JP2005247467A - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 切換手段の切換え時のばらつきを小さくして、シート間隔を短くして搬送を行うことができ、シートを高速搬送することができるシート搬送装置および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 複数の経路に分岐されるスイッチバック通路２５、右下ガイド３２および左下ガイド３３からなるシート搬送路と、シート搬送路の分岐点に設けられ、シートの搬送方向を切換える切換手段とを備えたシート搬送装置において、切換手段を、分岐点に設けられた切換爪１９と、切換爪１９と一体的に設けられ、回動支点３１ａを中心に回動自在に設けられたレバー３６と、レバー３６に摺接し、ステッピングによって回転されるカム部材３７と、レバー３６をカム部材３７側に付勢するスプリング３８を含んで構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート搬送装置および画像形成装置に関し、例えば、記録紙や原稿等のシートを切換手段によって異なる搬送経路に搬送することができるシート搬送装置およびこのシート搬送装置を備えた複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、複合機等の画像形成装置に関する。

一般に、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、あるいは印字機能やファクシミリ機能等の複数の機能を有する複合機等の画像形成装置にあっては、記録紙の片面や両面に印字を行うことができる両面搬送手段を備えている。

この両面搬送手段は、図１３に示すように、画像形成部によって片面に印字された記録紙を搬送経路１からそのまま図示しない排紙部に排紙する搬送経路２と、片面に印字された記録紙を図示しない画像形成部に再搬送する搬送経路３とを備えており、この搬送経路の切換えを排紙経路１に設けられた切換爪４によって行っている。

そして、この切換爪４は片面の印字が終了した記録紙をそのまま排紙する場合には、図１３（ａ）に示すように搬送経路１と搬送経路２を連通する位置に切換えられる。

また、記録紙の両面に印字を行う場合には、片面に印字された記録紙を画像形成部に再搬送するために、図１３（ｂ）に示すように搬送経路１と搬送経路３を連通する位置に切換爪４が切換えられ、画像形成部によって記録紙の未印字面に印字が行われるので、図１３（ａ）に示すように切換爪４が搬送経路１と搬送経路２を連通する位置に切換えられ、画像形成部によって両面に印字が終了した記録紙が搬送経路２を通して排紙部に排紙される。

この切換爪４はソレノイドによって駆動されるようになっており、この種の技術としては特許文献１、２に示すようなものが知られている。以下、図１４に基づいて切換爪４の駆動機構を説明する。

切換爪４はソレノイド５に連結されたレバー６に固定されており、このレバー６は回動軸６ａを中心に回動自在になっている。ソレノイド５は摺動軸５ａがレバー６の一端側に設けられたスリット６ｂに摺動自在に嵌合されており、摺動軸５ａが出没されると摺動軸５ａがスリット６ｂに沿って移動するのでレバー６が回動する。また、レバー６の他端側にはスプリング７が設けられており、このスプリング７はレバー６を時計回転方向に引張っている。

このソレノイド５の非通電時には、図１４（ａ）に示すようにスプリング７の引張り力によってレバー６ａが切換爪４と共に時計回転方向に回動するので、切換爪４は搬送経路１と搬送経路２を連通する位置に切換えられる。また、このソレノイド５の通電時には、図１４（ｂ）に示すようにスプリング７の引張り力に抗してレバー６が切換爪４と共に反時計回転方向に回動するので、切換爪４は搬送経路１と搬送経路３を連通する位置に切換えられる。

また、図１４（ｂ）に示す状態から ソレノイド５の通電が停止されると、ソレノイド５の吸引力がなくなるため、スプリング７の引張り力によってレバー６が切換爪４と共に反時計回転方向に回動するため、切換爪４が搬送経路１と搬送経路２を連通する位置に切換えられる。
特許第２８４９４８５号 特開平１０−１８１９７８号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に示すものは、レバー６をソレノイド５とスプリング７を用いて回動させることにより切換爪４を切換えていたため、切換爪４の切換えに要する時間のばらつきが大きいという問題があった。

すなわち、 切換爪４を切換える度にソレノイド５を通電すると、ソレノイド５自身からの発熱によりソレノイド５の温度が上昇してしまい、ソレノイド５の吸引力が小さくなってしまう。このようにソレノイド５の吸引力が小さくなると、ソレノイド５の通電時にスプリング７の引張り力に抗しての切換爪４を移動させているため、スプリング７の引張り力に対する吸引力の割合が小さくなってしまい、結果として吸引を完了するまでの時間が大きくなってしまうのである。

また、ソレノイド５の非通電時に切換爪４がスプリング７に引張られて元の位置に戻る場合にも、ソレノイド５の残留磁気の影響によりばらつきが大きくなってしまう。このため、例えば、両面印字を連続して行うことを考えると、印字の最初の頃にはソレノイド５の発熱が小さいことから切換爪４の切換え時間が小さいが、連続して印字を行うに連れてソレノイド５の発熱が大きくなり、切換爪４の切換え時間が大きくなる等のように切換爪４の切換え時間のばらつきが大きくなる。

従来の画像形成作業では、この切換え時間のばらつきを見込んで記録紙を連続して搬送した場合の記録紙間で切換爪４の切換えが完了できるように、予め記録紙間を大きく取ることによって切換え時間がばらつくことに対して不具合が発生しないような対策を取っていた。

しかしながら、画像形成作業の生産性を上げるために、記録紙間を短くする必要があり、上述したように切換爪４の切換えが完了できるように予め記録紙間を大きく取ることは難しい。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、切換手段の切換え時のばらつきを小さくして、シート間隔を短くして搬送を行うことができ、シートを高速搬送することができるシート搬送装置および画像形成装置を提供するものである。

本発明のシート搬送装置は、複数の経路に分岐されるシート搬送路と、前記シート搬送路の分岐点に設けられ、前記シートの搬送方向を切換える切換手段とを備えたシート搬送装置において、前記切換手段は、前記分岐点に設けられた切換爪と、前記切換爪と一体的に設けられ、回動支点を中心に回動自在に設けられたレバーと、前記レバーに摺接し、モータによって回動されるカム部材と、前記レバーを前記カム部材側に付勢する付勢部材とを備えたものから構成される。

この構成により、切換爪をレバー、モータによって駆動されるカム部材および付勢部材によって構成しているので、切換手段の切換え時のばらつきを小さくして、シート間隔を短くして搬送を行うことができ、シートを高速搬送することができる。

また、本発明のシート搬送装置は、前記カム部材のカム面は、前記カム部材の回転中心と略同じ距離の等径カム面と、前記回転中心から徐々に距離が遠くなる拡径カム面と、前記等径カム面と拡径カム面の間に形成された切欠き部とを備えたものから構成される。

この構成により、カム部材に対するレバーの摺接位置が、カム部材の等径カム面から切欠き部に切換わったときにレバーが急激に揺動するので、切換爪が一方の切換位置に切換えられるときに切換爪を高速に切換えることができる。

また、本発明のシート搬送装置は、一端部が回動自在に設けられ、他端部が前記カム部材およびレバーに摺接する第１、第２のアーム部材を対向して設けるとともに、前記付勢部材を前記第１、第２のアーム部材に設け、前記カム部材の回転に伴い、前記第１のアーム部材の他端部が前記切欠き部に摺接したときに、前記第１のアーム部材が前記レバーを加圧して前記レバーを介して前記切換爪を一方の切換位置に切換え、前記カム部材の回転に伴い、前記第２のアーム部材の他端部が前記切欠き部に摺接したときに、前記第２のアーム部材が前記レバーを加圧して前記レバーを介して前記切換爪を他方の切換位置に切換えるものから構成される。

この構成により、カム部材の回転によって第１のアーム部材が等径カム面から切欠き部に摺接したときに、第１のアーム部材がレバーを加圧して切換爪を一方の切換位置に切換え、カム部材の回転によって第２のアーム部材が等径カム面から切欠き部に摺接したときに、第２のアーム部材がレバーを加圧して切換爪を他方の切換位置に切換えるので、カム部材の回転に応じて切換爪を一方または他方に高速で切換えることができる。

この結果、切換手段の切換え時のばらつきを小さくして、シート間隔をより一層短くして搬送を行うことができ、シートをより一層高速搬送することができる。

また、本発明のシート搬送装置は、前記切換爪が一方の切換位置または他方の切換位置にあるときに切換爪を前記一方の切換位置または他方の切換位置に保持するとともに、前記第１のアーム部材または第２のアーム部材が前記レバーを加圧したときに前記切換爪の保持を解除する保持・解除手段を備えたものから構成される。

この構成により、切換爪を一方または他方に切換えたときに切換爪をその位置で保持することができるので、切換位置にある切換爪がふらつくのを防止することができ、シートを確実に分岐することができる。これに加えて、切換爪を再度切換える際には、カム部材の回転に伴って揺動する第１のアーム部材または第２のアーム部材で再度加圧すれば良いので、カム部材の形状を任意に設定することができ、切換手段の製作上の自由度を向上させることができる。

また、本発明のシート搬送装置は、前記保持・解除手段は、前記レバーに設けられた突起部と、前記レバーの回動方向の一方側および他方側に設けられ、前記レバーが一方側および他方側に回動したときに前記レバーに当接する一対のストッパ部と、前記突起部を押圧し、前記レバーを前記ストッパ部に加圧する加圧部材とを備えたものから構成される。

この構成により、簡単な構成の保持・解除手段を用いて切換爪を保持することができる。

また、本発明のシート搬送装置は、前記レバーの少なくとも一部を磁石から構成し、前記保持・解除手段が、前記レバーの回動方向の一方側および他方側に設けられ、前記レバーが一方側および他方側に回動したときに前記レバーに吸着する一対の磁石を備えたものから構成される。

この構成により、簡単な構成の保持・解除手段を用いて切換爪を保持することができる。

また、本発明の画像形成装置は、上述したシート搬送装置を備えたものから構成される。

この構成により、切換手段の切換え時のばらつきを小さくして、シート間隔を短くして搬送を行うことができ、シートを高速搬送することができるので、画像の形成作業を短時間で行うことができ、画像形成作業の生産性を高めることができる。

以上説明したように、本発明は、切換手段の切換え時のばらつきを小さくして、シート間隔を短くして搬送を行うことができ、シートを高速搬送することができるシート搬送装置および画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１〜図４は本発明に係るシート搬送装置および画像形成装置の第１の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は画像形成装置として複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、あるいはコピー機能やファクシミリ機能等の複数の機能を有する複合機等に適用することができる。本実施の形態では、複写機を例にして説明する。

まず、構成を説明する。図１において、複写機の装置本体１１の下方にはＡ４、Ｂ５等の異なるサイズの記録紙（シート）１３をそれぞれ収納する４つの給紙カセット１２が設けられており、この給紙カセット１２に収納された記録紙１３は給紙コロ１４によって給紙されるようになっている。

給紙コロ１４に対して記録紙１３の搬送方向下流側にはレジストローラ対１５が設けられており、このレジストローラ対１５は給紙された記録紙１３と画像の位置合わせを行う。

レジストローラ対１５の下流側には感光体ドラム１６および転写ベルト１７が設けられており、この感光体ドラム１６および転写ベルト１７は記録紙１３の片面に印字を行う。

感光体ドラム１６および転写ベルト１７の下流側には定着ローラ対１８が設けられており、この定着ローラ対１８は記録紙１３の表面のトナー画像を記録紙１３に溶融定着する。

定着ローラ対１８の上方には切換爪１９が設けられており、この切換爪１９は記録紙１３の両面に印刷を行う場合と片面のみに印字を行う場合とで異なる切換位置に切換えられるようになっている。

具体的には、記録紙１３の両面に印字を行わない場合には、切換爪１９は定着ローラ対１８と装置本体１１の上方に設けられた排紙ローラ対２０を連通する切換位置に切換えられるようになっており、この切換位置にあっては記録紙１３は排紙ローラ対２０によって排紙トレイ２１上に排紙される。

また、記録紙１３の両面に印字を行う場合には、切換爪１９は定着ローラ対１８と装置本体１１の側面に設けられたスイッチバック通路（シート搬送路）２５とを連通する切換位置に切換えられるようになっており、この切換位置にあっては、スイッチバック通路２５の手前側に設けられた第２切換爪２２と共に記録紙１３の搬送経路を切換え、搬送ローラ２３、正逆転ローラ２４により記録紙１３をスイッチバック通路２５に搬送する。

スイッチバック通路２５に入った記録紙１３の後端が第２切換爪２２の先端部を超えたら、正逆転ローラ２４を逆転させるとともに、第２切換爪２２をスイッチバック通路２５と再搬送路２６を連通する切換位置に切換えることにより、スイッチバック通路２５からスイッチバックされる記録紙１３を再搬送路２６を通してレジストローラ対１５に向かって搬送する。

そして、レジストローラ対１５によって記録紙１３と画像の位置合わせを行った後、感光体ドラム１６および転写ベルト１７によって未印字面に印字を行い、切換爪１９を定着ローラ対１８と装置本体１１の上方に設けられた排紙ローラ対２０を連通する切換位置に切換えることにより、記録紙１３を排紙ローラ対２０によって排紙トレイ２１上に排紙する。

一方、装置本体１１の上面には原稿が載置されるコンタクトガラス２７が設けられており、このコンタクトガラス２７に載置された原稿はコンタクトガラス２７の下方に設けられた読取装置２８によって読取られるようになっている。

具体的には、読取装置２８はコンタクトガラス２７の下方で図１中、左右方向に移動する光源２８ａおよびミラー群２８ｂを有し、光源２８ａから原稿に照射した光をミラー群２８ｂで反射し、反射光をレンズ２８ｃを介してＣＣＤ等の撮像素子２８ｄに入力するようになっている。

この撮像素子２８ｄに入力された光信号はデジタル値の画像信号に変換された後、ポリゴンミラー等を備えた画像信号生成部２９によって感光体ドラム１６上に画像信号が生成される。この感光体ドラム１６の周囲には帯電器や現像装置等からなる撮像部３０が設けられており、感光体ドラム１６上に生成された画像信号は現像装置によってトナー像となるように可視像化される。

ここで、上述したような搬送経路を使用することにより、両面印刷を行うことができるが、１枚毎に上記搬送プロセスを行うと両面印刷の生産性が悪化して両面印刷の生産性が極端に悪化する。

このため、再搬送路２６からの裏面印刷動作と給紙カセット１２からの表面印刷動作を交互に行う、所謂、ノンスタックインターリーフ方式を採用することにより、両面印刷の生産性を向上させる。

このノンスタックインターリーフ方式を採用すると、切換爪１９は１枚毎に搬送路を切換えることになるが、さらに高い生産性を確保するためには、記録紙１３同士の紙間隔が短縮されてもその短い紙間隔の間で精度良く記録紙１３を分岐する必要がある。

本実施の形態では、その要求を満足するために、図２〜図４に示すシート搬送装置を複写機に搭載している。図２において、切換爪１９は回動軸３１に等間隔に固定されており、切換爪１９は回動軸３１と共に回動する。

また、切換爪１９の先端は記録紙１３をスイッチバック通路２５側に案内するシート搬送路を構成する右下ガイド３２と記録紙１３を排紙トレイ２１側に案内するシート搬送路を構成する左下ガイド３３に設けられた穴３２ａ、３３ａに挿通可能になっており、これにより記録紙１３の搬送方向を分岐する。すなわち、切換爪１９は複数の経路に分岐されるシート搬送路の分岐点に設けられている。

回動軸３１の一端部には回動軸３１の回動位置を検知するシャッター部３４が設けられており、このシャッター部３４のエッヂをフォトセンサ３５によって検知することにより、切換爪１９が記録紙１３を排紙トレイ２１側に案内する第１姿勢（図３に実線で示す）または切換爪１９が記録紙１３をスイッチバック通路２５に案内する第２姿勢（図３に仮想線で示す）を検知することができる。

また、回動軸３１の他端部にはレバー３６が設けられており、このレバー３６は回動軸３１を介して切換爪１９と一体的に設けられ、回動軸３１との連結点である回動支点３１ａを中心に回動するようになっている。

また、図４に示すようにレバー３６の一端部には図示しないステッピングモータ等によって回動されるカム部材３７が摺接するとともに、レバー３６の他端部にはレバー３６をカム部材３７側に付勢する付勢部材としてのスプリング３８が設けられている。

また、カム部材３７のカム面は、カム部材３７の回転中心３７ａと略同じ距離の等径カム面３７ｂと、回転中心３７ａから徐々に距離が遠くなる拡径カム面３７ｃとから構成される。なお、本実施の形態では、切換爪１９、レバー３６、カム部材３７およびスプリング３８が分岐手段を構成している。

本実施の形態の分岐手段にあっては、ステッピングモータによって回転されるカム部材３７からレバー３６および回動軸３１を介して切換爪１９に駆動力が伝達されることにより、切換爪１９が第１姿勢および第２姿勢の間で揺動する。

次に、シート搬送方法を説明する。

両面印刷の場合には、給紙カセット１２から給紙された記録紙１３がレジストローラ対１５によって記録紙１３と画像の位置合わせが行われた後、感光体ドラム１６および転写ベルト１７によって記録紙１３の片面に印字が行われる。次いで、定着ローラ対１８によって記録紙１３の表面のトナー画像が記録紙１３に溶融定着された後、第２姿勢に切換えられた切換爪１９とスイッチバック通路２５に連通する切換位置に切換えられた第２切換爪２２によってスイッチバック通路２５に搬送される。

次いで、スイッチバック通路２５に入った記録紙１３の後端が第２切換爪２２の先端部を超えたら、正逆転ローラ２４を逆転させるとともに、第２切換爪２２をスイッチバック通路２５と再搬送路２６を連通する切換位置に切換えることにより、スイッチバック通路２５からスイッチバックされる記録紙１３を再搬送路２６を通してレジストローラ対１５に向かって搬送する。

次いで、レジストローラ対１５によって記録紙１３と画像の位置合わせを行った後、感光体ドラム１６および転写ベルト１７によって記録紙１３の未印字面に印字が行われる。

次いで、定着ローラ対１８によって記録紙１３の表面のトナー画像が記録紙１３に溶融定着された後、第１姿勢に切換えられた切換爪１９によって記録紙１３の排紙位置を切換え、記録紙１３を排紙ローラ対２０で挟持して排紙トレイ２１上に排紙する。

一方、切換爪１９は装置本体１１の図示しないコントローラから出力される切換信号に応じて駆動されるステッピングモータによって切換駆動される。具体的には、コントローラから未印字面に印字を行うための反転切換信号が入力されると、ステッピングモータによってカム部材３７が回転され、図４（ａ）に示すようにカム部材３７の拡径カム面３７ｃスプリング３８の引張り力に抗してレバー３６を押圧するので、切換爪１９が第２姿勢に位置する。また、カム部材３７がこの位置にあるときに、シャッター部３４の一方のエッヂをフォトセンサ３５が検知することで、ステッピングモータの駆動を停止して切換爪１９を第２姿勢に位置させる。

一方、両面印刷が終了した記録紙１３を排紙するために、コントローラからステッピングモータに排紙切換信号が入力されると、ステッピングモータによってカム部材３７が回転され、図４（ｂ）に示すようにカム部材３７の等径カム面３７ｂがレバー３６に摺接するので、スプリング３８の引張り力により切換爪１９が第１姿勢に位置する。また、カム部材３７がこの位置にあるときに、シャッター部３４の他方のエッヂをフォトセンサ３５が検知することで、ステッピングモータの駆動を停止して切換爪１９を第１姿勢に位置させる。

コントローラからステッピングモータに反転切換信号および排紙切換信号を交互に入力することにより、切換爪１９を第１姿勢と第２姿勢との間で揺動させることにより、記録紙１３の搬送位置を切換える。

このように本実施の形態では、切換爪１９をレバー３６、ステッピングモータによって駆動されるカム部材３７およびスプリング３８によって構成しているので、ソレノイドのように発熱するのを防止することができる。このため、切換爪１９の切換え時のばらつきを小さくして、記録紙１３の間隔を短くして搬送を行うことができ、記録紙１３を高速搬送することができる。

図５は本発明に係るシート搬送装置および画像形成装置の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。

本実施の形態では、図５に示すように、カム部材４１のカム面に工夫を施したものであり、カム部材４１は、カム部材４１の回転中心４１ａと略同じ距離の等径カム面４１ｂと、回転中心４１ａから徐々に距離が遠くなる拡径カム面４１ｃと、等径カム面４１ｂと拡径カム面４１ｃの間に形成された切欠き部４１ｄとを備えたものから構成される。

本実施の形態では、ステッピングモータにコントローラから未印字面に印字を行うための反転切換信号が入力されると、ステッピングモータによってカム部材４１が回転され、図５（ａ）に示すようにカム部材４１の拡径カム面４１ｃがスプリング３８の引張り力に抗してレバー３６を押圧するので、切換爪１９が第２姿勢に位置する。また、カム部材４１がこの位置にあるときに、シャッター部３４の一方のエッヂをフォトセンサ３５が検知することで、ステッピングモータの駆動を停止して切換爪１９を第２姿勢に位置させる。

一方、両面印刷が終了した記録紙１３を排紙するために、コントローラからステッピングモータに排紙切換信号が入力されると、ステッピングモータによってカム部材４１が回転され、図４（ｂ）に示すようにカム部材４１の切欠き部４１ｄにレバー３６に摺接するので、スプリング３８の引張り力により切換爪１９が第１姿勢に位置する。また、カム部材４１がこの位置にあるときに、シャッター部３４の他方のエッヂをフォトセンサ３５が検知することで、ステッピングモータの駆動を停止して切換爪１９を第１姿勢に位置させる。

コントローラからステッピングモータに反転切換信号および排紙切換信号を交互に入力することにより、切換爪１９を第１姿勢と第２姿勢との間で揺動させることにより、記録紙１３の搬送位置を切換える。

本実施の形態では、カム部材４１に対するレバー３６の摺接位置が、カム部材４１の等径カム面４１ｂから切欠き部４１ｄに切換わったときにレバー３６を急激に揺動させることができるので、切換爪１９が第１の姿勢に切換えられるときに切換爪１９を高速に切換えることができる。

図６〜図１２は本発明に係るシート搬送装置および画像形成装置の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。

図６、図７において、切換爪１９が固定された回動軸３１の両端部は軸受け５１ａ、５１ｂを介して装置本体１１のフレーム５２ａ、５２ｂに回動自在に取付けられている。

また、フレーム５２ｂにはブラケット５３が取付けられており、フレーム５２ｂとブラケット５３の間にはレバー５４、第１のアーム部材５５、第２のアーム部材５６、カム部材５７、ギヤ５８、第１のスプリング（付勢部材）５９および第２のスプリング（付勢部材）６０が設けられている。

レバー５４は回動軸３１の一端部に取付けられており、回動軸３１と共に回動するようになっている。カム部材５７はブラケット５３に設けられた回転中心５７ａに回動自在に設けられており、このカム部材５７は回転中心５７ａに摺動自在に設けられたギヤ５８に一体的に設けられている。

ギヤ５８はステッピングモータ６１の出力軸に設けられたギヤ６１ａに噛合しており、ステッピングモータ６１が駆動されると、ギヤ６１ａを介してギヤ５８に駆動力が伝達されてカム部材５７が回動するようになっている。

また、カム部材５７は、カム部材５７の回転中心５７ａと略同じ距離の等径カム面５７ｂと、回転中心５７ａから徐々に距離が遠くなる拡径カム面５７ｃと、等径カム面５７ｂと拡径カム面５７ｃの間に形成された切欠き部５７ｄとを備えたものから構成される。

また、第１のアーム部材５５の基端部（一端部）はフレーム５２ｂとブラケット５３に橋架された軸部材６２に摺動自在に取付けられており、第１のアーム部材５５の先端部（他端部）にはレバー５４に当接する当接部５５ａおよびカム部材５７に当接する当接部５５ｂが形成されている。

また、第２のアーム部材５６は第１のアーム部材５５に対向しており、第２のアーム部材５６の基端部（一端部）はフレーム５２ｂとブラケット５３に橋架された軸部材６３に摺動自在に取付けられ、第２のアーム部材５６の先端部（他端部）にはレバー５４に当接する当接部５６ａおよびカム部材５７に当接する当接部５６ｂが形成されている。

また、第１のスプリング５９は第１のアーム部材５５とブラケット５３の間に介装されており、第１のアーム部材５５をカム部材５７に向かって付勢している。また、第２のスプリング６０は第２のアーム部材５６とブラケット５３の間に介装されており、第２のアーム部材５６をカム部材５７に向かって付勢している。

本実施の形態では、カム部材５７の回転に伴い、第１のアーム部材５５の当接部５５ｂが切欠き部５７ｄに摺接したときに、第１のアーム部材５５の先端部５５ａがレバー５４を加圧してレバー５４および回動軸３１を介して切換爪１９を第１姿勢に切換える。

また、カム部材５７の回転に伴い、第２のアーム部材５６の当接部５６ｂが切欠き部５７ｄに摺接したときに、第２のアーム部材５６がレバー５４を加圧してレバー５４および回動軸３１を介して切換爪１９を第２姿勢に切換えるようになっている。

一方、本実施の形態では、切換爪１９が第１姿勢または第２姿勢にあるときに切換爪１９を第１姿勢または第２姿勢に保持するとともに、第１のアーム部材５５または第２のアーム部材５６がレバー５４を加圧したときに切換爪１９の保持を解除する保持・解除手段を備えている。

この保持・解除手段は、図８に示すように、レバー５４に設けられた突起部７１と、レバー５４の回動方向の一方側および他方側に設けられ、レバー５４が一方側および他方側に回動したときにレバー５４に当接する一対のストッパ部７２、７３と、突起部７１を押圧し、レバー５４をストッパ部７２またはストッパ部７３に加圧する加圧部材７４を備えており、加圧部材７４は基端部７５がブラケット５３に固定されるとともに先端部に突起部７１に係合する半円弧状の湾曲バネ７６を有している。

次に、図９〜図１１に基づいて切換爪１９の切換方法を説明する。なお、シートの搬送方法は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

まず、図９（ａ）に示すように、切換爪１９が第１姿勢にある状態からコントローラからステッピングモータ６１に切換信号が入力されると、ステッピングモータ６１の出力軸に設けられたギヤ６１ａを介してギヤ５８が回転するため、カム部材５７が時計回転方向に回転する。

このとき、カム部材５７の等径カム面５７ｂが第２のアーム部材５６の当接部５６ｂに当接するとともに、カム部材５７の拡径カム面５７ｃが第１のアーム部材５５の当接部５５ｂに当接する。

カム部材５７がさらに回転すると、図９（ｂ）に示すように第１のアーム部材５５の当接部５５ｂが切欠き部５７ｄに当接するので、第１のスプリング５９に引張られて急激に変位し、第１のアーム部材５５の当接部５５ａがレバー５４に当接してレバー５４を加圧する。

このとき、レバー５４は、図８（ａ）に示すように加圧部材７４の湾曲バネ７６が突起部７１を加圧してレバー５４をストッパ部７３に押圧してレバー５４を介して切換爪１９を第１姿勢に保持しているが、第１のスプリング５９の引張り力は加圧部材７４の付勢力よりも大きく設定されているので、図９（ｂ）に示すようにレバー５４が時計回転方向に回動して切換爪１９を第２姿勢に切換える。

すなわち、切換爪１９が第１姿勢から第２姿勢に切換わる時間は、カム部材５７が図９（ａ）から図９（ｂ）に示す位置まで回転（本実施の形態では、約１０度に設定）するのに要する時間に、第１のスプリング５９の引張り力によって第１のアーム部材５５がレバー５４を移動させるのに要する時間を加えた時間となり、これらはステッピングモータ６１の回転数、第１のスプリング５９の引張り力、バネ定数、加圧部材７４によるレバー５４の保持力、レバー５４と切換爪１９との慣性モーメント等によって決定される。

これらの設定を適切に行うことにより、本実施の形態では、切換爪１９の切換えに要する時間は２０ｍｓ程度まで短縮される。ここで、通常のソレノイドによる切換爪の切換時間は、応答時間のばらつきも考慮して１００〜２００ｍｓ程度を見込む場合が多い。

一方、ステッピングモータ６１の回転により、図１０（ａ）（ｂ）に示すようにカム部材５７はそのまま回転を続けるが、このときには、図８（ｂ）に示すように、加圧部材７４の湾曲バネ７６が突起部７１を加圧してレバー５４をストッパ部７２に当接させてレバー５４を介して切換爪１９を第２姿勢に保持している。

次いで、図１０（ｂ）に示すようにカム部材５７の等径カム面５７ｂが第１のアーム部材５５の当接部５５ｂに当接するとともに、カム部材５７の拡径カム面５７ｃが第２のアーム部材５６の当接部５６ｂに当接した後、カム部材５７がさらに回転すると、図１１（ａ）に示すように第２のアーム部材５６の当接部５６ｂが切欠き部５７ｄに当接するので、第２のスプリング６０に引張られて急激に変位し、第２のアーム部材５６の当接部５６ａがレバー５４に当接してレバー５４を加圧する。

このとき、レバー５４は、図８（ｂ）に示すように加圧部材７４の湾曲バネ７６が突起部７１を加圧してレバー５４をストッパ部７２に押圧してレバー５４を介して切換爪１９を第２姿勢に保持しているが、第２のスプリング６０の引張り力は加圧部材７４の付勢力よりも大きく設定されているので、図１１（ａ）に示すようにレバー５４が時計回転方向に回動して切換爪１９を第１姿勢に切換える。

すなわち、切換爪１９が第２姿勢から第１姿勢に切換わる時間は、カム部材５７が図１０（ｂ）から図１１（ａ）に示す位置まで回転（本実施の形態では、約１０度に設定）するのに要する時間に、第２のスプリング６０の引張り力によって第２のアーム部材５６がレバー５４を移動させるのに要する時間を加えた時間となり、これらはステッピングモータ６１の回転数、第２のスプリング６０の引張り力、バネ定数、加圧部材７４によるレバー５４の保持力、レバー５４と切換爪１９との慣性モーメント等によって決定される。

これらの設定を適切に行うことにより、本実施の形態では、切換爪１９の切換えに要する時間は２０ｍｓ程度まで短縮される。

一方、ステッピングモータ６１の回転により、図１１（ｂ）に示すようにカム部材５７はそのまま回転を続けるが、このときには、図８（ａ）に示すように、加圧部材７４の湾曲バネ７６が突起部７１を加圧してレバー５４をストッパ部７３に当接させてレバー５４を介して切換爪１９を第１姿勢に保持している。

このように本実施の形態では、基端部が軸部材６２、６３に回動自在に設けられ、先端部がカム部材５７およびレバー５４に摺接する第１、第２のアーム部材５５、５６を対向して設けるとともに、第１、２のスプリング５９、６０を第１、第２のアーム部材５５、５６に設け、カム部材５７の回転によって第１のアーム部材５５が等径カム面５７ｂから切欠き部５７ｄに摺接したときに、第１のアーム部材５５がレバー５４を加圧して切換爪１９を第２姿勢に切換え、カム部材５７の回転によって第２のアーム部材５６が等径カム面５７ｂから切欠き部５７ｄに摺接したときに、第２のアーム部材５６がレバー５４を加圧して切換爪１９を第１姿勢に切換えるので、カム部材５７の回転に応じて切換爪１９を第１姿勢または第２姿勢に高速で切換えることができる。

この結果、切換爪１９の切換え時のばらつきを小さくして、記録紙１３間隔をより一層短くして搬送を行うことができ、記録紙１３をより一層高速搬送することができる。

また、本実施の形態では、切換爪１９が第１姿勢または第２姿勢にあるときに切換爪１９を第１姿勢または第２姿勢に保持するとともに、第１のアーム部材５５または第２のアーム部材５６がレバー５４を加圧したときに切換爪１９の保持を解除する保持・解除手段を設けたので、第１姿勢または第２姿勢にある切換爪１９がふらつくのを防止することができ、記録紙１３を確実に分岐することができる。これに加えて、切換爪１９を再度切換える際には、カム部材５７の回転に伴って揺動する第１のアーム部材５５または第２のアーム部材５６で再度加圧すれば良いので、カム部材５７の形状を任意に設定することができ、切換手段の製作上の自由度を向上させることができる。

また、本実施の形態では、保持・解除手段としては、レバー５４に設けられた突起部７１と、レバーの５４の回動方向の一方側および他方側に設けられ、レバー５４が一方側および他方側に回動したときにレバー５４に当接する一対のストッパ部７２、７３と、突起部７１を押圧し、レバー５４をストッパ部７２、７３に加圧する加圧部材７４とから構成したので、簡単な構成の保持・解除手段を用いて切換爪１９を保持することができる。

なお、保持・解除手段はこのようなトグル機構に限らず、図１２に示すようなものを用いても良い。すなわち、図１２に示すように、レバー５４の少なくとも一部を磁石から構成し、保持・解除手段を、レバー５４の回動方向の一方側および他方側に設けられ、レバー５４が一方側および他方側に回動したときにレバー５４に吸着する一対の磁石８１、８２から構成しても良く、この場合にはトグル機構よりもより一層簡易な構成とすることができる。

なお、上記各実施の形態では、シートとして記録紙１３を用いているが、シートとして原稿であっても良く、また、感熱式のシート等であっても良い。要は、搬送可能なシートであれば、如何なるものでも良いのである。

以上のように、本発明に係るシート搬送装置および画像形成装置は、切換手段の切換え時のばらつきを小さくして、シート間隔を短くして搬送を行うことができ、シートを高速搬送することができるという効果を有し、記録紙や原稿等のシートを切換手段によって異なる搬送経路に搬送することができるシート搬送装置およびこのシート搬送装置を備えた複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置、複合機等の画像形成装置等として有用である。

本発明に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の第１の実施の形態を示す図であり、その画像形成装置の概略図である。 第１の実施の形態のシート搬送装置の斜視図である。 第１の実施の形態の切換爪とその周辺の構成を示す図である。 第１の実施の形態の分岐手段を示す図であり、同図（ａ）は切換爪を第２姿勢に位置させた状態を示し、同図（ｂ）は切換爪を第１姿勢に位置させた状態を示す。 本発明に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の第２の実施の形態を示す図であり、同図（ａ）は切換爪を第２姿勢に位置させた状態を示し、同図（ｂ）は切換爪を第１姿勢に位置させた状態を示す。 本発明に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の第３の実施の形態を示す図であり、その切換手段の側面図である。 図６のＡ方向から見た切換手段の構成図である。 第３の実施の形態の保持・解除手段を示す図であり、同図（ａ）は切換爪を第２姿勢に保持した状態を示し、同図（ｂ）は切換爪を第１姿勢に保持した状態を示す。 （ａ）（ｂ）は第３の実施の形態の切換爪の切換え手順を示す図である。 （ａ）（ｂ）は図９（ｂ）に後続する切換爪の切換え手順を示す図である。 （ａ）（ｂ）は図１０（ｂ）に後続する切換爪の切換え手順を示す図である。 第３の実施の形態の保持・解除手段の他の形状を示す図であり、同図（ａ）は切換爪を第２姿勢に保持した状態を示し、同図（ｂ）は切換爪を第１姿勢に保持した状態を示す。 従来の切換爪を示す図であり、同図（ａ）は切換爪を一方の切換位置に切換えた状態を示し、同図（ｂ）は切換爪を他方の切換位置に切換えた状態を示す。 従来の切換手段を示す図であり、同図（ａ）は切換爪を一方の切換位置に切換えた状態を示し、同図（ｂ）は切換爪を他方の切換位置に切換えた状態を示す。

符号の説明

１３ 記録紙（シート）
１９ 切換爪（切換手段）
２５ スイッチバック通路（シート搬送路）
３６ レバー（切換手段）
３７ カム部材（切換手段）
３７ａ 回転中心
３７ｂ 等径カム面
３７ｃ 拡径カム面
３８ スプリング（切換手段、付勢手段）
４１ カム部材
４１ａ 回転中心
４１ｂ 等径カム面
４１ｃ 拡径カム面
４１ｄ 切欠き部
５５ 第１のアーム部材
５６ 第２のアーム部材
５７ カム部材
５７ａ 回転中心
５７ｂ 等径カム面
５７ｃ 拡径カム面
５７ｄ 切欠き部
５９ 第１のスプリング（付勢部材）
６０ 第２のスプリング（付勢部材）
６１ ステッピングモータ（保持・解除手段）
７１ 突起部（保持・解除手段）
７２、７３ ストッパ部（保持・解除手段）
７４ 加圧部材（保持・解除手段）
８１、８２ 磁石（保持・解除手段）

Claims (7)

1. 複数の経路に分岐されるシート搬送路と、前記シート搬送路の分岐点に設けられ、前記シートの搬送方向を切換える切換手段とを備えたシート搬送装置において、
   前記切換手段は、前記分岐点に設けられた切換爪と、前記切換爪と一体的に設けられ、回動支点を中心に回動自在に設けられたレバーと、前記レバーに摺接し、モータによって回転されるカム部材と、前記レバーを前記カム部材側に付勢する付勢部材とを備えたことを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記カム部材のカム面は、前記カム部材の回転中心と略同じ距離の等径カム面と、前記回転中心から徐々に距離が遠くなる拡径カム面と、前記等径カム面と拡径カム面の間に形成された切欠き部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 一端部が回動自在に設けられ、他端部が前記カム部材およびレバーに摺接する第１、第２のアーム部材を対向して設けるとともに、前記付勢部材を前記第１、第２のアーム部材に設け、
   前記カム部材の回転に伴い、前記第１のアーム部材の他端部が前記切欠き部に摺接したときに、前記第１のアーム部材が前記レバーを加圧して前記レバーを介して前記切換爪を一方の切換位置に切換え、
   前記カム部材の回転に伴い、前記第２のアーム部材の他端部が前記切欠き部に摺接したときに、前記第２のアーム部材が前記レバーを加圧して前記レバーを介して前記切換爪を他方の切換位置に切換えることを特徴とする請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記切換爪が一方の切換位置または他方の切換位置にあるときに前記切換爪を前記一方の切換位置または他方の切換位置に保持するとともに、前記第１のアーム部材または第２のアーム部材が前記レバーを加圧したときに前記切換爪の保持を解除する保持・解除手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
5. 前記保持・解除手段は、前記レバーに設けられた突起部と、前記レバーの回動方向の一方側および他方側に設けられ、前記レバーが一方側および他方側に回動したときに前記レバーに当接する一対のストッパ部と、前記突起部を押圧し、前記レバーを前記ストッパ部に加圧する加圧部材とを備えることを特徴とする請求項４に記載のシート搬送装置。
6. 前記レバーの少なくとも一部を磁石から構成し、前記保持・解除手段が、前記レバーの回動方向の一方側および他方側に設けられ、前記レバーが一方側および他方側に回動したときに前記レバーに吸着する一対の磁石を備えたことを特徴とする請求項４に記載のシート搬送装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載のシート搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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