JP2007099427A - 用紙排出機構及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速で排出された複数枚の用紙を、互いに整合させた状態で排紙トレイ内に積載して収納することができるようにする。
【解決手段】上側のローラ１２Ａの硬度を下側のローラ１２Ｂの硬度よりも高くして軸方向に直交する方向に互いに圧接させて構成した排紙ローラ１２により、用紙を上向きに排出する。排出方向における下流側を上流側よりも上方にして傾斜した上面を有する排紙トレイ１１を、排紙ローラ１２に達するまでの用紙の搬送方向の延長線１９が上面における搬送方向の中間部分に交わる位置よりも下方に位置するように配置した。
【選択図】図２

Description

この発明は、画像形成装置等の用紙に対する処理を行う装置に用いられ、処理済の用紙を装置の外部において積載して収納する用紙排出機構、及び、この用紙排出機構を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置等の用紙に対して処理を行う装置では、処理済の用紙を一対の排紙ローラを用いて排出口から装置の外部に排出し、装置外壁に装着された排紙トレイに積載して収納する。排紙トレイの上面は、用紙の排出方向における下流側が上流側よりも上方に位置するように傾斜している。装置内部における用紙の排出方向の延長線が排紙トレイの上面における中間部分に交わる。用紙は、先端が排紙ローラから離れるにしたがって、自重と剛性とのバランスにより、下面が排紙トレイの上面又は排紙トレイに収納されている最上位の用紙の上面を擦るように排出される。

排出中の用紙の下面と排紙トレイの上面又は最上位の用紙の上面との摩擦により、用紙の排出速度を低減させ、複数枚の用紙を互いの位置を整合させた状態で排紙トレイ内に収納する。排紙ローラを通過中の用紙が排紙トレイの上面又は最上位の用紙の上面と接触する位置は、装置外壁からの長さが装置において処理可能な最小サイズの用紙長さとすることで、排紙トレイにおける複数枚の用紙の収納位置の整合性が向上することが知られている。

また、処理速度が高速の装置では、排紙トレイを昇降自在に配置し、装置からの排出枚数が増加するに伴って排紙トレイを初期位置から順次下降させ、多数枚の用紙を収納できるようにしている。この場合の排紙トレイの初期位置は、装置内部における用紙の排出方向の延長線が排紙トレイの上面における中間部分に交わる位置にされている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１９２２２５号公報

しかしながら、昇降自在の排紙トレイの初期位置を、装置内部における用紙の排出方向の延長線が排紙トレイの上面における中間部分に交わる位置とすると、装置における処理速度がさらに高速化すると、排紙トレイにおいて用紙を適正に収納することができなくなる問題がある。

例えば、画像形成装置における画像形成速度は、Ａ４サイズの用紙を短辺に平行な方向に搬送する場合、数年前までは４０〜６０枚／分であったが、現在では最速で１００〜１２０枚／分とするものがある。この場合には、用紙搬送速度は、概ね４５０〜６５０ｍｍ／ｓｅｃとなる。

このように高速で搬送される用紙が、装置内部における用紙の排出方向の延長線が排紙トレイの上面における中間部分に交わる位置を初期位置とする排紙トレイに排出されると、最上位の用紙の上面と接触する時に最上位の用紙を変位させることがあり、排出された用紙の速度が最上位の用紙の上面との接触によっては十分に減速されなくなる。この結果、用紙が排紙トレイから脱落したり、排出順序が変動し、排紙トレイにおいて用紙を適正に収納することができなくなる。

この発明の目的は、昇降自在の排紙トレイの初期位置を、装置内部における用紙の排出方向の延長線が排紙トレイにおける排出方向の下流側に交わる位置とするとともに、用紙を上向きに排出することで、高速で排出された複数枚の用紙を互いに整合させた状態で排紙トレイ内に積載して収納することができる用紙排出機構、及び、この用紙排出機構を備えた画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、この発明は、以下の構成を備えたものである。

（１）用紙の排出方向における下流側を上流側よりも上方にして傾斜した上面に用紙を積載して収納する排紙トレイと、
上側のローラの硬度が下側のローラの硬度よりも高い上下一対のローラを軸方向に直交する方向に圧接させて構成され、前記排紙トレイに向けて用紙を排出する排紙ローラと、
を備え、前記排紙トレイを、前記排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向の延長線が前記排紙トレイの上面における前記搬送方向の中間部分よりも下流側の位置に交わるように配置したことを特徴とする。

この構成においては、上側のローラの硬度が下側のローラの硬度よりも高い上下一対のローラを軸方向に直交する方向に圧接させて構成した排紙ローラにより、用紙の排出方向における下流側を上流側よりも上方にして傾斜した上面を有するとともに、排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向の延長線が排紙トレイの上面における搬送方向の中間部分に交わる位置よりも下方に位置するように配置した排紙トレイに用紙が排出される。

排紙ローラにおける上下のローラの圧接部分は、上下のローラの硬度差によって下に凸となる形状を呈する。これによって、用紙は、排紙ローラを通過する際に斜め上方に向けて排出される。排紙トレイは、上面が用紙の排出方向における下流側を上流側よりも上方にして傾斜しており、排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向の延長線が排紙トレイの上面における搬送方向の中間部分よりも下流側の位置に交わるように配置されている。したがって、排紙ローラによって排出された用紙の前端は、排紙トレイの上面又は排紙トレイに収納された用紙のうち最上位の用紙の上面に接触することがない。

（２）前記排紙トレイを、前記搬送方向の延長線が前記排紙トレイの上面における搬送方向の下流側端部に交わる位置に配置したことを特徴とする。

この構成においては、排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向の延長線が、排紙トレイの上面における搬送方向の下流側端部に交わる。したがって、排紙トレイの上面は排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向に対して十分に下方に位置し、排紙ローラによって斜め上方に向けて排出された用紙の前端は排紙トレイの上面又は排紙トレイに収納された用紙のうち最上位の用紙の上面に接触することがない。

（３）前記排紙トレイを所定範囲内で昇降させる昇降機構と、前記排紙トレイの上面に収納された用紙のうち最上位の用紙の上面位置を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて前記搬送方向の延長線が前記最上位の用紙の上面における前記搬送方向の中間部分よりも下流側に交わるように前記昇降機構を動作させて前記排紙トレイを所定量ずつ下降させる制御部と、をさらに備えたことを特徴とする。

この構成においては、複数枚の用紙が連続して排出される場合に、排紙ローラに達するまでの搬送方向の延長線が排紙トレイに収納されている用紙のうち最上位の用紙の上面における搬送方向の中間部分よりも下流側に交わるように、排紙トレイが所定量ずつ下降する。したがって、多数枚の用紙が連続して排出される場合にも、排紙トレイに収納されている用紙のうち最上位の用紙の上面は、常に、排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向に対して十分に下方に位置し、排紙ローラによって排出された用紙の前端は排紙トレイに収納された用紙のうち最上位の用紙の上面に接触することがない。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）排紙ローラにおける上下のローラの圧接部分を、上下のローラの硬度差によって下に凸となる形状を呈するようにすることで、用紙を排紙ローラから斜め上方に向けて排出することができる。これによって、排紙ローラによって排出された用紙の前端が、排紙トレイの上面又は排紙トレイに収納された用紙のうち最上位の用紙の上面に接触することを防止でき、用紙が高速で排出されても複数枚の用紙を正確に整合した状態で排紙トレイに積層して収納することができる。

（２）排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向の延長線が排紙トレイの上面における搬送方向の下流側端部に交わるように排紙トレイを配置することにより、排紙トレイの上面を排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向に対して十分に下方に位置させることができる。これによって、排紙ローラによって斜め上方に向けて排出された用紙の前端が、排紙トレイの上面又は排紙トレイに収納された用紙のうち最上位の用紙の上面に接触することを確実に防止でき、用紙が高速で排出されても複数枚の用紙を正確に整合した状態で排紙トレイに積層して収納することができる。

（３）複数枚の用紙を連続して排出する場合に、排紙ローラに達するまでの搬送方向の延長線が排紙トレイに収納されている用紙のうち最上位の用紙の上面における搬送方向の中間部分よりも下流側に交わるように排紙トレイを所定量ずつ下降させることにより、排紙トレイに収納されている用紙のうち最上位の用紙の上面を、常に、排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向に対して十分に下方に位置させることができる。これによって、排紙ローラによって排出された用紙の前端が排紙トレイに収納された用紙のうち最上位の用紙の上面に接触することを防止でき、高速で排出される多数枚の用紙を正確に整合した状態で排紙トレイに積層して収納することができる。

この発明の実施形態の一例について、以下に図面を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態である用紙排出機構１を備えた画像形成装置１０の概略の構成を示す図である。画像形成装置１０は、この発明の原稿読取装置１を備えた画像読取部１００、画像形成部２００及び給紙部３００からなる。

画像読取部１００は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）読取ユニット１１１、原稿台１１２、光源ユニット１１３、ミラーユニット１１４、原稿搬送装置１１５を備えている。原稿搬送装置１１５は、原稿を１枚ずつ原稿台１１２の上面に搬送する。ＣＣＤ読取ユニット１１１は、結像レンズおよびＣＣＤイメージセンサを備えている。光源ユニット１１３は、光源及びミラー等を搭載している。ミラーユニット１１４は、一対のミラーを搭載している。

光源ユニット１１３は速度Ｖで、ミラーユニット１１４は速度Ｖ／２で、原稿台１１２の下面において副走査方向に往復移動し、原稿台１１２上の原稿の画像面の全面における反射光を光路長を一定に維持してＣＣＤ読取ユニット１１１に導く。

画像形成部２００は、画像読取部１００の下方に配置されている。画像形成部２００は、感光体ドラム２１１、帯電器２１２、レーザ書込みユニット２１３、現像器２１４、転写ユニット２１５、クリーナ２１６及び定着ユニット２１７を備えている。

感光体ドラム２１１は、表面に感光層を備え、回転自在に支持されている。帯電器２１２は、感光体ドラム２１１の表面を所定の電位に帯電させる。レーザ書込みユニット２１３は、感光体ドラム２１１の表面に画像データによって変調されたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。現像器２１４は、感光体ドラム２１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に顕像化する。転写ユニット２１５は、感光体ドラム２１１の表面に担持されたトナー像を用紙上に転写する。クリーナ２１６は、感光体ドラム２１１の表面に残留した余分なトナーを回収する。定着ユニット２１７は、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧し、トナー像を用紙の表面に定着させる。

画像読取部１００で原稿から読み取られた画像データは、画像形成部２００に送られる。画像データは、画像形成部２００の画像処理部において所定の画像処理が施された後、画像処理部のメモリに一旦記憶され、出力指示に応じてメモリから読み出されてレーザ書き込みユニット２１３に転送される。

給紙部３００は、画像形成部２１０の下方に配置されている。給紙部３００は、用紙トレイ３０１〜３０４、手差トレイ３０５、大容量給紙カセット３０６、排紙トレイ１１を備えている。用紙トレイ３０１〜３０４及び大容量給紙カセット３０６のそれぞれには、サイズ及び紙質が同一の複数枚の用紙が収納される。排紙トレイ１１は、画像形成処理済の用紙を積載して収納する。

給紙部３００には、搬送路３１１〜３１８が形成されている。搬送路３１１は、感光体ドラム２１１と転写ユニット２１５との間を経由してレジストローラ３２１から排紙ローラ１２までの間に形成されている。搬送路３１４は、用紙トレイ３０１から給紙された用紙をレジストローラ３２１に導く。搬送路３１２は、用紙の両面に画像を形成する際に、第１面に画像が形成された用紙の前後を反転して搬送する。搬送路３１３は、搬送路３１２で前後を反転された用紙を搬送路３１４に導く。搬送路３１５は、用紙トレイ３０２から給紙された用紙を搬送路３１４に導く。搬送録３１６は、用紙トレイ３０３及び３０４から給紙された用紙を搬送路３１４に導く。搬送路３１７は、手差トレイ３０５から給紙された用紙を搬送路３１４に導く。搬送路３１８は、大容量給紙カセット３０６から給紙された用紙を搬送路３１４に導く。

図２は、上記用紙排出機構１の構成を示す図である。用紙排出機構１は、排紙トレイ１１、排紙ローラ１２、センサ１３、モータ１４、駆動ローラ１５、従動ローラ１６及びベルト１７を備えている。

排紙トレイ１１は支持部材１８によって装置外壁１０１に対して昇降自在に支持されている。排紙ローラ１２は、上側ローラ１２Ａと下側ローラ１２Ｂとを所定の圧力下で軸方向に直交する方向に互いに圧接させて構成されている。上側ローラ１２Ａと下側ローラ１２Ｂとの間を用紙が通過する。支持部材１８には、センサ１３及びモータ１４が固定されており、従動ローラ１６が軸支されている。駆動ローラ１５はモータ１４の回転軸に固定されている。駆動ローラ１５及び従動ローラ１６にはベルト１７が張架されている。ベルト１７の一部は、排紙トレイ１１に固定されている。モータ１４を正転又は逆転方向に駆動して駆動ローラ１５を回転させることにより、排紙トレイ１１が下降又は上昇する。

モータ１４、駆動ローラ１５、従動ローラ１６、ベルト１７及び支持部材１８が、この発明の昇降機構に相当する。なお、昇降機構は、排紙トレイ１１を所定の範囲内で昇降させるものであることを条件に、他の構成とすることができる。

排紙トレイ１１は、排紙ローラ１２に達するまでの用紙の搬送方向の延長線１９が排紙トレイ１１の上面における由の搬送方向の中間部分１１Ｂに交わる位置よりも下方を上限位置（初期位置）として配置される。図２に示す例では、排紙トレイ１１は、排紙ローラ１２に達するまでの用紙の搬送方向の延長線１９が排紙トレイ１１の上面における下流側端部１１Ａに交わる位置を上限位置として配置されている。センサ１３は、上限位置に配置された排紙トレイ１１の上面に所定枚数の用紙が積層して収納された際に、最上位の用紙の上面を検出する。

なお、排紙トレイ１１の上限位置は、画像形成装置１０において最も多用される用紙サイズに応じて決定することができる。即ち、排紙トレイ１１に収納された画像形成装置１０において最も多用される用紙の下流側端部が排紙ローラ１２に達するまでの用紙の搬送方向の延長線１９に交わる位置とすることができる。

画像形成装置１０の制御部１１０には、内部バス１３０を介してセンサ１３及びモータドライバ１２０が接続されている。制御部１１０は、センサ１３の検出信号に基づいてモータドライバ１２０に駆動データを出力する。モータドライバ１２０は、制御部１１０から入力された駆動データに基づいてモータ１４を駆動する。

図３は、上記用紙排出機構１の排紙ローラ１２の構成を示す図である。一例として、排紙ローラ１２において、上側ローラ１２Ａは樹脂を素材として構成されており、下側ローラ１２Ｂはウレタンゴムを素材として構成されている。したがって、上側ローラ１２Ａの硬度は下側ローラ１２Ｂの硬度よりも高く、上側ローラ１２Ａと下側ローラ１２Ｂとの圧接部分は下を凸とする形状を呈する。このため、用紙は、排紙ローラ１２を通過する際に、斜め上方に向けて排出される。

図４は、上記画像形成装置１０における用紙の排出状態を説明する図である。用紙排出機構１において１枚の用紙２が排出される際には図４（Ａ）に示すように、排紙トレイ１１は、上面がセンサ１３によって検出される位置よりも所定量だけ下方の上限位置に配置されている。

複数枚の用紙３が順次排出されて排紙トレイ１１の上面に積載して収納され、最上位の用紙の上面がセンサ３によって検出されると、図４（Ｂ）に示すように、排紙トレイ１１は所定量だけ下降し、最上位の用紙の上面とセンサ３との間に所定量の間隔が形成される。用紙２は、排紙ローラ１２を通過する際に、同図に示すように斜め上方に向けて排出される。この後、用紙２は、自重によって図４（Ｃ）に示すように略水平に排出されていく。

排出中の用紙２の後端が排紙ローラ１２を通過すると、用紙２は慣性力によって排出方向の下流側に移動しつつ、重力によって下方に落下する。これによって、図４（Ｄ）に示すように、排出中の用紙２は、搬送方向の下流側を上流側よりも上方にして傾斜した最上位の用紙３の上面における搬送方向の下流側の部分に接触する。この後、用紙２は重力によって最上位の用紙３に平行になり、用紙３との摩擦によって慣性力を減少させながら、さらに搬送方向の下流側に移動する。

用紙３との摩擦によって用紙２に作用していた慣性力が十分に減少し、用紙２に作用する重力が慣性力よりも大きくなると、用紙２は、図４（Ｅ）に示すように、用紙３の上面に沿って排出方向と逆方向に移動する。用紙２は、図４（Ｆ）に示すように、後端が支持部材１８の壁面に当接に排出方向と逆方向の移動を停止し、排紙トレイ１１上に収納されている用紙３上で用紙３に整合した位置に積載して収納される。

このように、排紙トレイ１１を従来よりも下方に配置するとともに、排紙ローラ１２による用紙の排出方向を排紙ローラ１２の手前側における用紙の搬送方向よりも上向きにすることで、排紙トレイ１１上に既に収納されている用紙のうち最上位の用紙の上面に排出中の用紙の先端部が当接しないようにしつつ、排出中の用紙を排紙トレイ１１上に既に収納されている用紙上でその用紙に整合した位置に収納することができる。

即ち、排出中の用紙の先端部が排紙トレイ１１上に既に収納されている用紙のうち最上位の用紙の上面に当接しないようにするためには、排紙トレイ１１をできるだけ下方に配置すればよい。しかし、そうすると、排紙トレイ１１上における用紙の収納枚数が減少する。また、排出中の用紙が先端部を下方にして回転し、湾曲した状態で収納されたり、表裏面が反転する。

そこで、排紙ローラ１２による用紙の排出方向を上向きにすることで、用紙の搬送方向の延長線が上面の中間部分よりも下流側に交わる位置に排紙トレイ１１を配置できるようにし、排紙トレイ１１の収納枚数の減少や排出された用紙の湾曲及び表裏面の反転を防止しつつ、排出中の用紙の先端部が排紙トレイ１１上に既に収納されている用紙のうち最上位の用紙の上面に当接しないようにし、排紙トレイ１１に複数枚の用紙を整合した状態で積載して収納することができる。

なお、この実施形態では、用紙に対して画像形成処理を施す画像形成装置にこの発明の用紙排出機構を適用したが、用紙に対して他の処理を施す装置についても、この発明の用紙排出機構を同様に適用することができる。

この発明の実施形態である用紙排出機構１を備えた画像形成装置１０の概略の構成を示す図である。 上記用紙排出機構１の構成を示す図である。 上記用紙排出機構１の排紙ローラ１２の構成を示す図である。 上記画像形成装置１０における用紙の排出状態を説明する図である。

符号の説明

１ 用紙排出機構
１０ 画像形成装置
１１ 排紙トレイ
１２ 排紙ローラ
１２Ａ 上側ローラ
１２Ｂ 下側ローラ
１３ センサ
１４ モータ（昇降機構）
１５ 駆動ローラ（昇降機構）
１６ 従動ローラ（昇降機構）
１７ ベルト（昇降機構）
１８ 支持部材（昇降機構）
１１０ 制御部

Claims (4)

1. 用紙の排出方向における下流側を上流側よりも上方にして傾斜した上面に用紙を積載して収納する排紙トレイと、
   上側のローラの硬度が下側のローラの硬度よりも高い上下一対のローラを軸方向に直交する方向に圧接させて構成され、前記排紙トレイに向けて用紙を排出する排紙ローラと、
   を備え、前記排紙トレイを、前記排紙ローラに達するまでの用紙の搬送方向の延長線が前記排紙トレイの上面における前記搬送方向の中間部分よりも下流側の位置に交わるように配置したことを特徴とする用紙排出機構。
2. 前記排紙トレイを、前記搬送方向の延長線が前記排紙トレイの上面における前記搬送方向の下流側端部に交わる位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の用紙排出機構。
3. 前記排紙トレイを所定範囲内で昇降させる昇降機構と、前記排紙トレイの上面に収納された用紙のうち最上位の用紙の上面位置を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて前記搬送方向の延長線が前記最上位の用紙の上面における前記搬送方向の中間部分よりも下流側に交わるように前記昇降機構を動作させて前記排紙トレイを所定量ずつ下降させる制御部と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の用紙排出機構。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の用紙排出機構を備え、画像形成処理済の用紙を前記排紙トレイに排出することを特徴とする画像形成装置。

Images