JP2010280451A - 画像形成装置における用紙反転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 用紙反転装置において、紙サイズによる生産性を保ちつつ、コストダウンを行う。
【解決手段】 １対の反転ローラを紙サイズに応じた紙パス上の上下流方向の反転位置に移動する。
本発明によれば、記録媒体を搬送パス中で反転させることで、画像形成面と非画像形成面の表裏を裏返して搬送する場合において、反転ローラの正逆回転の切り替えに要する時間と搬送される記録媒体の紙サイズの種類から記録媒体のサイズに応じた複数の反転ローラが必要となる場合において、１対の反転ローラによって記録媒体の反転動作を可能とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式によって可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリなどの電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という）に設けられ、シートを搬送するシート搬送装置に関する。

現在、コピー、プリンタ機能を有する複合機や、ファクシミリなどにおいては、電子写真方式の画像形成装置が広く利用されている。

周知のように、電子写真方式を利用した画像形成装置にあっては、感光体上あるいは転写体上に担持されている可視像を普通紙等の記録媒体に転写して記録画像を得るようになっている。このため、感光体あるいは転写体から可視像を転写された記録媒体は、定着装置に搬送されて可視像の定着を受けた後に排出される。

ここで、記録媒体の画像面側と非画像面側を裏返して排出する場合は、前述の工程にて表面に転写、定着された記録媒体を反転パスに引き込み、反転ローラにて記録媒体をスイッチバックさせた後、反転排紙パスを搬送後に排出している。複数枚の記録媒体に対して連続して画像形成を行う場合には、先行紙がスイッチバックされて反転排紙パスに搬送された後に、後続紙が反転パス内に搬送される。このとき、先行紙と後続紙の紙間が狭い場合には、先行紙が反転搬送パスに搬送されてから後続紙が反転パスに搬送される時間が短くなるため、反転ローラの正逆転を行う時間に間に合わない場合がある等の問題が出てくる。

例えば、連続通紙にて反転搬送を行う場合、先行紙が搬送パスに搬送されてから後続紙が搬送パスから反転ローラに達するまでの時間は、反転ローラの駆動モータの逆転駆動にかかる時間よりも長く設定される必要がある。これより、反転ポイントと反転ローラの最短距離が設定されるが、搬送パス中での搬送速度が速くなるほど、また、反転ローラの駆動モータの逆転駆動にかかる時間が長くなるほど、反転ポイントから反転ローラまでの最短距離は長くなる。これにより、Ａ４サイズ紙（搬送方向長さ２１０ｍｍ）で反転搬送可能な反転ポイントから反転ローラまでの距離はＢ５サイズ紙（搬送方向長さ１８２ｍｍ）では搬送ローラから反転ローラまでの距離が用紙サイズ（１８２ｍｍ）より長くなってしまう場合がある。逆に、本体の生産性がＡ４サイズ紙とＢ５サイズ紙の場合で同じであり、本体内の搬送パス中における搬送速度が同じ設定とされる場合、Ｂ５サイズ紙はＡ４サイズ紙に比べて、反転ポイントと反転ローラの距離が短くても反転搬送可能となる。

そこで、特許文献１では図６に示すように、二組の反転ローラを設け、一方の反転ローラで前のシートを第２位置で給送すると共に他方の反転ローラで第１搬送路から排出される次のシートを矜持させ、一方の反転ローラが前のシートの給送を完了しかつ他方の反転ローラが次のシートを矜持したときに各反転ローラを第１位置と第２位置の間を移動させている。二組のローラで交互にシートを給送することで、反転ユニットが一組の反転ローラのみで構成される場合のように、前の記録媒体を第２搬送路へ給送した後に反転ローラが第１搬送路の終端部に待機するまでの間、次のシートを反転搬送部へ進入させないように記録媒体の給紙間隔をあける必要がない。このため、記録媒体の給送間隔を短縮することができ、一組だけの反転ローラの場合に比べて単位時間当たりの記録媒体搬送枚数を多く設定して効率よく記録媒体を搬送することを可能としている。

特開２００６−１４３４０３号公報

しかしながら、特許文献１では記録媒体が反転ローラに矜持された状態で反転ローラの位置を上流側から下流側のパスに合わせて回転移動させるため、反転ローラに矜持されている記録媒体に負荷がかかって折り曲げないように、反転パス内の空間を大きく設ける必要がある。このため、本体サイズが大きくなる問題がある。また、反転ローラが２組となるために、コストアップを避けることができない。

上記課題を解決するために本発明は、
用紙を反転させる用紙反転装置において、
画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段を備えた第１搬送パスと、
前記第1搬送パスの下流に位置し、記録媒体の搬送方向を逆転させることが可能な搬送手段を備えた反転パスと、
前記反転パスの下流に位置し、搬送方向が切り替えられた記録媒体を搬送する搬送手段を備えた第２搬送パスを備え、
前記反転手段は第１所定位置と第２所定位置を移動手段により前記反転パス内を搬送方向に移動可能に構成される用紙反転装置である。

本発明によると、反転搬送にかかる時間による記録媒体の搬送間隔への制約を減らしつつ、反転パス内の空間が大きくなることにより本体サイズが大きくなることを防ぐとともに、コストアップを抑えることを可能とする。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る用紙反転装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る用紙反転装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る用紙反転装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る用紙反転装置の断面図である。 従来の反転引き込みパスの一例を示す用紙反転装置の概略図である（特開２００６−１４３４０３公報）。 反転ローラの駆動モータとセンサ２７の記録媒体検知の時系列関係図である。 記録媒体の反転動作を示した図である。 記録媒体の反転動作を示した図である。 記録媒体の反転動作を示した図である。

（実施例１）
以下、図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。

図１は本発明を適用した画像形成装置例の概略構成図である。この画像形成装置は、電子写真白黒画像形成装置であり、下部にデジタル白黒画像プリンタ部Ｐを有する。

リーダ部Ｒにおいて、３１は原稿台ガラス、３２はそのガラス３１に対して開閉可能な原稿圧着板である。ガラス３１上にカラー原稿Oを画像面下向きで所定の載置基準に従って載置し、その上に原稿圧着板３２を被せることで原稿Oをセットする。

原稿圧着板３２を原稿自動送り装置（ＡＤＦ、ＲＤＦ）にして、ガラス３１上にシート状原稿を自動的に送る構成にすることもできる。

３３はガラス３１の下面に沿って移動駆動される移動光学系である。この移動光学系３３によりガラス３１上の原稿Oの下向き画像面が光学的に走査される。その原稿走査光が光電変換素子（固体撮像素子）であるＣＣＤ３４に結像されて読取りされる。

読取られた信号が（図示しない）画像処理部に入力される。

プリンタ部Ｐは、１ドラム、現像構成、及び中間転写構成を有する電子写真画像形成機構である。

このプリンタ部Ｐの動作概略は次の通りである。

像担持体としての電子写真感光体ドラム（以下、感光ドラムという）１上に、画像信号を、レーザースキャナ２にて、露光画像として形成する。

感光ドラム上に形成された露光画像は、現像器により、露光画像上にトナー像を形成する。

この感光ドラム１上のトナー像を更に中間転写ベルト（以下、ベルトという）５上に１次転写して、ベルト５上に未定着のトナー像を形成する。その後、このトナー像を記録材Ｓ上に２次転写し、次いで定着して白黒画像形成物を出力するものである。

以下に、更に詳しく説明する。

感光ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動され、その表面が帯電手段としての帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電される。その帯電処理面が露光手段としてのレーザースキャナ３によりレーザー走査露光される。

レーザースキャナ３は、レーザー出力部、ポリゴンミラー、結像レンズ、折り返しミラー等を有し、画像処理部３５から入力される画像情報信号に対応して変調されたレーザー光（光信号）を出力して、回転する感光ドラム１の帯電処理面を走査露光する。これにより、感光ドラム１の面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。

尚、上記画像情報信号は、前述のリーダー部Rから読み込まれた画像情報以外にも、パソコンなどの外部機器より電送される画像情報より合成、形成されたものでももちろん構わない。

その静電潜像が現像器４によりトナー像として現像される。

現像位置において、感光ドラム１と、現像器側の現像スリーブとの距離（ＳＤ距離）が或る決められた範囲内に保たれる。

ベルト５は可撓性を有する誘電材製のエンドレスベルトであり、複数のローラ５ａ〜５ｇ間に懸回張設されている。ベルト５の外面はローラ５ｂ・５ｃ間において感光ドラム１に接触している。その接触部が１次転写ニップ部Ｔ１である。

この１次転写ニップ部Ｔ１において、ベルト５の感光ドラム１側と反対側に1次転写ローラ６が配設されていて、ベルト５の内面に接している。

この1次転写ローラ６には、所定の制御タイミングにて、トナーと逆極性の1次転写電圧が印加される。ベルト５は、例えばローラ５ａを駆動ローラとして、感光ドラム１の回転速度とほぼ同じ速度で矢印の時計方向に回転駆動される。

感光ドラム１に対して、トナー像が、上記の帯電・露光・現像の画像形成工程により形成される。そして、そのトナー像が１次転写ニップ部Ｔ１においてベルト５上に転写される。

ベルト５に転写されないで感光ドラム１の面に残った１次転写残トナーはドラムクリーニング装置７により感光ドラム面から除去される。クリーニング装置７により清掃された感光ドラム１は繰り返して画像形成に供される。

一方、所定の制御タイミングで、給紙カセット８１の給紙ローラ１１が駆動される。これにより、その給紙部に収容された記録材Ｓが１枚分離されて送り出されて搬送パス１３からレジストローラ１４へ送られる。

レジストローラ１４は、記録材Ｓの斜行補正と、ベルト５から記録材Ｓへのトナー像の２次転写のタイミングを制御するもので、給紙部側から給紙された記録材Ｓの先端を受け止めて一旦停止させる。

１５は２次転写ローラである。この２次転写ローラ１５は、ベルト５の複数のローラ５ａ〜５ｇの内のローラ５ｇを対向ローラとして、該ローラ５ｇに対してベルト５を挟んで所定に圧接した第１状態と、ベルト５の外面から離間した第２状態とに、（図示しない）加圧制御機構により切り換え、脱着制御される。

２次転写ローラ１５は常時はベルト５の外面から離間した第２状態に切り換えられて保持されている。尚、第１状態に切り換えられることで、ベルト５の外面との間に２次転写ニップ部Ｔ２が形成される。

２次転写ローラ１５は所定の制御タイミングで第１状態に切り変えられる。また、レジストローラ１４の位置で一旦停止されている記録材Ｓは所定の制御タイミングでレジストローラ１４から再給紙され、第１状態に切り変えられた２次転写ローラ１５とベルト５との間の２次転写ニップ部Ｔ２に導入される。

そして、記録材Ｓはこの２次転写ニップ部Ｔ２を挟持搬送されていく。その間、２次転写ローラ１５には所定の２次転写電圧が印加されて、ベルト５上のトナー像が記録材Ｓ上に静電的に一括転写され、記録材Ｓ上には未定着のトナー像が形成（転写）される。

記録材Ｓに転写されないでベルト５の面に残った２次転写残トナーはベルトクリーニング装置１６によりベルト面から除去される。このクリーニング装置１６により清掃されたベルト５は繰り返して画像形成に供される。

クリーニング装置１６は、常時はベルト５の外面から離間した状態に保持されている。２次転写ニップ部Ｔ２にてベルト５から記録材Ｓに対するトナー像の２次転写がなされるときに、所定の制御タイミングにてベルト５の外面に接触した状態に切り換えられる。

２次転写ニップ部Ｔ２を出た記録材Ｓはベルト５の面から分離して、搬送ベルトユニット１７によって定着器１８へ搬送され、未定着トナー像は熱及び圧力により記録材Ｓ上に融着されて定着画像となる。定着器１８を出た記録材Ｓは画像面を上方にして排出される場合は搬送パス１９を通って排出部２３から排出される。また、画像面を下方にして排出される場合には、上流パス２０に搬送され、続いて反転パス２１内にて記録媒体の後端が反転ポイント２７に到達すると同時にスイッチバックされ、下流パス２２を通って排出部２３から排出される。

ここで、Ａ４サイズ以上の記録媒体とＢ５サイズの記録媒体の反転搬送について、詳細に説明する。

図２はＡ４サイズ以上の記録媒体を反転搬送する際の反転パス周辺、図３はＢ５サイズの記録媒体を反転搬送する際の反転パス周辺をそれぞれ示す概略図である。図８〜図１０の（a）〜（f）は記録媒体の反転搬送を時間を追って図示した概略図である。図７は反転ローラ対２５の駆動モータの動作及びセンサ２７による記録媒体の検知を示した時系列図である。

画像形成された記録媒体Sは上流パス２０内を第１搬送ローラ２４にて搬送され（図８（a））、反転パス２１に送られる。反転パス２１内にてセンサ２７により記録媒体Sの先端が検知され（図８（b））、続いて反転ローラ対２５に記録媒体Sは矜持され搬送される（図９（c））。記録媒体Sの先端検知タイミングからサイズに応じた搬送距離を搬送されて、記録媒体Sの後端が反転ポイント２６に達する（図９（d））と、反転ローラ対２５の駆動モータは正転方向から逆転方向に回転を切り替える。これにより、搬送方向が切り替えられた記録媒体Sは、上流パス２０及び下流パス２２への分岐部に設けられた切り替えフラッパが上流パス２０へのパスを塞ぐことで、下流パス２２方向に搬送される（図１０（e））。反転パス２１から下流パス２２に搬送されてきた記録媒体Sは第２搬送ローラ４７によって、さらに下流へと搬送され、排紙部２３へと搬送される。

反転ローラ対２５は、駆動側ローラ３０、従動側ローラ３１及び駆動モータ３２が同一の支持部材３３により支持されている。支持部材３３は規制バネ４６により、反転パス２１内において上流パス２０から離れる方向に規制されており、支持部材３３が規制バネ４６により突き当て部に押し当てられた位置が第１位置４４となる。また、反転移動モータ２９の回転により、偏芯部材が支持部材３３を上流パス方向に移動させる。偏芯部材が規制バネ３３のバネ力に効して支持部材３３を最も上流パス２０に近づけた位置が第２位置４５となる。

Ａ４サイズ以上の記録媒体が搬送される場合、不図示の入力手段から用紙サイズを検知して、最初にA4サイズ以上の反転ローラ対２５を第１位置４４に動かしておく。第１位置４４に反転ローラ対２５が移動している場合、Ａ４サイズ紙の連続通紙時において先行紙が下流パス２２に搬送された後に後続紙が上流パス２０から反転ローラ対２５に搬送されるまでに反転ローラ対２５の駆動モータ３２が逆転可能となる。図７に示すモータの回転速度を上げることにより、記録媒体Ｓの搬送速度は速くなる。しかし、記録媒体の搬送速度を上げすぎた場合には、記録媒体Ｓがパス中で挫屈する等の問題が発生するため、搬送速度を上げすぎることはできない。また、画像形成装置の本体生産性として、図７中の記録画像一つ分の反転搬送動作回数は、１分間の間に目標の回数を作る必要がある。目標の本体生産性を１３８枚／分、問題なく記録媒体を搬送できる速度を１５００ｍｍ／ｓ、また駆動モータの立ち上げ時間を４３．７ｍｓ、駆動モータの正逆回転切り替えのための静停時間を５０ｍｓとした場合、Ａ４サイズ以上の記録媒体を反転搬送できる第１位置４４とする場合、第１搬送ローラ２４のニップ部と反転ローラ対２５のニップ部の距離は前述の理由から１８２ｍｍよりも長くなるため、Ｂ５サイズ紙の反転搬送はできなくなっている。このため、Ｂ５サイズの記録媒体を搬送する場合は、第１位置４４よりも上流パス２０に近い位置に反転ローラ対２５を設置する必要がある。

Ｂ５サイズの記録媒体が搬送される場合には、第１搬送ローラ２４と反転ローラ２５の距離が１８２ｍｍよりも短くなり、かつ、Ｂ５サイズの先行紙が下流パス２２に搬送された後にＢ５サイズの後続紙が上流パス２０から反転ローラ対２５に搬送されるまでに反転ローラ対２５の駆動モータ３２が逆転可能な位置となる第２位置４５に移動する。これにより、Ａ４サイズ紙以上の記録媒体が反転搬送される場合と同様に、Ｂ５サイズ紙の反転搬送が可能となる。

以上に述べたように、反転ローラ対２５を記録媒体のサイズに応じて反転パス内の上下流方向に移動させることで、搬送パスが大きくなることを防ぐとともに、不要なローラ対の追加しないことで、コストダウンを図ることが可能となる。

尚、上記実施例ではＡ４サイズ以上の記録媒体の場合とＢ５サイズ以下の記録媒体の場合として記録媒体のサイズ区分を行っているが、画像形成装置の本体生産性、搬送速度、モータの立上時間から、前述の記録媒体のサイズ区分以外での分け方であってももちろん構わない。

（実施例２）
続いて、第１の実施例で説明した画像形成装置のシート反転搬送装置に対して、反転ローラ対がない箇所に形成された穴部を埋める穴埋め部材を設置した形態を説明する。

図４はＡ４サイズ以上の記録媒体、図５はＢ５サイズの記録媒体をそれぞれ搬送する反転パス中に穴部を埋める穴埋め部材を取り付けることで、記録媒体の搬送性を向上させたシート反転搬送装置の概略図である。

穴埋め部材３６、３７、３８、３９は反転ローラ対２５の支持部材３３に支持されており、反転パス２１内の上下流方向の移動は、反転ローラ対２５の第１位置４４及び第２位置４５への移動と同様に行われる。また、反転移動モータ２９からの出力によって回転するカム４０、４１、４２、４３により、穴埋め部材３６、３７、３８、３９はパスに対して垂直方向に上下の移動を行う。これにより、反転ローラ対２５がないために反転パス２１に形成された穴部３４、３５に対して、穴埋め部材３６、３７、３８、３９が移動する。これにより反転パス２１搬送中の記録媒体がばたつきやシワ等によりパス中の穴３４、３５に引っ掛かり、ジャムを起す可能性を低減させることが可能となる。

２０ 上流パス
２１ 反転パス
２２ 下流パス
２３ 排出部
２４ 第１搬送ローラ
２５ 反転ローラ
２６ 反転ポイント
２７ 反転センサ
２８ 切り替えフラッパ
２９ 反転移動モータ
３０ 反転駆動ローラ
３１ 反転従動コロ
３２ 反転駆動モータ
３３ 支持部材
３４ 穴部
３５ 穴部
３６ 穴埋め部材
３７ 穴埋め部材
３８ 穴埋め部材
３９ 穴埋め部材
４０ 穴埋め部材移動カム
４１ 穴埋め部材移動カム
４２ 穴埋め部材移動カム
４３ 穴埋め部材移動カム
４４ 第１位置
４５ 第２位置
４６ 規制バネ
Ｓ 記録媒体

Claims (4)

1. 用紙を反転させる用紙反転装置において、
   画像形成された記録媒体を搬送する搬送手段を備えた第１搬送パスと、
   前記第1搬送パスの下流に位置し、記録媒体の搬送方向を逆転させることが可能な搬送手段を備えた反転パスと、
   前記反転パスの下流に位置し、搬送方向が切り替えられた記録媒体を搬送する搬送手段を備えた第２搬送パスを備え、
   前記反転手段は第１所定位置と第２所定位置を移動手段により前記反転パス内を搬送方向に移動可能に
   構成される用紙反転装置。
2. 請求項１に記載の用紙反転装置において、
   搬送される記録媒体のサイズもしくは坪量に応じて、前記反転手段が前記第１所定位置もしくは前記第２所定位置に移動する
   ことを特徴とする用紙反転装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の用紙反転装置において、
   前記反転ローラが前記第１所定位置及び第２所定位置に移動した場合に、前記反転パスの前記反転搬送手段がない箇所に開いた穴を塞ぐための穴埋め部材を備え、
   前記穴埋め部材は前記反転搬送手段の前記第１所定位置及び前記第２所定位置への移動に連動して、前記穴を塞ぐ位置に移動する
   ことを特徴とする用紙反転装置。
4. 請求項１から３に記載の用紙反転装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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