JP2008174385A - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の反転ローラ対でのシートの反転では安定した反転が行えない。
【解決手段】 反転ローラ対５５ａ，５５ｂでシートを挟持して、反転ローラ対５５ａ，５５ｂをニップ部Ｎを中心に回動させることで、一直線上の搬送路でのシートの反転が可能となり、シート搬送性のよいシート搬送装置を提供することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、シートを反転することの出来るシート反転機構を設けたシート搬送装置及び該シート搬送装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置のシート反転機構を備えたシート搬送装置としては、シートを反転搬送路に引き込んだ後に逆方向に引き出して搬送することによってシートの表裏を反転するスイッチバック形式が一般的であった。このような従来のスイッチバック形式のシート反転機構を設けたシート搬送装置では、反転のための専用の反転搬送路や搬送路を切り換えるための切換手段などが必要であり、シート搬送装置及び画像形成装置の大型化を招いていた。

そのため、装置の小型化を図るために、遊星ローラ対を用いてシートを挟持して回転することによりシートを反転するシート反転機構が考案されていた（特許文献１参照）。

図８を参照して従来の遊星ローラの構成について説明する。
この遊星ローラ対１０２、１０３は、名刺等の小さくかつ厚いカード状のシートを反転搬送する事を目的としたものである。この遊星ローラ対１０２、１０３は、名刺型シート（以下、シートと言う）１０１の搬送方向に沿った辺の長さに対応する径を有する回転円板１２０に設けられている。遊星ローラ対１０２、１０３は、駆動力で回転する駆動ローラである惑星ローラ１０２と、惑星ローラ１０２との間でシート１０１を挟持可能な従動ローラである衛星ローラ１０３と、を備えている。また、回転円板１２０には、シート１０１を遊星ローラ対１０２、１０３に案内するためのガイド１４０が取り付けられている。なお、回転円板１２０は、惑星ローラ１０２の駆動軸を中心に回転可能に支持されている。

回転円板１２０の外側には、シート１０１を惑星ローラ１０２と衛星ローラ１０３との間に搬送するための一対の供給ローラ１２１と、シート１０１を案内するガイド１４０とが配置されている。また、供給ローラ１２１により供給されたシート１０１の後端を検知する名刺位置センサ１３１と回転円板１２０の回転位置を検知する回転角度センサ１３２とが配置されている。
この構成の従来の遊星ローラ対１０２、１０３での反転動作について説明する。

惑星ローラ１０２は供給ローラ１２１と同一表面速度（周速）で駆動されており、シート１０１を受け取るときには回転円板１２０は図８の（１）の位置で停止している。この状態でシート１０１が供給ローラ１２１により矢印Ｘ方向に搬送されてきて、その前端が惑星ローラ１０２と衛星ローラ１０３との間に挟持される位置に到達すると、これら遊星ローラ対１０２、１０３間に挟持された状態でさらに搬送される。そして、シート１０１の後端が所定位置を通過してシート１０１の全体が回転円板１２０により支持されたことを名刺位置センサ１３１が検知すると、回転円板１２０が惑星ローラ１０２と共に回転し始める（図８（２）参照）。

回転円板１２０が約１８０度回転して図８（３）に示す位置に到達したことが回転角度センサ１３２で検知されると、回転円板１２０は回転を中止して停止する。そのとき、惑星ローラ１０２は回転を継続して惑星ローラ１０２と衛星ローラ１０３との間に挟持されているシート１０１が矢印Ｙ方向に排出される。このときには、供給ローラ１２１は図８（１）の状態とは反対方向に回転駆動されているので、排出されたシート１０１は、回転円板１２０の回転により表裏が反転されて供給ローラ１２１により搬送される。
特開２００１−１２２４７９号公報

しかし、上記従来技術においては、遊星ローラ対１０２、１０３の惑星ローラ１０２の駆動軸を中心にシートを挟持しながら回転させるため、シート搬送路が一直線上にならず段差を持ってしまう。すなわち、遊星ローラ対１０２、１０３がシートを受け取る位置と送り出す位置との図８における高さ方向が異なってします。そのためシート搬送性が悪化して、ジャム発生率が高くなる懸念がある。

そこで本発明は、小型かつ簡略な構成で、一直線上の搬送路での反転可能なシート反転搬送装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することである。

本発明は、シートを反転するシート反転部を備えるシート搬送装置にあって、前記シート反転部は、互いに圧接して回転可能に設けられるローラ対と、前記ローラ対を一体で回動可能に支持する連結機構と、前記ローラ対の少なくとも一方に回転駆動力を伝達するローラ駆動機構と、前記連結機構により一体に支持される前記ローラ対を回動させるローラ対回動機構と、を有し、前記連結機構は、前記ローラ対を、該ローラ対のニップ部を中心に回動するように回動可能に支持することを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、ローラ対でシートを挟持して、ローラ対をニップ部を中心に回転させることで、一直線上の搬送路での反転可能となり、シート搬送性のよいシート反転搬送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

本発明の実施の形態に係るシート搬送装置について詳細に説明する。まず、本実施の形態のシート搬送装置が設けられている画像形成装置全体の概略構成を簡単に説明し、次に本実施の形態に係るシート搬送装置としての反転パス部の構成及び動作について詳細に説明する。

図１の画像形成装置の概略断面図を用いて、装置全体構成を簡単に説明する。図１において、１は画像形成装置本体であり、画像形成装置本体１の上部には固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台２が設けられている。画像形成装置本体１の上部には自動原稿送り装置が接続されており、自動原稿送り装置によって原稿Ｏが送り出され、原稿台２の所定の位置に画像面を下向きにして停止させる。原稿台２の下側には原稿Ｏを照明するランプ４と、照明した原稿Ｏの光像を画像メモリー部９に導くための反射ミラー５、６、７、及び結像レンズ１１とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ４及び反射ミラー５、６、７は矢印ａ方向に所定の速度で移動して原稿Ｏを走査する。

画像形成部は、感光体ドラム１２と、帯電器１３と、現像器１４と、転写帯電器１９と、分離帯電器２０と、クリーナ２６とを備えている。帯電器１３は、感光体ドラム１２の表面に均一な帯電を施すために設けられている。また、現像器１４は、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面にスキャナー８から照射される光像により形成された静電潜像を現像してシートＳに転写すべきトナー像を形成するために設けられている。転写帯電器１９は、感光体ドラム１２の表面に現像されたトナー像をシートＳに転写するために設けられ、分離帯電器２０は、感光体ドラム１２からトナー像が転写されたシートＳを分離するために設けられている。そして、クリーナ２６が、トナー像を転写した後、感光体ドラム１２に残留したトナーを除去するために設けられている。尚、図中２７は、装置の各部の制御を行う制御手段としてのＣＰＵである。

ここで、例えば、シートＳの片面にコピーし、コピー画像面を表向きにして排出する場合について説明する。不図示のコピースタートボタンを押すと、給送トレイ３２のシートＳを、給送ローラ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃからなるシート給送手段３６で送り出し、複数の搬送ローラ対３８で搬送されて、レジストローラ対４５でシートＳの斜送を矯正する。尚、給送トレイ３３からはシート給送手段３７により給送されて、搬送ローラ対３８で搬送されてレジストローラ対４５に送られる。また、手差しトレイ４０からのシート供給も可能であり、手差しトレイ４０上のシートＳは、給送ローラ４２で送り出され、搬送ローラ対４４で搬送されて、レジストローラ対４５に送られる。

レジストローラ対４５に搬送されてきたシートは、レジストローラ対４５で斜送が補正された後に所定のタイミングで画像形成部へ送り出される。画像形成部では、搬送されてきたシートにトナー画像が転写される。画像形成部の下流側には、トナー像が転写されたシートＳを搬送するためのベルト搬送部２１と、ベルト搬送部２１により搬送されるシートＳ上の像を永久画像として定着するための定着器２２が設けられている。定着器２２で画像が定着されたシートＳは内排出ローラ対２３を通過し、第１切換手段５１にガイドされ、排出搬送路４９を通って画像形成装置本体１から排出される。画像形成装置本体１の外側には排出トレイ２５が設けられており、排出されたシートＳを受け取って積載される。

ここで、本発明の特徴であるシート反転部である反転ローラ部５５について図３及び図６を用いて説明する。なお、本実施の形態では、この反転ローラ部５５は後述する両面反転ローラ対５５Ｘと片面反転ローラ対５５Ｙに適用されている。

図２及び図３は反転ローラ部５５の構成の一例を説明した図である。図２は、反転ローラ部５５の側面図であり、図３は正面図である。

反転ローラ対５５ａ，５５ｂは、１対のローラ５５ａ，５５ｂを互いに圧接させた状態で左右両側に設けられた連結機構である連結部６１にそれぞれのローラ軸を回転自在に支持した構成である。これにより、反転ローラ対５５ａ，５５ｂは圧接した状態で回転可能に支持される。

次に、反転ローラ対５５ａ，５５ｂを一体で回動させるためのローラ対回動機構を説明する。一方の連結部６１の中央には回動用ギア５８が固定され、回動用ギア５８は軸５８ａに回転自在に支持されている。また、他方の連結部６１は軸５８ａに回転自在に支持されている。また、図３に示すように、回動用ギア５８の軸５８ａは、反転ローラ対５５ａ，５５ｂのニップ部Ｎからローラ軸の軸線方向に平行に延長した線上に配置されている。したがって、反転ローラ対５５ａ，５５ｂは、側面視で反転ローラ対５５ａ，５５ｂのニップ部Ｎを中心として回動可能に支持されていることになる。なお、反転ローラ対５５ａ，５５ｂの数は、搬送できるシートの最大及び最小サイズのシートの幅に応じて軸方向に１または複数配置すればよい。本実施の形態では、２個の反転ローラ対５５ａ，５５ｂを配置している。

さらに、回動用ギア５８には、ステッピングモータであるローラ対回動モータＭ２から回転駆動力が伝達される回動用駆動ギア５９が噛合っている。これにより、図示しないクラッチ等で回動用駆動ギア５９から回動用ギア５８へ駆動力を入力することで、反転ローラ対５５ａ，５５ｂの全体を回動することができることになる。

続いて、反転ローラ対５５ａ，５５ｂの各ローラを回転させるためのローラ駆動機構を説明する。

反転ローラ対５５ａ，５５ｂにはそれぞれ、同軸上に反転ローラギア５７ａ及び反転ローラギア５７ｂが一体に取り付けられている。反転ローラギア５７ａまたは反転ローラギア５７ｂには、ステッピングモータであるローラ駆動モータＭ１から回転駆動力が伝達される反転ローラ駆動ギア６０が選択的に噛合い可能となるように配置されている。すなわち、反転ローラ駆動ギア６０と反転ローラギア５７ａとが噛合うと、反転ローラ対５５ａに駆動が伝達されて回転し、反転ローラ対５５ａの回転に伴って反転ローラ対５５ｂが従動回転する。

また、反転ローラ駆動ギア６０と反転ローラギア５７ｂとが噛合うと、反転ローラ対５５ｂが回転して反転ローラ対５５ａが従動回転する。また、反転ローラ対５５ａ，５５ｂの全体が回転しているときは反転ローラ駆動ギア６０と反転ローラギア５７ａ及び反転ローラギア５７ｂとが離れているため、反転ローラ対５５ａ，５５ｂは回転が停止状態となる。

反転ローラ対５５ａ，５５ｂのシート搬送方向上流側には搬送されるシートの後端を検知するための後端検知センサ５２（図６に図示）が配置されている。

図４は、本発明の制御ブロック図である。ＣＰＵ２７には、後端検知センサ５２からの検知信号が入力される。また、ＣＰＵ２７によりローラ駆動モータＭ１及びローラ対回動モータＭ２の駆動が制御される。

図５及び図６を用いて反転ローラ部５５の動作を説明する。図５は、動作のフローチャートであり、図６は、動作を説明する図である。

図６（ａ）に示すように、反転ローラ駆動ギア６０から反転ローラギア５７ａにローラ駆動モータＭ１の駆動が伝達され反転ローラ対５５ａ，５５ｂが回転してシートＳが図中左方向に搬送される（Ｓｔｅｐ１）。そして、搬送されるシートＳの後端が後端検知センサ５２で検知されると（Ｓｔｅｐ２）、図６（ｂ）に示すように、ローラ対回動モータＭ２からの駆動が回動用駆動ギア５９を介して回動用ギア５８に伝達され、連結部６１を回転させる（Ｓｔｅｐ３）。これにより反転ローラ対５５ａ，５５ｂがニップ部Ｎを中心として回動（公転）動作を開始する。この図６（ｂ）では反転ローラ対５５ａ，５５ｂ全体が時計回りに回動している場合で示している。

そして、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、反転ローラ対５５ａ，５５ｂの回動（公転）動作中は、反転ローラ駆動ギア６０と反転ローラギア５７ａ及び反転ローラギア５７ｂのいずれもが噛合わない。そのため、反転ローラ対５５ａ，５５ｂをシートの後端が抜ける前に反転ローラ対５５ａ，５５ｂが回動（公転）動作を開始するため、反転ローラ対５５ａ，５５ｂへの駆動が切れ、反転ローラ対５５ａ，５５ｂがシートＳを挟持したまま回動する。

図６（ｅ）に示すように、反転ローラ対５５ａ，５５ｂを一体に１８０°回動させると（Ｓｔｅｐ４）、回動用ギア５８への回動用駆動ギア５９からの駆動を切って反転ローラ対５５ａ，５５ｂを停止させる（Ｓｔｅｐ５）。なお、反転ローラ対５５ａ，５５ｂの回転は、図示しないセンサを用いて１８０°で停止させるようにしてもよいし、ステッピングモータのステップ数を用いて１８０°で停止させるようにしてもよい。

この状態になると、反転ローラ駆動ギア６０と反転ローラギア５７ｂとが噛合って駆動が伝達されて反転ローラ対５５ａ，５５ｂがそれぞれ回転（自転）して、図６（ａ）で示した搬送方向と同じ方向にシートが搬送される。したがって、シートは反転された後に搬送されて来た平面と同じ平面内で搬送される。

なお、反転ローラ対５５ａ，５５ｂのシートＳ搬送方向下流側にシートガイド５４が配置されており、このシートガイド５４により反転時のシートＳのばたつきを抑えて、搬送安定性を向上させる。このシートガイド５４はローラ、拍車、または摺動性の良いシートを貼り付けた板金などでよい。

また、シートＳのカール方向により、選択的に回動用駆動ギア５９の回転方向を切り換えることにより、反転ローラ対５５ａ，５５ｂの回動方向（公転方向）が正逆に切り換えられるように構成されている。例えば図３においてシートＳが上カール（シートの先端が上で中間が下になる凹形状）で反転ローラ対５５ａ，５５ｂに進入してきた場合、反転ローラ対５５ａ，５５ｂを反時計回りに回動させる。このように回動させることで、カール方向と逆方向にシートを反転ローラ５５ｂに巻き付けることになってシートＳのカール矯正が可能となる。

次に、具体的に画像形成装置に反転ローラ部５５を適用した例を説明する。図７に示されているように、反転ローラ部５５が両面反転ローラ対５５Ｘと片面反転ローラ対５５Ｙの両方に適用されている。両面反転ローラ対５５Ｘは、シートの両面に画像を形成するために、１面目に画像が形成されたシートを再度画像形成部に搬送するための両面搬送路５０の途中（定着器２２側）に設けられている。そして、両面反転ローラ対５５Ｘのニップ部の前後に後端検知センサ５２ａ，５３ａがそれぞれ配置されている。

また、片面反転ローラ対５５Ｙは、１面目に画像が形成されたシートをその画像面を下向きで排出するために排出搬送路４９の途中（定着器２２側）に設けられている。そして、片面反転ローラ対５５Ｙのニップ部の前後に後端検知センサ５２ｂ，５３ｂがそれぞれ配置されている。このように、排出搬送路４９と両面搬送路５０との両方の搬送路に反転ローラ部５５（両面反転ローラ対５５Ｘ、片面反転ローラ対５５Ｙ）が配置されている。

図７（ａ）を用いて、シートの両面に画像形成部で画像を形成して排出する場合（両面コピー）の動作について説明する。なお、丸数字はシートが搬送される順番（シートの流れ）を示す。シートの給送から定着までの動作は上記片面の画像形成動作と同じなので説明は省略する。

一方の面に画像が定着されたシートＳは、第１切換手段５１が不図示の駆動手段により図７（ａ）に示す位置に回動されて位置しているため、両面反転ローラ対５５Ｘ方向へ搬送される（（１）→（２））。次に両面反転ローラ対Ｘの上流に配置された後端検知センサ５２ａによりシートＳの後端が検知されたら、両面反転ローラ対５５Ｘが１８０°回転される（（３））。両面反転ローラ対５５Ｘの回転中は反転ローラ対５５ａ，５５ｂへの駆動は切れ、シートＳを挟持したまま回転動作を行う。両面反転ローラ対５５ＸによりシートＳを１８０°回転させ反転させた後、シートＳを再び両面搬送路５０に設けたローラ対５６へ向かって搬送する（（４））。

そして、両面反転ローラ対５５Ｘは、反転されたシートの後端を後端検知センサ５３ａが検知すると、次のシートを受け入れるためにモータ等を停止させて待機する。送り出されたシートＳはその後、複数のローラ対５６によって再び画像形成部に向けて搬送される（（５））。その後の動作は片面コピー動作と同じなので説明は省略する。

次に、図７（ｂ）を用いて、シートＳの片面に画像を形成し、画像面を下向きにして排出する場合（裏面排出）の動作について説明する。給送から定着までの動作は上記片面コピー動作と同じなので説明は省略する。

一方の面に画像が定着されたシートＳは、第１切換手段５１が不図示の駆動手段により図７（ｂ）に示す位置に回動されて位置しているため、片面反転ローラ対５５Ｙ方向へ搬送される（（１）→（２））。次に片面反転ローラ対５５Ｙの上流に配置された後端検知センサ５２ｂによりシートＳの後端が検知されたら、片面反転ローラ対５５Ｙが１８０°回転される（（３））。片面反転ローラ対５５Ｙの回転中は片面反転ローラ対５５Ｙへの駆動は切れ、シートＳを挟持したまま回転動作を行う。

片面反転ローラ対５５ＹによりシートＳを１８０°回転させ反転させた後、シートＳは排出トレイ２５上へ画像面を下にして排出される。そして、片面反転ローラ対５５Ｙは、反転されたシートの後端を後端検知センサ５３ｂが検知すると、次のシートを受け入れるためにモータ等を停止させて待機する。

このように、本発明の反転ローラ部を用いることにより、シートを搬送されてくる経路の延長線（一直線上）上に反転して送り出すことができるため、従来よりもシート搬送性の悪化を防止できて、ジャム発生率が低下することができる。さらに、シート搬送装置、画像形成装置の小型化も可能となる。

本実施の形態は、ステッピングモータを駆動源としたギア駆動にて説明したが、それに限るものではない。例えば、ＤＣモータを用いたり、ベルトを用いたりして反転ローラ部５５を駆動してもよい。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す断面図 本発明の実施の形態に係る反転ローラ部の側面図 本発明の実施の形態に係る反転ローラ部の正面図 本発明の実施の形態に係る制御ブロック図 本発明の実施の形態に係る動作のフローチャート図 本発明の実施の形態に係る反転ローラ部の動作を示す図 本発明の実施の形態に係る反転ローラ部を画像形成装置に適用した例を示す図 従来例における反転ローラ部の構成の一例を示す図

符号の説明

５４ シートガイド
５５ａ，５５ｂ 反転ローラ対
５５Ｘ 両面反転ローラ対
５５Ｙ 片面反転ローラ対
５７ａ，５７ｂ 反転ローラギア
５８ 回動用ギア
５９ 回動用駆動ギア
６０ 反転ローラ駆動ギア
６１ 連結部
Ｎ ニップ

Claims (8)

1. シートを反転するシート反転部を備えるシート搬送装置にあって、
   前記シート反転部は、
   互いに圧接して回転可能に設けられるローラ対と、
   前記ローラ対を一体で回動可能に支持する連結機構と、
   前記ローラ対の少なくとも一方に回転駆動力を伝達するローラ駆動機構と、
   前記連結機構により一体に支持される前記ローラ対を回動させるローラ対回動機構と、を有し、
   前記連結機構は、前記ローラ対を、該ローラ対のニップ部を中心に回動するように回動可能に支持することを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記ローラ機構は、前記ローラ対のそれぞれのローラと同軸上に配置したローラギアと、前記ローラ対が停止しているときには前記ローラギアのいずれかに噛合い、前記ローラ対回動機構により前記ローラ対が一体で回動しているときにはいずれのローラギアにも噛合わないように配置したローラ駆動ギアと、を備え、前記ローラ駆動ギアと前記ローラギアの一方とが噛合ったときに前記ローラ対を回転させるための駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記ローラ対回動機構は、前記ローラ対の圧接しているニップ部からローラの軸線方向に延長した線上に軸を配置し、該軸に前記連結機構を回動可能に支持し、前記連結機構を回動させることにより前記ローラ対が一体に前記軸を中心に回動することを特徴とする請求項１または２に記載のシート搬送装置。
4. 前記ローラ対回動機構の回動方向を切り換え可能に設け、搬送されてくるシートに形成されているカールの方向に応じて選択的に回動方向を切り換えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
5. 前記ローラ駆動機構からの駆動力により前記ローラ対のローラを回転させてシートを搬送し、前記ローラ対の上流側にシートを検知するシート検知手段を設け、該シート検知手段の検知に基づいて、搬送されているシートの後端が前記ローラ対を抜ける前に前記ローラ対のローラの回転を停止して、前記ローラ対を前記ローラ対回動機構により１８０°回動させてシートを反転させ、次いで前記ローラ対のローラを回転させてシートを送り出すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
6. 前記ローラ対の下流に、該ローラ対がシートを挟持した状態で回動するときにシートを抑えるためのシートガイドを設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. シートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で画像が形成されたシートを反転するための、前記請求項１乃至６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。
8. 前記画像形成部において画像形成されたシートが排出される排出搬送路と、画像が形成されたシートを再度画像形成部に搬送するための両面搬送路と、を備え、前記排出搬送路と前記両面搬送路の両方にそれぞれ前記シート反転部を設けることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

Images