JP2004262623A - 排紙装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置本体より排出された用紙をスタックする排紙装置であって、トレイ本体51と、排出された用紙を積載する用紙受け部53と、トレイ本体51と用紙受け部53とを連結するレバー52と、トレイ本体51に対してレバー52を回動可能に支持する第1ヒンジ部54と、レバー52に対して用紙受け部53を回動可能に支持する第2ヒンジ部55と、トレイ本体51とレバー52との間に設けられる第1バネ56と、レバー52と用紙受け部53との間に設けられる第2バネ57とを含む。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成された後の用紙をスタックする排紙装置に係り、より詳しくは、スタック性を向上させた排紙装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置では、用紙(シート)に対して所定の画像を形成した後、排紙トレイなどを有する排紙装置に用紙をスタックしている。ここで、近年、画像形成装置におけるプリント出力の高速化に伴い、排紙装置の大容量化と共に、スタック性能を向上させ、ユーザに対する使い勝手をより向上させることが強く望まれている。
【0003】
この種の排紙装置として、最も広く採用されている構成では、排紙トレイのベース部と、排出ロールから離れた側に回転可能なヒンジ部を持つ用紙受け部と、ベース部と用紙受け部との間に設けられたスプリングとを有し、積載された用紙の重さに伴って、スプリングが縮むことによって、積載された用紙厚さの分だけ用紙受け部が下がり、最上位用紙の用紙受け面が常に一定高さとなるように設計されたものが存在している。ところが、用紙受け面を常に一定高さに設定したとしても、ヒンジ部を介した回転動作のために、用紙積載枚数が増えるに従って用紙受け面の角度がどんどん急になっていく。この用紙受け面の角度が急になると、排出用紙がトレイ上にて座屈してしまう。かかる問題に対処するために、用紙落下高さを予め大きく設定しておき、トレイの回動量(スプリングの縮み量)をある程度、抑えるような構成を有する装置も存在する。しかしながら、かかる構成を採用した場合には、用紙の落下高さが非常に大きくなり、用紙の整列乱れが発生し易くなる。
【0004】
また、このような回転可能なヒンジ部を持つ用紙受け部を備える代わりに、用紙受け面の高さと共に用紙受け面の角度も一定とする技術が従来、提案されている。かかる例として、例えば、排紙トレイに複数のねじりコイルバネを取り付け、それらのねじりコイルバネを介して排紙トレイを底板上に乗せて上下に平行移動可能に弾性支持する技術が存在する(例えば、実用新案文献1参照。)。また、排紙トレイの傾斜面部分にパンタグラフ機構を設け、トレイを平行移動してスタックすることで、シートの落下高さを最適の高さで一定に保ち、シートを整然とスタックすることを目的とする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
【実用新案文献1】
実開平3−107455号公報(第1−2頁、図11)
【特許文献1】
特開平5−254710号公報(第3−5頁、図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記実用新案文献1に記載された技術では、2つねじりコイルバネで平行に沈む工夫をしており、ベース部との結合の関係で動作が不安定となる。また、上記特許文献1記載の技術では、部品が多く複雑であると共に、例えばカールの形状などの用紙状態に対して適切なスタック性能を得ることができない。
【0007】
また、用紙は、画像形成装置本体を通過する際に、例えば転写部でトナー像が用紙の表面に載り、定着部で熱をかけられて水分が飛ばされる。このことによって、用紙は歪みを受け、カールや波打ちを発生させていることが多い。そのような用紙を排紙トレイに積載した場合には、用紙間に空気が入りやすくなり、見かけ上の厚さが増してしまう。しかしながら、積載した用紙束の下の方では、上に乗せられた用紙分の重さがかかってくることから、用紙間にあった空気は抜けて、通常の厚さに近くなる。かかる現象下では、用紙の重さと用紙束の高さとは比例しない。
【0008】
従来の排紙トレイの構成では、例えばスプリングを用いている場合に、積載した用紙の重さに比例して用紙受け部を下げることから、少部数枚数(例えば100枚以下)のときには、用紙重さの割に用紙高さが高く、用紙受け面が上がり過ぎる傾向にある。かかる問題に対処するために、例えば、最上位の用紙受け面高さを検知して、フルスタックの検知をする場合には、多少の用紙カールが発生した程度でもフルスタックと検知してしまい、正常な検出が難しい。また、スプリングのバネ定数を少部数枚数(具体的には100枚以下)に合わせた場合には、多部数枚数(具体的には100枚以上)のときに用紙重さの割には用紙束高さが低くなり、用紙受け面が下がり過ぎになる傾向がある。この用紙受け面が下がり過ぎた場合には、排出ロールからの落下高さが高くなることから、用紙の整列が乱れてしまう。
【0009】
本発明は、これらの技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、用紙の種類や厚さ、積載枚数によって予測される若しくはセンサで計測される用紙積載面の形状や積載高さに対して、用紙の整列に対して最適な用紙受け面高さと用紙受け面角度を設定し、排紙トレイにおける用紙の整列状態を良くすることにある。
また他の目的は、少部数枚数時であってもフルスタックの誤検知をなくすことにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、画像形成装置本体より排出された用紙をスタックする排紙装置であって、排出される用紙の量に基づいて用紙受け面を昇降させる昇降手段と、この昇降手段により昇降される用紙受け面の角度を変更する角度変更手段とを含む。
【0011】
ここで、この昇降手段は、第1のバネ定数を有する第1のバネによって用紙受け面を昇降させ、角度変更手段は、第1のバネ定数とは異なる第2のバネ定数を有する第2のバネによって用紙受け面の角度を変更することを特徴とすれば、簡易な構成で用紙の整列状態を改善できる点から好ましい。
また、この昇降手段は、第1のバネ長さを有する第1のバネによって用紙受け面を昇降させ、角度変更手段は、第1のバネ長さとは異なる第2のバネ長さを有する第2のバネによって用紙受け面の角度を変更することを特徴とすれば、簡易な構成で用紙の整列状態を改善できる点から好ましい。
【0012】
また、この昇降手段および角度変更手段は、複数のヒンジと複数のバネとによって可動部分を多段に形成して構成されることを特徴とすることができる。更に、この昇降手段および角度変更手段は、複数の駆動源によって昇降および角度変更が実行されることを特徴とすることもできる。
【0013】
一方、本発明が適用される排紙装置は、トレイ本体と、排出された用紙を積載する用紙受け部と、トレイ本体と用紙受け部とを連結するレバーと、トレイ本体に対してレバーを回動可能に支持する第1ヒンジ部と、レバーに対して用紙受け部を回動可能に支持する第2ヒンジ部と、トレイ本体とレバーとの間に設けられる第1バネと、レバーと用紙受け部との間に設けられる第2バネとを含む。
【0014】
ここで、この第1ヒンジ部は、トレイ本体における用紙排出方向先端側に設けられ、レバーは、用紙排出方向先端側を回動中心として用紙排出方向後端側を上下させることを特徴としている。また、第2ヒンジ部は、レバーにおける用紙排出方向後端側に設けられ、用紙受け部は、用紙排出方向後端側を回動中心として用紙排出方向先端側を上下させることができる。更に、第2バネは、第1バネとはバネ定数またはバネ長さが異なるバネであることを特徴とすることができる。また更に、この第1バネおよび/または第2バネは、バネ定数が異なる複数のバネを直列に連結させて構成され、またはバネ定数が非線形であるバネによって構成される。
【0015】
他の観点から把えると、本発明が適用される排紙装置は、排出される用紙が所定枚数まで積載される際には第1の沈み込みプロファイルに基づいて用紙受け面を沈み込ませる第1のプロファイル形成手段と、所定枚数を超えて用紙が積載される際には第2の沈み込みプロファイルに基づいて用紙受け面を沈みこませる第2のプロファイル形成手段とを含む。
【0016】
ここで、この第1のプロファイル形成手段および第2のプロファイル形成手段は、バネのバネ定数を調整することによって機能されることを特徴としている。より詳しくは、第1のプロファイル形成手段および第2のプロファイル形成手段は、バネ定数の異なる複数のバネが直列に配置されていることを特徴とすることができ、また、第1のプロファイル形成手段および第2のプロファイル形成手段は、バネ定数が非線形に変化するバネによって構成されることを特徴とすることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態が適用された画像形成装置1の全体構成を示した図である。フルカラーの画像を出力可能な画像形成装置1は、原稿の画像を読み取る画像読み取り部2、用紙上に画像を形成する画像形成部3、画像形成部3に対して用紙を供給する用紙供給部4、によって主として構成される。
【0018】
画像読み取り部2は、透明な原稿台にセットされた原稿の画像を読み取るものであり、例えば、ランプ、ミラー及びキャリッジ等からなる光学走査系と、この光学走査系で走査された光学像を結像させるレンズ系と、このレンズ系で結像された光学像を受光して電気信号に変換するCCD等の画像読み取りセンサとを備えて構成されている。
【0019】
また、画像形成部3は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応し水平方向に並列配置される4つの感光体ドラム5、6、7、8と、各感光体ドラム5〜8に対応して配設される4つの一次転写ロール9、10、11、12と、各感光体ドラム5〜8上に形成されたトナー像が順次一次転写される中間転写ベルト13と、中間転写ベルト13上の重ねトナー像を用紙に二次転写する二次転写ロール14と、二次転写後の用紙を搬送するバキューム搬送部15と、転写後の用紙にトナー像を定着させる定着器16とを備えた所謂四連タンデム式の構成となっている。
【0020】
ここで、各感光体ドラム5〜8の周囲には、それぞれ、感光体ドラム5〜8の表面を一様に帯電する帯電器、この帯電器によって帯電された感光体ドラム5〜8の表面にレーザ照射によって静電潜像を形成するレーザ書き込み装置、感光体ドラム5〜8に形成された静電潜像を所定の色成分トナーで現像し可視化する現像器、一次転写後に感光体ドラム5〜8の表面に残留する残留トナーを除去するクリーナ等が配置されている。これに対して、各一次転写ロール9〜12は、それぞれに対応する感光体ドラム5〜8の近傍に中間転写ベルト13を介して対向配置されるようになっている。これら一次転写ロール9〜12は、対応する感光体ドラム5〜8上に形成されたトナー像を中間転写ベルト13に一次転写するものである。また、中間転写ベルト13は、複数(本例では5つ)の支持ロールによってループ状に張設されている。
【0021】
また、二次転写ロール14は、中間転写ベルト13と対向して配設されている。この二次転写ロール14は、中間転写ベルト13上に順次一次転写された各色の重ねトナー像を用紙(シート)に二次転写(一括転写)している。そして、バキューム搬送部15は、二次転写ロール14によってトナー像が転写された用紙を吸引しながら定着器16へと搬送しており、定着器16では、加熱加圧等によって用紙にトナー像が定着される。
【0022】
一方、用紙供給部4は、第一のトレイ17、第二のトレイ18及び第三のトレイ19に収容された各々の用紙を、それぞれ所定の搬送経路を用いて搬送している。各トレイ17〜19の近傍には、それぞれに対応する送り出しロール20、21、22が配設されている。各送り出しロール20〜22は、対応するトレイ17〜19から一枚ずつ分離して取り出された用紙をニップして用紙搬送路上に一時停止させると共に、所定のスタート信号に基づくタイミングで用紙搬送方向の下流側に用紙を送り出している。また、画像読み取り部2の近傍には、ユーザによって操作される操作パネル23が設けられている。
【0023】
ここで、各送り出しロール20〜22による用紙の送り出し位置から、画像形成部3の画像形成処理位置を経由して排出トレイ50に至る一連の用紙搬送路R1〜R5には、それぞれ用紙搬送のための搬送ロールが適宜配設されている。第一のトレイ17に収容された用紙は、送り出しロール20により送り出された後、第一の用紙搬送路R1を経由して合流搬送部25へと送り込まれる。また、第二のトレイ18に収容された用紙は、送り出しロール21により送り出された後、第一の用紙搬送路R1を経由して合流搬送部25へと送り込まれる。一方、第三のトレイ19に収容された用紙は、送り出しロール22によって合流搬送部25へと直接送り込まれる。
【0024】
また、合流搬送部25に送り込まれた用紙は、第二の用紙搬送路R2を経由して画像形成部3の画像形成処理位置へと送り込まれる。更に、画像形成処理位置を通過した用紙は、バキューム搬送部15により定着器16に送り込まれた後、第三の用紙搬送路R3を経由して排出トレイ50へと排出される。これに対して、両面に画像が形成される用紙は、定着器16を通過した後、第四の用紙搬送路R4を経由して両面反転部28に送り込まれ、ここで表裏反転された後、第五の用紙搬送路R5を経由して再び合流搬送部25へと送り込まれる。
【0025】
このような用紙搬送路R1〜R5において、第二の用紙搬送路R2には第二の用紙搬送路R2を搬送される用紙の姿勢を補正する姿勢補正部26と、互いに圧接状態に保持された一対のロールによって構成され、これら一対のロール間で用紙をニップしつつ、このロール対を回転させることによって画像形成処理位置に用紙を送り込むレジストロール27とが配設されている。このレジストロール27は、用紙の送り込みに際し、図示しないタイミング調整機構によって画像形成処理に対する用紙の到達タイミングが調整される。また、用紙搬送路R3、R5には、定着器16において定着を行う際に生じる用紙のカールを補正するカール補正部29、30がそれぞれ設けられている。
【0026】
次に、本実施の形態における特徴的な構成である、排出トレイ50について説明する。
図2は、本実施の形態が適用される排出トレイ50の構成を説明するための図である。排紙装置である排出トレイ50は、画像形成装置1に接続されて排出される用紙を支えるトレイ本体51、トレイ本体51の用紙排出方向先端側に設けられる第1ヒンジ部54、トレイ本体51に対して第1ヒンジ部54を介して回動するレバー52、レバー52の用紙排出方向後端側に設けられる第2ヒンジ部55、レバー52に対して第2ヒンジ部55を介して回動する用紙受け部53、トレイ本体51の底部とレバー52との間に設けられる第1バネ56、レバー52と用紙受け部53との間に設けられる第2バネ57を有している。画像形成装置1から排出される画像形成後の用紙は、用紙受け部53に順次、積載される。また、第1バネ56および第2バネ57としては、例えば、装置のIN側とOUT側との各々2箇所に同様のバネ定数を有するバネが、各々配置されている。
【0027】
図2に示すように、排出トレイ50は、ヒンジを2段構成にし、第1ヒンジ部54および第2ヒンジ部55を用いて用紙受け部53が所定のプロファイルで沈むように構成されている。このとき、第1バネ56および第2バネ57のバネ定数を変えると、用紙の積載量の増大とともに積載面の角度(用紙受け部53の角度)を大きくすることができる。また、逆に、用紙の積載量の増大に対して積載面の角度(用紙受け部53の角度)を小さくすることもできる。ここで、「積載面」は、最初の用紙が積載される際には、用紙受け部53の面であり、用紙が積載されているときには、最上位の用紙によって形成される面となる。「積載面」は、「用紙受け面」と言い換えることができる。
【0028】
この積載面の角度は、ある程度小さい方が積載(用紙揃え)状態は綺麗である。しかしながら、積載高さが高くなってくると、用紙の波打ちやカール形状によって、用紙受け面(最上位の用紙)の角度が用紙受け部53の角度と一致しなくなってくる。カールの形状によっては用紙受け面(最上位の用紙)の角度が用紙受け部53の角度よりも緩くなることがあり、この場合には用紙がトレイ本体51の左側側面に当たらず、用紙揃えが相当悪くなってしまい、更に積載面の角度が緩くなると、排出トレイ50への用紙排出時の勢いで、用紙は排出トレイ50上に積載されずに落下してしまう。かかる問題を解決するために、用紙枚数が多くなってきたときには、若干、用紙の積載量とともに、用紙受け部53の角度が急になっていくように、第1バネ56と第2バネ57とのバネ定数を設定することが好ましい。また、用紙重さに対する用紙受け部53の沈み込み量のプロファイルを、例えば再生紙などの波打ちが発生し易い用紙に一致させることが用紙の整列には有効である。
【0029】
このように、図2に示す排出トレイ50では、性質の異なる2種類のバネを用意し、例えば、第1バネ56を昇降用のバネとし、第2バネ57を角度変更用のバネとすることができる。これらの両方のバネにおけるバネ定数とバネ長さを決定することで、用紙が積載された際に、用紙受け部53が降りていくときのプロファイルを決定することができる。
【0030】
用紙の種類や硬さ、および定着装置通過後の波打ちやカール形状によっては、用紙受け部53の角度を立たせた方が良い用紙や寝かせた方がよい用紙等がある。
OHPやコート紙に代表されるような、表面がツルツルして滑りやすい用紙の場合には、排出トレイ50の積載面の角度が小さいと、排出トレイ50への用紙排出時の勢いで、用紙は排出トレイ50上に積載されずに落下してしまう場合がある。例えば、第2バネ57を第1バネ56よりも長いバネとすることで、用紙の先端を若干、持ち上げることができる。
【0031】
また、第二原図や薄紙に代表されるような、サイズの割に用紙厚さが薄く、コシのない用紙の場合には、排出トレイ50の積載面の角度が大きいと、排出トレイ50への用紙排出時に先端が排出トレイ50の積載面に衝突する角度も大きくなり、そこで抵抗となって、用紙がバックリング(座屈)したり、積載面上で丸まってしまう場合がある。例えば、第2バネ57を第1バネ56よりも短いバネとすることで、用紙の先端を若干、寝かせることができる。
【0032】
また前述したように、再生紙に代表されるような、定着装置通過後の波打ちやカール形状が大きい、または波打ちやカール形状がばらついている用紙の場合には、用紙が積載されるにつれて排出トレイ50の積載面の角度が変わってくる可能性があるため、用紙の積載開始時には排出トレイ50の用紙受け部53の角度を最適の角度とし、用紙の積載枚数が増えるにつれて、用紙受け部53の角度を大きくしていく方が、排出用紙の積載面からの落下に対しては安全である。例えば、第2バネ57のバネ定数を、少枚数積載時には積載重さに対してバネの縮み量が大きく、バネが縮むにつれてバネの縮み量が小さくなるようにバネ定数を非線形に設定することで、用紙の積載枚数が増えるにつれて、積載面の角度を大きくしていくことができる。
【0033】
また、小サイズ用紙(例えばA4サイズ用紙)の場合には、用紙の重さが第1バネ56の方に多くかかる。例えば、第2バネ57に比べて第1バネ56のバネ定数を強く設定することで、用紙の積載枚数が増えても、積載面の角度が変わらないようにできる。
逆に、大サイズ用紙(例えばA3サイズ以上の用紙)の場合には、用紙の重さが第2バネ57の方に多くかかる。例えば、第1バネ56に比べて第2バネ57のバネ定数を強く設定することで、用紙の積載枚数が増えても、積載面の角度が変わらないようにできる。
ユーザにて、これらのスプリングの強さや長さを変えるように構成すれば、ユーザの使用する用紙の種類や硬さ、および用紙サイズに応じて、排出トレイ50における最適なスタックプロファイルを決定することが可能となる。
【0034】
排出トレイ50の積載面に、常に一定サイズの用紙(例えばA4サイズ用紙のみ)ではなく、異なったサイズの用紙(A4サイズ用紙以外にA3サイズ用紙、B4サイズ用紙等)を積載することがある場合には、第1バネ56と第2バネ57とのバネ定数は、積載する割合が一番多いサイズの用紙に合わせて設定される。しかし、例えば、バネ定数をA4サイズ用紙に合わせた排出トレイ50の積載面に、A3サイズ用紙を積載する場合は、第2バネ57が縮みすぎて、用紙受け部53が右下がりに傾きすぎてしまう。また、バネ定数をA3サイズ用紙に合わせた排出トレイ50の積載面に、A4サイズ用紙を積載する場合は、今度は第1バネ56が縮みすぎて、用紙受け部53が右上がりに傾きすぎてしまう。そこで、用紙受け部53が傾きすぎた場合を考慮して、所定の補正機構を設けることが好ましい。
【0035】
図3(a),(b)は、図2に示す排出トレイ50に、用紙受け部53が傾きすぎたときの補正機構を加えた例を示した図である。図3(a)および図3(b)では、用紙受け部53に対して当接する先端部に先端部コロ61が備えられている用紙受け部補正用レバー60が設けられている。
【0036】
図3(a)では、用紙受け部補正用レバー60は、トレイ本体51に対してレバーヒンジ62を介して回動可能に固定され、また、レバー52の途中(略中央部分)に設けられたレバースライド用コロ63に対して当接し、レバースライド用コロ63によってスライド可能に構成されている。用紙が順次、積載され、用紙の重みによって用紙受け部53が下降すると、用紙受け部補正用レバー60の先端にある先端部コロ61に用紙受け部53の裏面が当接する。更に用紙の積載が続き、用紙受け部53が下降すると、用紙受け部53によって押された用紙受け部補正用レバー60は、レバースライド用コロ63を介してレバー52を押し下げる。レバー52は、第1バネ56によって支えられていることから、第2バネ57が完全に縮む前に、用紙受け部53は第1バネ56の力によっても支えられることになる。このような機構によって、上側のトレイである用紙受け部53が傾きすぎたときの補正を行うことができる。
【0037】
図3(b)では、図3(a)の更に変形として、用紙受け部補正用レバー60の途中(略中央部分)に、スライドはせずに回動だけが可能となるレバーヒンジ65を設け、用紙受け部53は、このレバーヒンジ65を介してレバー52と連結されている。また、用紙受け部補正用レバー60における先端部コロ61と反対側には、スライド用コロ66が設けられており、トレイ本体51の底部に設けられたスライダー67によって、トレイ本体51の底部をスライド可能に構成されている。図3(a)と同様に、用紙が順次、積載され、用紙の重みによって用紙受け部53が下降すると、用紙受け部補正用レバー60の先端にある先端部コロ61に用紙受け部53の裏面が当接し、更に用紙の積載が続き、用紙受け部53が下降すると、用紙受け部53によって押された用紙受け部補正用レバー60は、レバーヒンジ65を介してレバー52を押し下げる。レバー52は、第1バネ56によって支えられていることから、第2バネ57が完全に縮む前に、用紙受け部53は第1バネ56の力によっても支えられることになる。このとき、用紙受け部補正用レバー60は、スライド用コロ66およびスライダー67によってトレイ本体51の底部をスライド移動するために、用紙受け部補正用レバー60によって用紙受け部53の動きが妨げられることはない。以上のような機構によって、上側のトレイである用紙受け部53が傾きすぎたときの補正を行うことができる。
【0038】
図4(a),(b)は、図2に示す排出トレイ50に、トレイ本体51の底面が傾きすぎたときの補正機構を加えた例を示した図である。図4(a)および図4(b)では、トレイ本体51の底部に対して当接する先端部に先端部コロ71を有する補正用レバー70が設けられている。
【0039】
図4(a)では、補正用レバー70は、用紙受け部53に対してレバーヒンジ72を介して回動可能に固定され、また、レバー52の途中(略中央部分)に設けられたスライド用コロ73に対して当接し、スライド用コロ73によってスライド可能に構成されている。用紙が順次、積載され、用紙の重みによって用紙受け部53が下降すると、補正用レバー70の先端にある先端部コロ71がトレイ本体51の底部に当接する。更に用紙の積載が続き、用紙受け部53が下降すると、用紙受け部53によって押された補正用レバー70は、スライド用コロ73を介してレバー52に対して所定の負荷を与える。スライド用コロ73を支点として、レバー52および補正用レバー70によってパンタグラフが形成され、第2バネ57が完全に縮む前に、用紙受け部53は第1バネ56の力によっても支えられることになる。このような機構によって、トレイ本体51の底部が傾きすぎたときの補正を行うことができる。
【0040】
図4(b)では、図4(a)の更に変形として、補正用レバー70の途中(略中央部分)に、スライドはせずに回動だけが可能となるレバーヒンジ75を設け、このレバーヒンジ75を介してレバー52と連結されている。また、補正用レバー70における先端部コロ71と反対側には、スライド用コロ76が設けられており、用紙受け部53の底部に設けられたスライダー77によって、用紙受け部53の底部をスライド可能に構成されている。図4(a)と同様に、用紙が順次、積載され、用紙の重みによって用紙受け部53が下降すると、補正用レバー70の先端にある先端部コロ71がトレイ本体51の底部に当接し、更に用紙の積載が続き、用紙受け部53が下降すると、用紙受け部53によって押された補正用レバー70がレバーヒンジ75を介してレバー52に対して所定の負荷を与える。レバーヒンジ75を支点として、レバー52および補正用レバー70によってパンタグラフが形成され、第2バネ57が完全に縮む前に、用紙受け部53は第1バネ56の力によっても支えられることになる。このような機構によって、図4(a)と同様に、トレイ本体51の底部が傾きすぎたときの補正を行うことができる。
【0041】
[実施の形態2]
実施の形態1では、第1バネ56を昇降用のバネとし、第2バネ57を角度変更用のバネとして、これらの両方のバネにおけるバネ定数またはバネ長さを決定することで、用紙が積載された際に用紙受け部53が降りていくときのプロファイルを決定するように構成した。実施の形態2では、バネ定数の異なるバネを一つ(直列)につなげることで、例えば波打ちの激しい用紙等をスタックする場合における用紙の整列乱れを抑制するものである。尚、実施の形態1と同様な機能については同様な符号を用い、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【0042】
図5は、回転モーメント(用紙重さにより、用紙受け部を下げようとする力)と用紙高さとの関係を示した図である。横軸は回転モーメント(kgfmm2)を示し、縦軸は用紙高さ(mm)を示しており、ヒンジ部を1つだけ有する排紙装置にて、用紙受け部にA4サイズの用紙を長手方向送り(画像形成の主走査方向を297mmとした場合)で排出した場合(A4LEF)について示している。ここでは、用紙の種類として、A紙からE紙までの5種類の実験データが示されている。例えば、A紙は富士ゼロックス社のP紙A4サイズなどが挙げられ、例えばE紙は、JD紙A4サイズなどが挙げられる。E紙のように、回転モーメントと用紙高さとの関係が殆ど直線になる用紙もあれば、A紙のように、例えば100枚程度のときに、重さの割には用紙厚さが厚くなる傾向が顕著に現れる用紙もある。厚紙などのしっかりとした用紙は、特性が直線で、重さの割に用紙束厚さが低いことから、E紙のような傾向を示す。一方、再生紙などの波打ちが発生し易い用紙は、A紙のような傾向を示す。
【0043】
また、E紙であるJD紙のような、しっかりとした用紙は、用紙の整列が乱れ難く、排出ロールからの落下高さのラチチュードが広い。そのために、排紙装置(排出トレイ50)における、用紙重さに対する用紙受け部の沈み込み量のプロファイルを、再生紙のような波打ちの発生し易い用紙やA紙などの用紙に一致させることが、用紙の整列には有効である。
【0044】
図6は、かかる結果を受けて、用紙受け部の沈み込み量のプロファイルを改善した、実施の形態2における排出トレイ50の構成を示した図である。図6に示す例では、トレイ本体51の底部に、ヒンジ部82を介して用紙受け部81が設けられ、この用紙受け部81の、ヒンジ部82に対する他端には、本実施の形態における特徴的な構成である、プロファイル調整バネ83が設けられている。このプロファイル調整バネ83は、強いバネ(バネ定数の大きなバネ)と弱いバネ(バネ定数の小さなバネ)との2種類のバネを直列に配置するように構成されている。このプロファイル調整バネ83を用いると、例えば、最初の100枚程度までは弱いバネが縮みきり、その後は強いバネだけが縮むようになる。
【0045】
この図6に示す例では、プロファイル調整バネ83を2種類のバネで形成するようにしているが、例えば、スプリングの外形のプロファイルを変えて、バネ定数が非線形になるように構成することもできる。また、バネ定数やバネの構成を、ある用紙に最適化し、ある用紙に絞って性能を上げるように構成することもできる。
【0046】
このように、実施の形態2によれば、例えば、カールや波打ちによって、用紙の重さと用紙束の高さとが比例しない場合であっても、用紙受け面の高さを用紙枚数によらずに均一化することが可能となり、用紙の整列状態を良くすることができる。また、排出装置では、図示しないセンサ等を用いて、排出トレイ50に積載可能な量の用紙がスタックされ、満杯状態になったときに、「フルスタック」の検知を行っているが、波打ちやカールの激しい用紙を積載する場合には、用紙枚数が少ないにもかかわらず、満杯に達しない状態で「フルスタック」検知を行ってしまうこともある。しかしながら、本実施の形態のようなプロファイル調整バネ83を用いて、用紙の積載過程による用紙受け部81の下降プロファイルを調整するこで、「フルスタック」の誤検知を少なくすることができる。その結果、用紙受け面を排出ロールに近付けることができ、更に用紙の整列状態を改善することが可能となる。
【0047】
尚、実施の形態2に示したプロファイル調整バネ83を、実施の形態1の図2に示した第1バネ56の代わりに用いることもできる。このように構成することで、図6に示したものと同様に、例えば、排出ロールの近傍に設けられることが多いスタックセンサ(図示せず)による、「フルスタック」の誤検知をなくし、更に用紙の整列状態を良くすることができる。
【0048】
[実施の形態3]
実施の形態1および実施の形態2では、簡単な構成を用いて用紙の整列状態を改善した。実施の形態3では、モータを用いてトレイ面(用紙受け面)の角度を調整する例について説明する。
【0049】
図7(a),(b)および図8(a),(b)は、実施の形態3における、トレイ面(用紙受け面)をモータで動かす例について示している。ここで、図7(a),(b)は、トレイ面の角度が急な場合を示し、図8(a),(b)は、トレイ角度が緩やかな場合を示している。更に、図8(a),(b)では、図7に比べてサイズの大きな用紙が積載されている状態が示されている。図7(a),(b)および図8(a),(b)は、排紙装置100に、排出ロール99から排出された用紙を積載するトレイ面(用紙受け面)101、トレイ面(用紙受け面)101の回動中心であるヒンジ部102、トレイ面(用紙受け面)101を上下動させるカム103、カム103を駆動する角度変更用モータ104、角度変更用モータ104からの駆動力をカム103に伝達するギア列105、トレイ面(用紙受け面)101を含むトレイ全体を支えるトレイ本体106、積載される用紙の量によってトレイ本体106を昇降させるベルト107、ベルト107とトレイ本体106とを連結するベルトホルダ108、ベルト107を回動させてトレイ本体106を昇降する昇降用モータ109、昇降用モータ109からの動力をベルト107に伝達するギア列110を有している。
【0050】
図7(a)は、トレイ面(用紙受け面)101の角度が急な場合で、積載される用紙の量が少ない状態を示している。積載される用紙は、例えばB5LEFやA4LEFなど、用紙排出方向の長さが比較的短い状態で排出される用紙である。特に、OHPやコート紙に代表されるような、表面がツルツルして滑りやすい用紙の場合には、トレイ面(用紙受け面)101の角度が小さいと、用紙排出時の勢いで、用紙は排紙装置100上に積載されずに落下してしまう場合があるため、積載面の角度を急にしたほうがよい。図7(a)では、昇降用モータ109によってトレイ本体106を上昇させた状態にて、角度変更用モータ104が回転し、カム103によってトレイ面(用紙受け面)101の角度が急となるように制御される。また、図7(b)は、トレイ面(用紙受け面)101の角度が急な場合で、積載される用紙の量が多い状態を示している。かかる状態では、昇降用モータ109によってトレイ本体106が降下している。
【0051】
一方、図8(a)では、トレイ面(用紙受け面)101の角度が緩やかな場合で、積載される用紙の量が少ない状態を示している。ここでは、積載される用紙の例として、例えばB5SEFやA3SEFなど、用紙排出方向の長さが比較的長い状態で排出される用紙が示されている。特に、第二原図や薄紙に代表されるような、サイズの割に用紙厚さが薄く、コシのない用紙の場合には、トレイ面(用紙受け面)101の積載面の角度が大きいと、排紙装置100への用紙排出時に、用紙の先端が排紙装置100の積載面に衝突する角度も大きくなり、そこで抵抗となって、用紙がバックリング(座屈)したり、積載面上で丸まってしまう場合があるため、積載面の角度を緩やかにしたほうがよい。昇降用モータ109によってトレイ本体106を上昇させた状態にて、角度変更用モータ104が回転し、カム103によってトレイ面(用紙受け面)101の角度が緩やかとなるように制御される。また、図8(b)は、トレイ面(用紙受け面)101の角度が緩やかな場合で、積載される用紙の量が多い状態を示している。かかる状態では、昇降用モータ109によってトレイ本体106が降下している。
【0052】
このような複数のモータを用いてトレイ角度を変えながら排出用紙を積載する方法によれば、用紙サイズや用紙の種類などの、用紙の状態やバランスには影響されず、ユーザや設計者が意図する状態にて用紙を積載することが可能となる。また、例えば、複数のセンサ(図示せず)を準備し、用紙の積載状態に応じて、トレイ面(用紙受け面)101の角度を変えて用紙を寝かせたり起こしたりするように構成すれば、用紙の整列状態をより良くすることが可能となり、排紙のスタック性能を向上させることが可能となる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、用紙の整列状態を良くすることが可能となり、用紙のスタック性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態が適用された画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図2】本実施の形態が適用される排出トレイの構成を説明するための図である。
【図3】(a),(b)は、図2に示す排出トレイに、用紙受け部が傾きすぎたときの補正機構を加えた例を示した図である。
【図4】(a),(b)は、図2に示す排出トレイに、トレイ本体の底面が傾きすぎたときの補正機構を加えた例を示した図である。
【図5】回転モーメント(用紙重さにより、用紙受け部を下げようとする力)と用紙高さとの関係を示した図である。
【図6】実施の形態2における排紙トレイの構成を示した図である。
【図7】(a),(b)は、トレイ面(用紙受け面)をモータで動かす例の中でトレイ面の角度が急な場合を示した図である。
【図8】(a),(b)は、トレイ面(用紙受け面)をモータで動かす例の中でトレイ角度が緩やかな場合を示した図である。
【符号の説明】
1…画像形成装置、50…排出トレイ、51…トレイ本体、52…レバー、53…用紙受け部、54…第1ヒンジ部、55…第2ヒンジ部、56…第1バネ、57…第2バネ、81…用紙受け部、82…ヒンジ部、83…プロファイル調整バネ、100…排紙装置、101…トレイ面(用紙受け面)、102…ヒンジ部、103…カム、104…角度変更用モータ、105…ギア列、106…トレイ本体、107…ベルト、108…ベルトホルダ、109…昇降用モータ、110…ギア列
Claims (14)
- 画像形成装置本体より排出された用紙をスタックする排紙装置であって、
排出される前記用紙の量に基づいて用紙受け面を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段により昇降される前記用紙受け面の角度を変更する角度変更手段と
を含む排紙装置。 - 前記昇降手段は、第1のバネ定数を有する第1のバネによって前記用紙受け面を昇降させ、
前記角度変更手段は、前記第1のバネ定数とは異なる第2のバネ定数を有する第2のバネによって前記用紙受け面の角度を変更することを特徴とする請求項1記載の排紙装置。 - 前記昇降手段は、第1のバネ長さを有する第1のバネによって前記用紙受け面を昇降させ、
前記角度変更手段は、前記第1のバネ長さとは異なる第2のバネ長さを有する第2のバネによって前記用紙受け面の角度を変更することを特徴とする請求項1記載の排紙装置。 - 前記昇降手段および前記角度変更手段は、複数のヒンジと複数のバネとによって可動部分を多段に形成して構成されることを特徴とする請求項1記載の排紙装置。
- 前記昇降手段および前記角度変更手段は、複数の駆動源によって昇降および角度変更が実行されることを特徴とする請求項1記載の排紙装置。
- 画像形成装置本体より排出された用紙をスタックする排紙装置であって、
トレイ本体と、
排出された用紙を積載する用紙受け部と、
前記トレイ本体と前記用紙受け部とを連結するレバーと、
前記トレイ本体に対して前記レバーを回動可能に支持する第1ヒンジ部と、
前記レバーに対して前記用紙受け部を回動可能に支持する第2ヒンジ部と、
前記トレイ本体と前記レバーとの間に設けられる第1バネと、
前記レバーと前記用紙受け部との間に設けられる第2バネと
を含む排紙装置。 - 前記第1ヒンジ部は、前記トレイ本体における用紙排出方向先端側に設けられ、
前記レバーは、前記用紙排出方向先端側を回動中心として用紙排出方向後端側を上下させることを特徴とする請求項6記載の排紙装置。 - 前記第2ヒンジ部は、前記レバーにおける用紙排出方向後端側に設けられ、
前記用紙受け部は、前記用紙排出方向後端側を回動中心として用紙排出方向先端側を上下させることを特徴とする請求項6記載の排紙装置。 - 前記第2バネは、前記第1バネとはバネ定数が異なるバネであることを特徴とする請求項6記載の排紙装置。
- 前記第1バネおよび/または前記第2バネは、バネ定数が異なる複数のバネを直列に連結させて構成され、またはバネ定数が非線形であるバネによって構成されていることを特徴とする請求項6記載の排紙装置。
- 画像形成装置本体より排出された用紙をスタックする排紙装置であって、
排出される用紙が所定枚数まで積載される際には第1の沈み込みプロファイルに基づいて用紙受け面を沈み込ませる第1のプロファイル形成手段と、
前記所定枚数を超えて用紙が積載される際には第2の沈み込みプロファイルに基づいて前記用紙受け面を沈みこませる第2のプロファイル形成手段と
を含む排紙装置。 - 前記第1のプロファイル形成手段および前記第2のプロファイル形成手段は、バネのバネ定数を調整することによって機能されることを特徴とする請求項11記載の排紙装置。
- 前記第1のプロファイル形成手段および前記第2のプロファイル形成手段は、バネ定数の異なる複数のバネが直列に配置されていることを特徴とする請求項12記載の排紙装置。
- 前記第1のプロファイル形成手段および前記第2のプロファイル形成手段は、バネ定数が非線形に変化するバネによって構成されることを特徴とする請求項12記載の排紙装置。
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