JP2018184229A - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートを湾曲させて搬送する場合に、シートの搬送不良を抑制する。【解決手段】シートを搬送する搬送部材２３０と、前記搬送部材よりシート搬送方向の下流に順に設けられ、前記搬送部材により搬送されるシートを湾曲させて搬送方向を変更する複数の変更部であって、少なくとも上流変更部２０３と、前記上流変更部よりもシート搬送方向の下流に設けられた下流変更部２０４とを有し、前記上流変更部によりシートの方向が変更される変更角度をθa、前記下流変更部によりシートの方向が変更される変更角度をθbとしたとき、θa＜θbの関係となるように前記上流変更部及び下流変更部が構成されている。【選択図】図６

Description

本発明はプリンタやデジタル複合機等などに用いられるシート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

今日の複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置においては、電子写真方式によりシートの第１面（おもて面）のみならず、第２面（うら面）にも画像を形成可能にしたものが多い。このような画像形成装置では、シートの両面に画像を形成する場合、画像を形成する画像形成部により、シートの第１面に印刷した後、シートを退避搬送路へ一時退避させるものがある。退避搬送路でシートを一時退避後、搬送路を切り換えて、折り返し搬送することで表裏反転し、画像形成部に再給送することで、シートの第２面に印刷する。

しかし、退避搬送路は退避するシートの長さに対応した退避搬送路の空間が必要になる。このため、退避搬送路を装置内に設けると長尺シートに対応するほど、装置が大型化してしまうという課題がある。

この課題に対応するため、例えば特許文献１では、長尺シートを略直角に複数回湾曲させることで限られた空間の中でも退避空間を確保するとともに、オプションユニットに退避搬送路を設けることで、装置本体の大型化を防止している。

特開２０１５-２５９１１

しかし、退避空間を確保するために退避搬送路の中で略直角に複数回媒体を湾曲させる構成は、湾曲部において搬送されるシート先端にかかるガイド抵抗が増大してしまう。その際にシート先端が退避搬送路に設けられた搬送ローラから離れるほど、シートは拘束力を失い座屈しやすくなる。剛度が低いシートの場合はその傾向が高く、特に搬送ローラによるシートの排出方向と、湾曲後のシート先端が搬送される方向とが反対方向の場合には、シート先端の形状が自身の剛度でのみ規制されるため、シート先端が空気抵抗を受けたときにシートが先端部で座屈してしまう場合がある。

また、剛度の高いシートを反転部に搬送した場合には、湾曲部を通過するたびにガイド抵抗が過渡的に大きくなってしまい、搬送モータの脱調やシートとローラのスリップ、シートの斜行といった問題が起こるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、シートを湾曲させて搬送する場合に、シートの搬送不良を抑制しえるシート搬送装置及び画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、シートを搬送する搬送部材と、前記搬送部材よりシート搬送方向の下流に順に設けられ、前記搬送部材により搬送されるシートを湾曲させて搬送方向を変更する複数の変更部であって、少なくとも上流変更部と、前記上流変更部よりもシート搬送方向の下流に設けられた下流変更部とを有し、前記上流変更部によりシートの方向が変更される変更角度をθa、前記下流変更部によりシートの方向が変更される変更角度をθbとしたとき、θa＜θbの関係となるように前記上流変更部及び下流変更部が構成されていることを特徴とする。

本発明にあっては、シートを湾曲させて搬送する場合に、シートの搬送不良を抑制することができる。

画像形成装置の全体図である。 反転部の周辺を本体正面から見た際の概略図である。 反転部でのシートＰの動作を示した概略図である。 反転部でのシートＰの動作を示した概略図である。 反転部でのシートＰの動作を示した概略図である。 反転部の各湾曲部での搬送ガイド構成を示した概略図である。 搬送ローラと湾曲部が近い場合の座屈の模式図である。 搬送ローラと湾曲部が遠い場合の座屈の模式図である。 反転部の滞留シート積載を示した概略図である。 第２実施形態における反転部の搬送ガイド構成を示した概略図である。 第３実施形態における反転部の搬送ガイド構成を示した概略図である。

次に本発明の実施形態に係るシート搬送装置について、これを備えた画像形成装置とともに図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
＜画像形成装置の全体構成＞
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本実施形態におけるレーザビームプリンタ１００（以下プリンタと称す）の構造を示す断面図である。図示するように、プリンタ１００は、筐体１０１を備え、筐体１０１にはエンジン部を構成するための各機構と、各機構による各印字プロセス処理（例えば、給送処理など）に関する制御を行なうエンジン制御部、及びプリンタコントローラを収納する制御部１０３が内蔵されている。

エンジン部を構成するための各機構としては、レーザ光の走査による感光ドラム１０５上への静電潜像形成、その静電潜像の顕像化、その顕像を無端ベルトで構成した中間転写体１５２に多重転写し、多重転写されたカラー画像をシートＰへ更に転写するための光学処理機構、シートＰに転写されたトナー像を定着させるための定着処理機構、シートＰの給送処理機構、シートＰの搬送処理機構が設けられている。

光学処理機構は、レーザスキャナ部１０７において、制御部１０３から供給されたイメージデータに応じて不図示の半導体レーザから発射されるレーザ光をオン、オフに駆動するレーザドライバを有し、半導体レーザから発射されたレーザ光は回転多面鏡により走査方向に振られる。ここで主走査方向に振られたレーザ光は反射ポリゴンミラー１０９を介して感光ドラム１０５に導かれ、感光ドラム１０５上を主走査方向に露光する。

一方、一次帯電器１１１により帯電され、レーザ光による走査露光によって感光ドラム１０５上に形成された静電潜像は現像器１１２により供給されるトナーによってトナー像に顕像化される。そして、感光ドラム１０５上の顕像されたトナー像は、トナー像とは逆特性の電圧を印加された中間転写体１５２上に転写（一次転写）される。カラー画像形成時には、Ｙ（イエロー）ステーション１２０、Ｍ（マゼンタ）ステーション１２１、Ｃ（シアン）ステーション１２２、Ｋ（ブラック）ステーション１２３からそれぞれの色を中間転写体１５２上に順次形成し、その結果フルカラー可視像を中間転写体１５２上に形成する。

次に、中間転写体１５２上に形成された可視像は、シート収納庫１１０から給送したシートＰを搬送し、転写部１４０において転写ローラ１５１にてシートＰを中間転写体１５２に圧接すると同時に、転写ローラ１５１にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、給送処理機構によってシートＰの搬送方向（副走査方向）に同期して給送されるシートＰに転写される（二次転写）。

二次転写を終えたシートが定着器１６０を通過することによって、シートＰ上に転写されたトナーが加熱溶融し、シートＰに画像として定着する。両面プリントの場合は、１面目に画像形成されたシートＰが反転部２００に搬送されてスイッチバック搬送され、再び転写部１４０に導入されることでシートＰへ第２面に画像が形成される。その後、シートＰが前記同様に定着器１６０を通過することによってシートＰ上のトナー像が加熱定着され、プリンタ外へと排出されることでプリントプロセスが完了する。

プリンタは、広く普及している普通紙、再生紙と呼ばれる紙から光沢紙、コート紙と呼ばれる紙、また薄紙から厚紙まで種々のシートを使用できる。

＜シート搬送装置＞
次に本実施形態のシート搬送装置である反転部２００の構成について説明する。

図２は反転部２００の周辺を本体正面から見たときの概略図である。反転部２００のシート搬送方向上流（以下、単に「上流」）には上流搬送パス２０１が設けられ、反転部２００のシート搬送方向下流（以下、単に「下流」）には下流搬送パス２０２が設けられている。シートＰは上流搬送パス２０１から反転部２００へ搬送され、反転部２００で一時停止したのち、スイッチバックして下流搬送パス２０２へ搬送される。搬送パスの切り替えには回動可能な進路切換部材２３１が用いられている。また、反転部２００の上流で上流搬送パス２０１と下流搬送パス２０２が合流する場所に搬送部材としての反転ローラ２３０が設けられている。この反転ローラ２３０は正逆回転が可能な搬送ローラである。反転ローラ２３０は、ニップしたシートＰを上流搬送パス２０１から反転部２００へ搬送するときは一方向へ回転し、反転部２００から下流搬送パス２０２へ搬送するときは逆方向（他方向）に回転する。従って、シートＰは、図３に示すように、上流搬送パス２０１から反転部２００へ搬送されたのち、図４に示すように、搬送方向を逆方向へ変えて反転部２００から下流搬送パス２０２へ搬送されることになる。これにより、１面目に画像記録されたシートの表裏が反転し、図５に示すように、下流搬送パス２０２に設けられた搬送ローラ２０６，２０７等により搬送されて再度転写部１４０に搬送されたときに、２面目に画像記録されるようになる。

（湾曲部）
上記反転部２００には反転ローラ２３０よりも下流に搬送されるシートを湾曲させて搬送方向を変更する変更部である湾曲部が複数設けられている。本実施形態にあっては、図６に示すように、反転ローラ２３０に近い位置から順に第１湾曲部２０３、第２湾曲部２０４、第３湾曲部２０５の３個の湾曲部が設けられている。このように湾曲部を複数設けることにより、反転部２００に搬送されたシートは略Ｃ字形状に湾曲する。このため、シートサイズが大きくなっても装置を大型化することなくスイッチバック搬送することが可能となっている。

ここで、各湾曲部について具体的に説明すると、それぞれの湾曲部は搬送されるシートＰをガイドするガイド部材を湾曲して構成してあり、シートＰがガイド部材にガイドされることによって湾曲して搬送方向を変えられながら搬送される。

第１湾曲部２０３は、図６に示すように、搬送ガイド部材２０３ａと、湾曲した搬送ガイド部材２０３ｂ，２０３ｃによって構成されており、反転ローラ２３０から反転部２００へ排出されるシートＰの排出方向の略延長上に設けられている。本実施形態では、反転ローラ２３０から略鉛直方向下向き（図６の矢印Ｄ１方向）に搬送されたシートＰが第１湾曲部２０３に沿って搬送されることで略水平方向（図６の矢印Ｄ２方向）に搬送方向が変更される。

そして、第１湾曲部２０３を通過したシートの下流位置には第２湾曲部２０４が設けられている。この第２湾曲部２０４は湾曲形成した搬送ガイド部材２０４ａによって構成されおり、略水平方向（図６の矢印Ｅ１方向）に搬送されたシートが第２湾曲部２０４に沿って搬送されることで略鉛直上向き方向（図６の矢印Ｅ２方向）に搬送方向が変更される。

さらに、第２湾曲部２０４を通過したシートの下流位置には第３湾曲部２０５が設けられている。この第３湾曲部２０５は、第２湾曲部２０４を構成する搬送ガイド部材２０４ａと一体のガイド部材を湾曲して構成されており、略鉛直上向き方向（図６の矢印Ｈ１方向）に搬送されたシートが第３湾曲部２０５に沿って搬送されることで斜め上向き方向（図６の矢印Ｈ２方向）に搬送方向が変更される。

（シート搬送方向変更角度）
上記のように反転部２００に送られたシートは、反転ローラ２３０によって搬送されるときに各湾曲部によってシートの搬送方向が変更されて、ほぼＣ字状に搬送される。このとき、本実施形態では、第１湾曲部２０３によりシート搬送方向が変更される角度θ１と、第２湾曲部２０４によりシート搬送方向が変更される角度θ２と、第３湾曲部２０５によりシート搬送方向が変更される角度θ３との間には、θ１＞θ２＞θ３の関係となるように各湾曲部が構成されている。

なお、湾曲部によりシート搬送方向が変更される変更角度とは、例えば第１湾曲部では第１湾曲部２０３にシートが進入する進入方向（図６の矢印Ｄ１方向）の垂線Ｌ１と、第１湾曲部２０３からシートが排出される排出方向（図６の矢印Ｄ２方向）の垂線Ｌ２とがなす角度である。

本実施形態にあっては、前記変更角度θ１は約１２５°、変更角度θ２は約９０°、変更角度θ３は約５５°に設定されている。

上記のように、複数の湾曲部２０３，２０４，２０５を設けた反転部２００において、シート変更角度を反転ローラ２３０に近い湾曲部では大きく、遠い湾曲部では小さくすることでシートの座屈を抑制することができる。その理由を以下に説明する。

図７は搬送ローラＲ１に近い湾曲部Ｇでシートが座屈する状態の模式図であり、図８は搬送ローラＲ１から遠い湾曲部Ｇでシートが座屈する状態の模式図である。図７、図８は、一対の搬送ローラＲ１と、直線ガイドＧ１及び湾曲ガイドＧ２で構成される湾曲部Ｇとからなる簡易的な搬送パスで、実線Ｐ１が座屈しない場合のシートの模式図、破線Ｐ２が座屈した場合のシートの模式図である。

湾曲部Ｇを用いてシート先端の搬送方向を変更する場合、湾曲部Ｇでの変更角度が大きくなればなるほど、シートが受けるガイド抵抗は増加する。その一方、図７に示すように、シートの先端がシートを挟持搬送している搬送ローラＲ１に近いところでは、シートが自身の形状を保持する形状保持力は、搬送ローラＲ１の挟持力とシート自身の剛性によって形状保持できる。

しかし、図８に示すように、シート先端が搬送ローラＲ１から離れている場合は、図７に示す場合に対してシート全体の自由度が増し、搬送ローラＲ１の挟持力の影響が減少する。そのため、シートが形状を保持する形状保持力は、主にシート自身の持つ剛性によるものとなる。そのため、薄紙などシート自身の剛性が低い場合、湾曲部Ｇでのガイド抵抗に対し、シートの形状保持力が下回ると、シート先端はそれ以上進むことができないにもかかわらず、搬送ローラＲ１はシートを搬送し続けるため、破線Ｐ２に示すように搬送ローラＲ１とシート先端との間で座屈が発生する。特に搬送ローラＲ１により送り出されたシートが湾曲部で搬送方向が変更されて前記搬送ローラＲ１で送り出される方向と略反対方向に搬送される場合は、ガイド抵抗が大きくなるのでシートの座屈が起こりやすい。

そのため、本実施形態では、湾曲部でのシート変更角度を、シートの形状保持力を維持しやすい反転ローラ２３０に近い湾曲部（上流変更部）によるシート変更角度θａと、シートの形状保持力が小さくなる反転ローラ２３０から遠い湾曲部（下流変更部）のシート変更角度θｂとでは、θａ＞θｂの関係にすることで、シート先端が反転ローラ２３０から離れた場所でのガイド抵抗の増加を抑制し、シートの形状保持力を上回ることを抑制している。

なお、本実施形態では反転ローラ２３０から離れた湾曲部ほど変更角度を少ない構成としたが、少なくとも第１湾曲部２０３（上流変更部）と第２湾曲部２０４（下流変更部）、または第２湾曲部２０４（上流変更部）と第３湾曲部２０５（下流変更部）の変更角度の関係において、前述したθａ＞θｂの関係が成り立てばよく、３つの湾曲部すべての関係を限定する意図のものではない。すなわち、前述した変更角度をθ１、θ２、θ３の関係でいえば、θ１＞θ２、又はθ２＞θ３の関係が成立すればよく、必ずしも、θ１＞θ２＞θ３の関係に限定する必要はない。

（滞留シート排出部）
また、本実施形態の画像形成装置の反転部２００はシートをスイッチバックさせるための退避搬送路の役割のほかに、画像形成装置本体内でのシート詰まりの際に、装置内に滞留しているシートを集めて排出する滞留シート排出部の役割も有する。

図９は本実施形態の反転部２００に滞留シートＳを排出した際の概略図である。シートＳは排出された滞留シートである。本実施形態の構成を用いれば、シートの搬送途中での座屈を抑制できるため、搬送ガイドは片側だけでよく、シートの座屈を抑え込むために搬送ガイドをシートの両面側に設置する必要がない。このため、シートの一方側の面をガイドするガイド部材で搬送経路を構成でき、図９に示すように、反転部を構成する搬送経路の少なくとも一部はシートの下面側のみにガイド部材を設け、上面側を開放することで排出したシートを積載するスペースを大きく確保できるとともに、搬送ガイドの開閉といった機構を設ける必要もない。このため、排出したシートの取り出しも簡易化できる。

〔第２実施形態〕
前述した実施形態では３個の湾曲部でのシート搬送方向の変更方向が、すべて反時計回りの構成とした。しかし、複数の湾曲部でのシート搬送方向の変更方向はすべて同じ方向でなくてもよい。

例えば、図１０に示すように、第１湾曲部２０３では反時計回りにシートの搬送方向を変更するが、第２湾曲部２０４ではガイド部材２０４ａと２０４ｂとでシートを両面側でガイドすることで時計回りにシートの搬送方向を変更する。このような構成であっても、第１湾曲部２０３（上流変更部）によるシート変更角度θａと、第２湾曲部２０４（下流変更部）のシート変更角度θｂとの関係において、前述したθａ＞θｂの関係とすることで、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔第３実施形態〕
前述した実施形態では、第１湾曲部２０３を３個のガイド部材２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃで構成した例を示した。しかし、湾曲したガイド部材２０３ｂではなく、図１１に示すように、複数の直線状のガイド部材２０３ｂ１，２０３ｂ２，２０３ｂ３，２０３ｂ４，２０３ｂ５により湾曲したシート搬送経路を形成することで湾曲部を構成するようにしてもよい。

上記のように、複数の直線状のガイド部材、あるいは円弧状のガイド部材を組み合わせることにより湾曲部を構成することで、単体のガイド部材をシート変更角度に対応して湾曲させて構成する場合に比べて、シートの搬送方向を変更する変更角度の設定が容易となる。

Ｐ …シート
１６０ …定着器
２００ …反転部
２０１ …上流搬送パス
２０２ …下流搬送パス
２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ,２０４ａ …搬送ガイド部材
２０３ …第１湾曲部
２０４ …第２湾曲部
２０５ …第３湾曲部
２３０ …反転ローラ

Claims (10)

1. シートを搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材よりシート搬送方向の下流に順に設けられ、前記搬送部材により搬送されるシートを湾曲させて搬送方向を変更する複数の変更部であって、少なくとも上流変更部と、前記上流変更部よりもシート搬送方向の下流に設けられた下流変更部とを有し、
   前記上流変更部によりシートの搬送方向が変更される変更角度をθａ、前記下流変更部によりシートの搬送方向が変更される変更角度をθｂとしたとき、θａ＞θｂの関係となるように前記上流変更部及び下流変更部が構成されていることを特徴とするシート搬送装置。
2. シートを搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材よりシート搬送方向の下流に順に設けられ、前記搬送部材により搬送されるシートを湾曲させて搬送方向を変更する複数の変更部であって、第１変更部と、前記第１変更部よりもシート搬送方向の下流に設けられた第２変更部と、前記第２変更部よりもシート搬送方向の下流に設けられた第３変更部とを有し、
   前記第１変更部によりシートの搬送方向が変更される変更角度をθ１、前記第２変更部によりシートの搬送方向が変更される変更角度をθ２、前記第３変更部によりシートの搬送方向が変更される変更角度をθ３としたとき、θ１＞θ２、又はθ２＞θ３の関係となるように前記第１変更部、第２変更部、第３変更部が構成されていることを特徴とするシート搬送装置。
3. 前記変更角度は、θ１＞θ２＞θ３の関係となるように、前記第１変更部、第２変更部、第３変更部が構成されていることを特徴とする請求項２記載のシート搬送装置。
4. 前記搬送部材を通過したシートの搬送方向と、前記下流変更部を通過したシートの搬送方向は略反対方向に構成されていることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
5. 前記変更部に向けて搬送したシートを、スイッチバックして前記変更部から遠ざかる方へ前記搬送部材は搬送する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. 前記変更部は、シートをガイドするガイド部材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. 前記変更部は、複数のガイド部材により構成されることを特徴とする請求項６記載のシート搬送装置。
8. 前記搬送部材から前記変更部を通過するシートの搬送経路の一部は、搬送されるシートの一方側の面をガイドするガイド部材により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
9. シートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部によって画像が形成された前記シートを搬送する請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
10. 前記シート搬送装置は、前記搬送部材により前記変更部に向けて搬送したシートをスイッチバックして前記画像形成部へ搬送することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。

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