッシャ２
側へ送り出す。

【００１７】また、用紙の印刷面を下に向けた状態で用
紙をプリンタ１からフィニッシャ２へ排出させる場合
（以下、「排出モード２」と称する。）は、定着装置１
１から送り出された用紙をゲート１６の案内により引込
み路１９に引き込み、用紙後端が引込み路１９内の適所
に設けたセンサ位置（図示せず）に到達したタイミング
で、搬送ローラ２５および搬送ローラ２６を引き込み時
とは逆方向に回転させて、用紙を反転路２２を経由させ
て排紙ローラ２３側へ搬送し、排紙口１７から排出して
フィニッシャ２側へ送り出す。

【００１８】また、用紙の両面に印刷を行う場合は、定
着装置１１から送り出されてきた用紙を引込み路１９へ
引き込み、この引き込んだ用紙を戻し路２０に送り出す
ことによって、片面印刷済の用紙を再び画像形成手段に
送り込み、これによって両面印刷が実行される。

【００１９】なお、図３において、３ａ,４ａ,５ａは用
紙収容部３,４,５に収容された用紙を繰り出すピックロ
ーラ、３ｂ,４ｂ,５ｂは一般にフィードローラとリター
ドローラから構成されることで知られる給紙ローラ対で
ある。給紙ローラ対３ｂ,４ｂ,５ｂは、ピックローラ３
ａ,４ａ,５ａによって繰り出された用紙が複数枚重なっ
た状態で搬送されるのを防止しながら用紙を一枚ずつ送
紙路１８へ供給する機能を有する。２７,２８,２９,３
０は送紙路１８内の用紙を搬送する搬送ローラ、３１は
感光ドラム６上に形成されたトナー像を用紙へ転写させ
るタイミングに同期させて、用紙の搬送を行うレジスト
ローラである。また、３２,３３,３４,３５は、戻し路
２０内の用紙を搬送する搬送ローラである。

【００２０】次にフィニッシャ２の構成を説明する。フ
ィニッシャ２は、その搬入口３６がプリンタ１の排紙口
１７と連絡するように接続される。フィニッシャ２内に
は、搬入口３６と排紙トレイ３７とを連絡する搬送パス
３８と、搬送パス３８上に設けられた分岐点（ゲート３
９近傍）と排紙トレイ４０とを連絡する搬送パス４１
と、搬送パス３８および搬送パス４１内の用紙を排紙ト
レイ３７,４０に向けて搬送する搬入ローラ４２および
搬送ローラ４３,４４,４５,４６,４７が設けられてい
る。なお、４８は排紙トレイ３７側に排出された用紙束
に対しステープル処理を施すステープラを示す。

【００２１】上記構成により、フィニッシャ２は、プリ
ンタ１の排紙口１７から送り出されてきた用紙を搬入口
３６から導入し、ステープル処理が必要な場合は、用紙
を排紙トレイ３７側へ搬送し、作業用トレイ４９上に用
紙を積み重ねて行き、所定枚数の用紙が積載されたなら
ば、ステープラ４８によりステープル処理を行い、排出
装置（図示せず）によりステープル処理された用紙束を
排紙トレイ３７上へ排出する。

【００２２】また、ステープル処理を必要としない場合
は、ゲート３９により用紙を搬送パス４１側へ案内し、
搬送ローラ４５,４６,４７により排紙トレイ４０上へ用
紙を排出する。ここで、ゲート３９は後述する用紙排出
信号がローレベルからハイレベルに変化した時を契機と
し、コマンド信号線によって送信された用紙後処理方法
で指定された用紙排出先に用紙を搬送する方向へ動作す
る。

【００２３】なお、排紙トレイ３７,４０は、いずれも
矢印方向へ昇降移動可能に設けられており、トレイ上の
用紙積載量に応じてフィニッシャ２の各排出口に対し各
トレイの上面が、予め設定された位置関係をなすように
制御される。

【００２４】上記プリンタおよびフィニッシャからなる
プリンタシステムにおいて、プリンタ１に設けられたピ
ックローラ３ａ,４ａ,５ａ、給紙ローラ対３ｂ,４ｂ,５
ｂ、搬送ローラ２７,２８,２９,３０、レジストローラ
３１、感光ドラム６、定着装置１１を構成する定着ロー
ラ対１１ａ,１１ｂ、搬送ローラ１２,１５,２３,２４,
２５,２６および戻し路２０内に設けられた搬送ローラ
３２,３３,３４,３５の用紙搬送速度は約１７.５インチ
／秒（約４４４.５ｍｍ／秒）に設定されている。な
お、搬送ローラ１２,１５は、一方向クラッチを内蔵し
ており、搬送ローラ対１２,１５の駆動軸の速度よりも
大なる速度でローラ外周が回された場合には搬送ローラ
１２,１５は駆動軸と切り離されて回転可能となるよう
に構成されている。

【００２５】また、排紙ローラ２３および搬送ローラ２
５,２６の用紙搬送速度は、約１７.５インチ／秒に設定
された第１の用紙搬送速度と、約３３インチ／秒（約８
３８.２ｍｍ／秒）に設定された第２の用紙搬送速度と
で切り替え可能に設定されている。さらに、排紙ローラ
２３の用紙搬送速度は、後述するフィニッシャ２の搬入
ローラ４２の用紙搬送速度である約２２.８３インチ／
秒（約５８０ｍｍ／秒）に設定された第３の用紙搬送速
度にも切り替え可能に設定されている。

【００２６】そして、プリンタ１から、用紙を上述の排
出モード１にて排出する場合は、定着ローラ対１１ａ,
１１ｂ、搬送ローラ１２,１５および排紙ローラ２３を
感光ドラム６と同じ速度の約１７.５インチ／秒の用紙
搬送速度（以下、１７.５インチ／秒の用紙搬送速度を
「Ｖ１」とも記載する）で駆動させて用紙搬送を行い、
排紙ローラ２３の用紙搬送速度を所定のタイミングでＶ
１から約２２.８３インチ／秒（約５８０ｍｍ／秒）の
用紙搬送速度に切り替える（以下、２２.８３インチ／
秒の用紙搬送速度を「Ｖ３」とも記載する）。用紙搬送
速度Ｖ１からＶ３への切り替えは、例えば用紙先端がフ
ィニッシャ２の搬入ローラ４２に対して上流の所定の位
置を通過したタイミングを契機に行われる。

【００２７】また、プリンタ１から、用紙を排出モード
２にて排出する場合は、用紙後端が引込み路１９内の所
定位置に到達したタイミングを契機に、搬送ローラ２
５,２６を引き込み時とは逆方向に回転させて、且つ、
搬送ローラ２５,２６および排紙ローラ２３の用紙搬送
速度をＶ１から３３インチ／秒の用紙搬送速度に切り替
える（以下、３３インチ／秒の用紙搬送速度を「Ｖ２」
とも記載する）。ここで、排出モード１と排出モード２
とで用紙搬送速度を切り替えている理由は、排出モード
２の場合は、定着装置１１を通過後の用紙を一旦、引込
み路１９に引き込んでから反転路２２を経て、送紙路１
８へ戻す工程を必要とするためであり、装置のスループ
ットを排出モード１と同等にするためである。

【００２８】用紙反転後、排紙ローラ２３の用紙搬送速
度を所定のタイミングでＶ２からＶ３に切り替える。用
紙搬送速度Ｖ２からＶ３への切り替えは、例えば用紙後
端が搬送ローラ２５を通過した後であって用紙先端がフ
ィニッシャ２の搬入ローラ４２に対して上流の所定の位
置を通過したタイミングを契機に行われる。

【００２９】これに対し、フィニッシャ２の搬入ローラ
４２、搬送ローラ４３,４４,４５,４６,４７の用紙搬送
速度は全て一定の値に設定されている（本実施例におい
ては、約２２.８３インチ／秒（約５８０ｍｍ／秒）に
設定している）。

【００３０】プリンタ１とフィニッシャ２はインタフェ
ース信号線を介して通信可能に接続されている。インタ
フェース信号線は、プリンタ１から搬送されてくる用紙
の種類や、フィニッシャ２での用紙の後処理方法等の情
報（排紙トレイの選択、ステープル処理の要否、ステー
プルする位置等）をシリアル転送方式により送信するコ
マンド信号線と、プリンタ１からフィニッシャ２に用紙
が排出される際に電圧レベルがローレベルからハイレベ
ルに変化することで用紙の排出を連絡するハード信号を
扱う用紙排出信号線等からなる。

【００３１】印刷が開始するとプリンタ１より、上記印
刷用紙の種類や後処理方法の情報をコマンド信号線によ
ってフィニッシャ２に送信し、その用紙がフィニッシャ
２に排出される時には用紙排出信号線がローレベルから
ハイレベルに変化する。フィニッシャ２は、用紙排出信
号のハイレベルへの変化を契機に、用紙の印刷開始とと
もに送信された用紙後処理方法の情報で指定された用紙
後処理を開始、実行する。

【００３２】次に、スイッチバック反転時の用紙受け渡
しの様子を図２を用いて説明する。図２に示すローラ
は、プリンタ１の定着ローラ対１１ａ,１１ｂと、搬送
ローラ対１２,１５，２４と、反転ローラ対２５と、排
紙ローラ対２３と、戻し路２０内に設けられた搬送ロー
ラ対３２である。図２において、Ｌ１は搬送ローラ対２
４から反転ローラ対２５に至る搬送経路の平均長さであ
る。Ｌ２は反転ローラ対２５から排紙ローラ対２３に至
る反転路２２を通る搬送経路の平均長さである。Ｌ３は
反転ローラ対２５から搬送ローラ対３２に至る搬送経路
の平均長さである。

【００３３】また、同図においてＭは搬送ローラ対２４
から所定位置Ｐ１に至る搬送経路の平均長さである。Ｎ
は搬送ローラ対２４から所定位置Ｐ２までの搬送経路の
長さである。

【００３４】なお、本実施例においては、Ｌ１が約１４
０ｍｍ、Ｌ２が約１７０ｍｍ、Ｌ３が約１５０ｍｍ、Ｍ
が約２７ｍｍ、Ｎが約１００ｍｍに設定されている。こ
こで、Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３は用紙の搬送を確実に行うために
画像形成装置で取り扱うシートの最小長さ以下に設定し
てある。

【００３５】まず、片面印刷済み用紙をフェースダウン
排出する場合の用紙受け渡しの様子について、用紙間隔
３.５インチ（約８８.９ｍｍ）で連続して搬送されるレ
ターサイズ用紙（長さ８.５インチ：約２１５.９ｍｍ）
を用いて行う場合を例示して説明する。

【００３６】このプロセスにおいて、用紙の後端が所定
位置Ｐ１に到達してから反転した用紙の後端が反転ロー
ラ２５を通過し、再度反転ローラ２５が停止し、再逆転
するまでに要する時間Ｔ１は、反転ローラ２５が停止・
逆転に要する時間をｔｍｍ秒、用紙長をＬｍｍとする
と、Ｔ１＝（Ｌ＋Ｍ−Ｌ１）／Ｖ２＋２ｔ＝３２２.８
ｍｍ秒となる。用紙後端がＰ１に到達した時間から後続
用紙先端が反転ローラ２５に到達するまでに要する時間
Ｔ２は、用紙間隔をＱとすると、Ｔ２＝（Ｌ１−Ｍ＋
Ｑ）／Ｖ１＝４５４.２ｍｍ秒となる。この結果、Ｔ１
＜Ｔ２であるため、反転ローラ２５に同時に２枚の用紙
が存在することなく受け渡しが可能になる。

【００３７】次に、両面印刷を行う場合の用紙受け渡し
の様子について、用紙間隔３.５インチ（約８８.９ｍ
ｍ）で連続して搬送されるレターサイズ用紙（長さ８.
５インチ：約２１５.９ｍｍ）を用いて行う場合を例示
して説明する。このプロセスにおいて、用紙後端が所定
位置Ｐ２に到達してから反転した用紙の後端が反転ロー
ラ２５を通過し、再度反転ローラ２５が停止し、再逆転
するまでに要する時間Ｔ３は、Ｔ３＝（Ｌ＋Ｎ−Ｌ１）
／Ｖ１＋２ｔ＝５９５.７ｍｍ秒となる。用紙後端がＰ
２に到達した時間から後続用紙先端が反転ローラ２５に
到達するまでに要する時間Ｔ４は、両面印刷済みの用紙
は引込み路１９に引き込まれずに、送紙路１８から排紙
口１７に排出されるために、次に引込み路１９に引き込
まれてくる用紙との間隔は２Ｑ＋Ｌとなるために、Ｔ４
＝（Ｌ１−Ｎ＋２Ｑ＋Ｌ）／Ｖ１＝９７５.７ｍｍ秒と
なる。この結果、Ｔ３＜Ｔ４であるため反転ローラ２５
に同時に２枚の用紙が存在することなく受け渡しが可能
となる。

【００３８】次に、引込み路１９の分岐点におけるシー
ト端部の振り分けの様子を所定位置Ｐ１近傍を例に図１
を用いて説明する。

【００３９】図１において、引込み路１９はＰ１上流の
用紙ガイド端Ｅ１で反転路２２と分岐している。また、
Ｐ１から下流に距離Ｓの点Ｅ２で反転路２２と反対方向
にＰ１上流の搬送面に対して４０°未満の交差角度θで
屈曲し、Ｐ１上流の搬送面から距離Ｄ移動した搬送面に
点Ｅ３で連絡して形成している。

【００４０】交差角度を４０°未満とすることで、突入
角度が大きくなる方向にカールの生じた用紙であって
も、Ｅ２点で折れが発生することなくＥ２点下流へのス
ムーズな搬送を達成している。ここで、Ｙは搬送ローラ
対２４により引込み路１９に引き込まれた用紙である。
Ｙ１は用紙ＹがＰ１に到達する直前の状態である。Ｙ２
は用紙ＹがＰ１に到達した後、引込み路１９下流に設け
られた反転ローラ２５（図２参照）により反転した直後
の状態である。Ｒは用紙Ｙが熱定着により印刷した場合
に生じたカールの半径を示す。図１ではシートの反りに
よる復元力を利用した構成で問題となる逆送搬送ジャム
が生じ易いカールの方向で示している。

【００４１】上記のように構成した搬送経路では、用紙
Ｙは引込み路１９のＥ２,Ｅ３,Ｅ４点により積極的にカ
ールと逆方向に姿勢が規制されているため、Ｅ２,Ｅ３,
Ｅ４の経路では用紙にカール方向と反対方向のたわみ角
が生じる。この結果、Ｅ２から上流の用紙端部は、Ｅ１
点を離れた時にＥ２点に生じたたわみ角だけ反転路２２
側を指向する。経験的にはレーザビームプリンタ等の熱
定着により生じるカールの半径はＲ３０ｍｍ以上である
ため、近似的にはＥ２,Ｅ３,Ｅ４を通る円弧に対してＥ
２で接するＲ３０ｍｍの円弧がＥ１より反転路２２側を
通るように搬送路の位置関係を規制することで、進入路
への逆送ジャムは解消できる。なお、当然ながら上記搬
送路の位置関係は両面印刷のための分岐点であるＰ２近
傍にも適用可能である。

【００４２】以上のようにスイッチバック反転のための
搬送経路の長さおよび形状、ならびに反転ローラ２５と
排紙ローラ２３および戻し路２０の搬送ローラ対の用紙
搬送速度を関係づけることにより、カールしたシートで
も装置のスループットを損なうことなく確実にスイッチ
バックできる安定したシート搬送が可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
カールを帯びたシートに対しても装置のスループットを
損なうことなく確実にシート反転を実現することが可能
な画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置のスイッチバック反転機
構部の用紙受け渡しの様子を示す説明図。

【図２】本発明の画像形成装置における用紙受け渡しの
様子を示す説明図。

【図３】本発明の画像形成装置を用いたシステムの全体
構成図。

【符号の説明】

１６…ゲート、１８…送紙路、１９…引込み路、２２…
反転路、２３…排紙ローラ、２４…搬送ローラ対。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成部から送り出されたシートを排紙
   ローラへ導く送紙路と、前記送紙路から分岐して設けら
   れた引込み路と、前記引込み路から分岐して設けられ前
   記引込み路に引き込まれたシートを前記送紙路へ導く反
   転路とを備えた画像形成装置において、前記引込み路と
   反転路との分岐点に対しシート搬送方向下流部における
   引込み路に、前記反転路が存在する側とは反対側に屈曲
   もしくは湾曲して設けられ、シートのカールを矯正する
   シートガイド部を備えたことを特徴とする画像形成装
   置。