JP2020093926A - 搬送装置及び搬送装置を備える画像形成システム - Google Patents

搬送装置及び搬送装置を備える画像形成システム Download PDF

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靖弘 川崎
Yasuhiro Kawasaki
靖弘 川崎
稲生 一志
Kazushi Inao
一志 稲生
河村 浩司
Koji Kawamura
浩司 河村
和秀 奥野
Kazuhide Okuno
和秀 奥野
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Abstract

【課題】 シートが横向きに設置された給送装置を、縦向き搬送の画像形成装置に接続した場合、画像形成システムの高さ方向が大型化するおそれがあった。【解決手段】 搬送装置は、給送装置の収容部に収容された第1のシートが第1のシートの短辺がシート搬送方向と平行な方向である横向き方向で給送装置から搬送装置へ給送された場合に、給送装置から搬送された前記第1のシートの搬送方向を、第1のシートの長辺がシート搬送方向と平行な方向である縦向き方向になるように変更する変更搬送手段を備え、変更搬送手段は、画像形成装置と給送装置の間であって略水平な領域において、第1のシートの搬送方向を、横向き方向から縦向き方向へ変更する。【選択図】 図5

Description

本発明はシートを搬送する搬送装置及び画像形成システムに関するものである。
近年、画像形成装置の画像形成速度の高速化に伴って、短時間で大量のシートに対して画像形成することが可能になってきている。高速化された画像形成装置において、シート補給の煩わしさを除くために、大容量のシートの積載が可能なシート給送装置(以下、給送デッキという)を画像形成装置に接続することが望まれている。
一般的に、A4サイズのシートまで対応して画像形成可能な画像形成装置は、シートを、シートの長辺側が搬送方向と平行になる向き(以下、縦向きという)に搬送する。そして、A4サイズのシートに対応した画像形成装置に接続可能な給送装置の構成は、A4サイズの画像形成装置に対応するため、縦向き1列にシートを収納している。
一方、A3サイズのシートまで対応して画像形成可能な画像形成装置は、A3サイズのシートを縦向きに搬送し、A4サイズのシートを、シートの短辺側が搬送方向と平行になる向き(以下、横向きという)に搬送する。A3サイズのシートまで対応した画像形成装置に接続可能な給送デッキは、A4サイズのシートを、画像形成装置のA4サイズのシートの搬送時の向きと同じ横向きに、2列で収納する構成のものが知られている。
特許文献1には、A3サイズのシートまで対応して画像形成可能な画像形成装置が開示されている。そして、特許文献1には、A4サイズのシートを横向きに2列で収納することが開示され、横向きに収納されたA4サイズのシートをシートの向きを縦向きに変更して搬送する変更手段が開示されている。
特開平5−213487号公報
しかしながら、特許文献1の構成では、シートの向きを変更する変更搬送手段が、シートを垂直方向に搬送する途中でシートの向きを変更するため、装置全体の高さ方向が大型化する恐れがある。
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、
シートの長辺がシート搬送方向と平行な方向になるようにシートを搬送し、搬送されるシートに画像形成を行う画像形成装置と、前記画像形成装置に向かってシートを給送する給送装置の両方に接続され、シートを搬送する搬送装置において、前記搬送装置は、前記画像形成装置の下側であって前記給送装置の上側に配置され、前記搬送装置は、前記給送装置の収容部に収容された第1のシートが、前記第1のシートの短辺がシート搬送方向と平行な方向である横向き方向で前記給送装置から前記搬送装置へ給送された場合に、前記給送装置から搬送された前記第1のシートの搬送方向を、前記第1のシートの長辺がシート搬送方向と平行な方向である縦向き方向になるように変更する変更搬送手段を備え、前記変更搬送手段は、前記画像形成装置と前記給送装置の間であって略水平な領域において、前記第1のシートの搬送方向を、前記横向き方向から前記縦向き方向へ変更することを特徴とする。
本発明によれば、シートが横向きに収納された給送デッキを、縦向き搬送の画像形成装置に接続でき、装置全体の高さが大きくなることを抑制することができる搬送装置、または搬送装置を備えた画像形成システムを提供することが可能になる。
実施例1における画像形成システムの全体の斜視図(画像形成装置が給送装置に対し左寄せ) 実施例1における画像形成システムの全体の斜視図(画像形成装置が給送装置に対し右寄せ) 実施例1における画像形成システムの分解斜視図 実施例1における画像形成システムの側面図 実施例1における画像形成システムの全体断面図 実施例1における変更搬送装置の断面図 実施例1における変更搬送手段の斜視図 実施例1における変更搬送手段の上視図 実施例1の画像形成システムと比較例の画像形成システムを比較する図 実施例1の変形例における画像形成システムの全体断面図 実施例1の変形例における変更搬送装置の断面図 実施例1の変形例における変更搬送装置の断面図 実施例1の変形例における変更搬送装置の上視図 実施例2における変更搬送装置の断面図 実施例2における変更搬送装置の断面図 実施例3における画像形成システムの斜視図 実施例3における画像形成システムの断面図 実施例3の比較例における画像形成システムの断面図 実施例1の着脱可能な変更搬送装置を説明する斜視図 ロック部材を説明する断面図 変更搬送装置の比較例を説明する上視図 実施例4の変更搬送装置を説明する上視図
(実施例1)
図を用いて本発明の実施例1について説明をする。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。
図1は、画像形成システム201の全体の斜視図を示す。図1において、100はシートSに画像形成を行う画像形成装置であるプリンタ、300はシートSを収容部から給送する給送装置である給送デッキである。400は、プリンタ100と給送デッキ300の間に配置され、搬送中のシートSの向きを変更する変更搬送手段を備えた搬送装置である変更搬送装置である。画像形成システム201は、プリンタ100に対してオプション装置として給送デッキ300、変更搬送装置400を接続して構成している。
以下の説明においては、図1に示すように、プリンタ100が使用可能に設置された状態を基準として上下方向Zが定義される。同様に、プリンタ100の装置本体に対して給送カセット11を着脱するために操作する側を手前側(前面)として前後方向Xが定義される。同様に、プリンタ100を手前側(前面)から視て左右方向Yが定義される。
なお、プリンタ100と給送デッキ300の幅が異なる場合、図1のように、装置全体の左右方向Yの左側面側がフラットになるように構成しているが、図2のように左右方向Yの右側面側がフラットになるように構成してもよい。これは、変更搬送装置400のシートSを排出する位置をプリンタ100の設置位置に応じて設定すればよい。
図3は、プリンタ100と給送デッキ300と変更搬送装置400を分解した分解斜視図を示している。また同図では、給送デッキ300から変更搬送装置400を通り、プリンタ100で排出されるまでのシートSの向きを示している。
給送デッキ300ではシートSの長辺側が前後方向Xに平行な向き(以下、横向きという)にシートSがセットされている。給送デッキ300の収容部内に横向きで収容されたシートSを第1のシートとする。
給送デッキ300は、シートSの短辺がシート搬送方向と平行な方向である横向き方向で、シートSを搬送する。一方、給送デッキ300からシートSが供給されるプリンタ100は、シートSの長辺がシート搬送方向と平行な方向である縦向き方向で、シートSを搬送する。よって、プリンタ100は、横向き方向で搬送されるシートS(少なくとも、画像形成装置が画像形成可能なシートとして設定される最大サイズの定型シート)を給送デッキ300から供給されても、搬送することができない。
そこで、本実施例では、プリンタ100の下側であって給送デッキ300の上側に、シートを搬送しつつシートSの搬送方向を変更する変更搬送装置400を配置する。変更搬送装置400において、シートSを横向きから、略90度、つまり、シートSの長辺側が左右方向Yに平行な向き(以下、縦向きという)に変更する。そして、縦向きに変更されたシートSはプリンタ100に送り込まれ、プリンタ100の画像形成部によって画像形成が行われる。
図4は、画像形成システム201の全体の側面図を示しており、給送デッキ300とプリンタ100におけるシートSの位置も示している。本構成は給送デッキ300でのシートSの位置、プリンタ100でのシートSの位置の両方とも、前後方向Xの前側に寄せている。理由としては、給送デッキ300へのシートS補給時や、プリンタ100で排紙されたシートSをとる時に、ユーザーがアクセスしやすいためである。そのため給送デッキ300とプリンタ100との間でシートSの中心位置がずれてしまうが、本構成では、変更搬送装置400において中心位置を調整している。
なお、本実施例のプリンタ100及び変更搬送装置400では、シートSを搬送する搬送路において前後方向(X方向)の中央位置にシートSの中心位置を合わせて搬送する、いわゆる中央基準でシートSを搬送する構成を一例として説明をする。
次に、プリンタ100に関して詳細に説明する。プリンタ100は、シートSの長辺側が左右方向Yに平行な方向である縦向き方向にシートSを搬送する画像形成装置である。本実施例では、プリンタ100は、最大通紙可能なシートサイズがA4サイズのシートに対応した画像形成装置である。よって、プリンタ100は、少なくともA4サイズのシートSを搬送する時は、シートSを縦向き方向にしか搬送できない画像形成装置である。
図5は、画像形成システム201の全体の概略断面図を示す。図5を用いてそれぞれの装置について説明する。図5に示すプリンタ100は、4個の感光体ドラム1(1Y,1M,1C,1K)を備えている。また、プリンタ100は、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電手段2(2Y,2M,2C,2K)と、トナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段4(4Y,4M,4C,4K)と、を備えている。また、プリンタ100は、転写後の感光体ドラム1表面に残った転写後トナーを除去するクリーニング手段8(8Y,8M,8C,8K)を備えている。本実施例では、各色に対応してプロセスカートリッジ7(7Y〜7K)を構成し、プリンタ100に対して着脱可能な構成である。例えば、イエローに対応するプロセスカートリッジ7Yは、感光体ドラム1Y、帯電手段2Y、現像手段4Y、クリーニング手段8Yによって、一体ユニットとして構成する。その他の色に対応する各プロセスカートリッジ7M、7M、7Kも、同様である。
また、プリンタ100は、画像情報に基づいてレーザービームを照射し各感光体ドラム1上の静電潜像を形成する露光手段3を有している。また、プリンタ100は、各感光体ドラム1上のトナー像を中間転写体12(中間転写体)に転写させる転写手段26(26Y,26M,26C,26K)を有している。
本実施例では、画像形成部であるプロセスカートリッジ7Y,7M,7C,7Kは、現像手段としての現像ユニット4Y,4M,4C,4Kと、ドラムユニット5Y,5M,5C,5Kによってそれぞれ構成されている。
現像ユニット4Y,4M,4C,4Kは、現像ローラ24Y,24M,24C,24Kと、現像剤塗布ローラ25Y,25M,25C,25K、及びトナー容器を有している。ドラムユニット5Y,5M,5C,5Kは、像担持体である感光ドラム1Y,1M,1C,1Kと、帯電手段である帯電ローラ2Y,2M,2C,2Kと、を備えている。また、ドラムユニット5Y,5M,5C,5Kは、さらに、クリーニング手段であるドラムクリーニングブレード8Y,8M,8C,8Kと、廃トナー容器とを有している。
感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kは、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導伝体層(OPC)を塗布して構成したものであり、その両端部をフランジによって回転自在に支持されている。感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kは、図1の矢印に示す時計回り方向に回転駆動される。
露光手段3は、プロセスカートリッジ7Y,7M,7C,7Kの鉛直下方に配置され、画像信号に基づく露光を感光ドラム1Y,1M,1C,1Kに対して行う。
上述の構成により,感光ドラム1Y,1M,1C,1Kは、帯電ローラ2Y,2M,2C,2Kによって所定の負極性の電位に帯電された後、露光手段3によってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニット4Y,4M,4C,4Kによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれの色のトナー像が形成される。
中間転写体ユニット12は、中間転写ベルト12aが駆動ローラ12b、テンションローラ12dに張架されており、該テンションローラ12dが矢印E方向に張力をかけている。また、各感光ドラム1Y,1M,1C,1Kに対向して、中間転写ベルト12aの内側に転写手段として一次転写ローラ26Y,26M,26C,26Kが配設されており、不図示の電圧印加手段により転写電圧を印加する構成となっている。
感光ドラム1Y,1M,1C,1K上に形成されたトナー像は、各感光ドラムが矢印方向に回転し、中間転写ベルト12aが矢印F方向に搬送される。さらに一次転写ローラ26Y,26M,26C,26Kに正極性の電圧を印加することにより、感光ドラム1Y上のトナー像から順次、中間転写ベルト12a上に一次転写され、4色のトナー像が重なった状態で二次転写ニップ部15まで搬送される。
給送手段13は、A4サイズのシートSを縦向きに収納する給送カセット11と、給送カセット11からシートSを給送する給紙ローラ9と、給送されたシートSを搬送する搬送ローラ対10とを有している。給送手段13から搬送されたシートSはレジストローラ対17によって二次転写ニップ部15に搬送され、シートSに、中間転写ベルト12a上の4色のトナー像を二次転写する。
定着手段14は、シートS上に形成した画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。14aは円筒状の定着ベルトであり、ヒータ等の発熱装置を接着したベルトガイド部材14cにガイドされている。14bは弾性を有する加圧ローラであり、定着ベルト14aを挟みベルトガイド部材14cと所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Nを形成している。
加圧ローラ14bが不図示の駆動装置により回転駆動され、それに伴って円筒状の定着ベルト14aが回転し、不図示の内部ヒータにより定着ベルト14aは加熱される。
定着ニップ部Nが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、画像形成部から搬送された未定着トナー画像が形成されたシートSが定着ニップ部Nの定着ベルト14aと加圧ローラ14bとの間に対向して導入される。
この定着ニップ部Nを定着ベルト14aと一緒にシートSが挟持搬送されていく過程において転写材であるシートS上の未定着トナー画像が加熱定着される。定着されたシートSは排紙ローラ対20によって排紙トレイ21に排出される。
一方、トナー像転写後に、感光ドラム1Y、1M、1C、1K表面に残ったトナーは、ドラムクリーニングブレード8Y、8M、8C、8Kによって除去され、除去されたトナーはドラムユニット5Y、5M、5C、5K内の廃トナー容器に回収される。
また、シートSへの二次転写後に中間転写ベルト12a上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング手段22によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー搬送路(不図示)を通過し、装置奥面部に配置された廃トナー回収容器(不図示)へと回収される。
このように、プリンタ100は、電子写真方式を利用したカラーレーザープリンタとして説明したが、モノクロレーザープリンタでも良く、また、その他の方式を利用した画像形成装置であってもよい。例えば、インクジェット方式を利用した画像形成装置であってもよい。
次に、給送デッキ300に関して説明する。図5に示すように、給送デッキ300は、A4サイズのシート束を横向きに収納できるシート収納部を左右方向Yに並列して2個有しており、それぞれが積載されたシートを給送可能に構成されている。なお、ここでは左右2つのシート収納部及びそれに関わる基本的な構成は同じである。
同図に示すように給送デッキ300は、シートSを収納するシート収納部であるシート収納庫30A(30B)を備える。収納庫30A(30B)内に昇降自在に設けられ、第1のシートの束である第1シート束としてシート束SaA(SaB)が積載されるシート積載部材(シート積載台)32A(32B)を備えている。また、給送デッキ300は、シート積載部材32A(32B)に積載されたシート束SaA(SaB)の最上位シートS1A(S1B)を送り出すシート給送手段である給送ローラ34A(34B)を備える。また給送デッキ300は、給送ローラ34A(34B)により送り出されたシートSを分離する分離ローラ対35A(35B)を備える。また、また給送デッキ300は、分離ローラ対35A(35B)によって1枚ずつに分離給送されたシートSを搬送する搬送ローラ対36A(36B)と、を備えている。また、給送デッキ300は、搬送ローラ対37を備える。
給送デッキ300は、プリンタ100より給送信号が送られてくると、給送ローラ34A(34B)が、最上位のシートS1A(S1B)に当接し回転することで、最上位のシートS1A(S1B)を次の分離ローラ対35A(35B)まで給送する。分離ローラ対35A(35B)は、給送ローラ34A(34B)によって送りこまれたシートを1枚ずつ分離して搬送ローラ対36A(36B)に送る。そして、ローラ対36Aにより左右方向Yの左側の構成においては、さらに搬送ローラ対37を用いて、変更搬送装置400に送り込む。プリンタ100より給送信号が送られてくるたびに上記動作を繰り返し、シートを1枚ずつ送り出している。このように、給送デッキ300は、シート収納庫30A(30B)に横向きに収容されたシートSを、横向き方向に搬送する装置である。
次に、変更搬送装置400について説明する。図6は変更搬送装置400の概略断面図を示している。本構成では、変更搬送装置400において上下方向Zの下の段ではシートSを水平方向に搬送させたのち、シートSをUターンさせて上の段でシートSを水平方向に搬送させている。Uターンの上下方向Zの下の段では変更搬送手段500を備えており、この変更搬送手段500において給送デッキ300から横向きで搬送されたシートSの姿勢を略90度変更させて縦向きにする。変更搬送手段500によって搬送方向が変更されたシートSは、下流搬送部であるUターン搬送部40によって、図6の左から右へ、ガイドされながら搬送される。
Uターン搬送部40には、紙間調整手段600を備えており、変更搬送手段500から搬送された縦向きのシートSの紙間(連続して搬送されるシートSの先のシートSの後端と後のシートSの先端との間隔)を調整する。紙間調整手段600は、変更搬送手段500によって縦向き方向に搬送方向が変更されたシートSの搬送速度を、プリンタ100のステータス(状態)に合わせて変更する調整手段である。
変更搬送手段500で横向きから縦向きに変更されたシートSの先端を、シートS先端検知センサ60を用いて検知することで紙間情報を得る。搬送ローラ対61、62、63の回転速度を調整することで所望の紙間に調整し、プリンタ100に送り込まれる。
このように、変更搬送手段500は、プリンタ100と給送デッキ300の間であって略水平な領域において、シートSの搬送方向を、横向き方向から縦向き方向へ変更する。また、変更搬送装置400は、Uターン搬送部40を備えているため、Y方向に関してプリンタ100と給送デッキ300の間でシート受け渡し位置が異なっていても、シートSを給送デッキ300からプリンタ100へ搬送させることが可能である。
次に、変更搬送手段500について説明する。図7は変更搬送手段500の斜視図、図8は上視図を示している。シートSの向きを横向きから縦向きに略90度変更させる方法として、本実施例では、基準部材である突き当て壁53にシートSを接触させ、シートSを旋回させて姿勢を変更させる突き当て構成を用いている。
搬送ローラ対51F、51Rは、給送デッキ300から搬送されたシートSを受け取る搬送ローラ対として複数設けられ、横向き方向にシートSを搬送する。第1の搬送手段である搬送ローラ対51Fは二つの回転体(コロ)で構成され、一方の回転体に駆動力が伝達され回転し、他方の回転体がその回転体に従動する構成である。搬送ローラ対51Rは、搬送ローラ対51Fと同様の構成であるため説明を省略する。尚、第1の搬送手段は、二つのローラ対で構成したが、二つ以上のローラ対で構成してもよく、また、幅方向に長い一つの回転体(駆動ローラ)と、対向する回転体で構成してもよい。この第1の搬送手段である搬送ローラ対51F、51Rは、横向き方向でシートSを搬送する。
搬送ローラ対51F、51Rによって搬送されたシートSは、突き当て壁53に接触する。そして、搬送ローラ対51F、51Rの下流側にある、第2の搬送手段である変更用ローラ対52と、基準部材である突き当て壁53のガイド面56を用いてシートSの姿勢を略90度変更させる。
シートSは突き当て壁53の突き当て点54を中心に矢印A方向に姿勢を変更する。突き当て点54の位置を前後方向Xに移動させることで、縦送りに変更した後のシートSの中心位置を調整する。尚、第2の搬送手段は、二つの回転体(コロ)で構成され、一方の回転体に駆動力が伝達され回転し、他方の回転体がその回転体に従動する構成である。変更用ローラ対52への駆動力の伝達は、搬送ローラ対51F、51Rへ駆動力を伝達する駆動源から行ってもよい。本実施例では、変更用ローラ対52への駆動力を伝達する駆動源を、第1の搬送手段へ駆動力を伝達する駆動源と別にしている。別とすることで、変更用ローラ対52は、搬送ローラ対51F、51Rとは別の回転速度で回転することが可能である。
突き当て点54を中心にシートSの姿勢を変更させるためには、シートS姿勢変更中は変更用ローラ対52だけでシートSをニップしている必要がある。変更用ローラ対52とその他のローラ対が同時にシートSをニップしていると、左右方向Yへの搬送力が強くなり、突き当て点55を中心にシートSが旋回することが困難になるためである。姿勢を縦向きに変更したシートSは、突き当て壁53が備えるガイド面56に沿って、引き抜きローラ対55F、55Rに搬送され、第3の搬送手段である引き抜きローラ対55F、55Rによって紙間調整手段600に送り込まれる。
図8を用いて各搬送手段、シート搬送距離について説明する。シートSの長辺側の長さをL1、突き当て点54から姿勢変更直後(縦送り時)のシート先端までの左右方向Yの距離をaとする。また、突き当て点54から変更用ローラ対52までの左右方向Yの距離をb、変更用ローラ対52から引き抜きローラ対55F、55Rまでの左右方向Yの距離をcとする。(ここで、変更用ローラ対52までの距離とは、図8で示す変更用ローラ対52の回転軸線52iを基準に考える。同様に、引き抜きローラ対55F、55Rまでの距離とは、図8で示す引き抜きローラ対55F、55Rの回転軸線55iを基準に考える。同様に、搬送ローラ対51F、51Rまでの距離とは、図8で示す搬送ローラ対51F、51Rの回転軸線51iを基準に考える。)尚、本実施例では、変更用ローラ対52の回転軸線52iは、引き抜きローラ対55F、55Rの回転軸線55iと平行であり、駆動源を共通化した場合に駆動伝達機構を簡単な構成とし易い効果がある。
シートの姿勢を変更させるには変更用ローラ対52だけでニップしている必要がある。言い換えれば、シート搬送方向を変更中に、変更用ローラ対52と引き抜きローラ対55F、55Rで、同時にシートSを搬送しないように、それぞれのローラは配置される必要がある。そのため、シート姿勢変更中は引き抜きローラ対55F、55RにシートSが届かないように配置する必要がある。つまり、式(1)を満たさなければならない。
(a+b)<c ・・・(1)
すなわち、突き当て壁53に突き当った状態における突き当て壁53からシートSの端部までの距離aと、突き当て壁53から変更用ローラ対52までの距離bの合計よりも、引き抜きローラ対55F、55Rから変更用ローラ対52までの距離cの方が大きい。
また、シートSの姿勢が変更した後、シートSを搬送するためには、シートSが縦向き時に変更用ローラ対52と引き抜きローラ対55Fと55Rが同時にニップしている必要がある、つまり、式(2)を満たさなければならない。
c<L1 ・・・(2)
以上の条件を満たすように変更用ローラ対52と引き抜きローラ対55F、55Rを配置することで、シートSの姿勢を変更させ搬送することができる。また、シートSを旋回させて姿勢を変更させるためには最低でもa以上の搬送距離が必要になる。本実施例では、A4サイズのシートSに対応できるように、a=150mm、b=40mm、c=270mm(L1=297mm)とした。
シートSの搬送方向を変更するためには、シートSの長さと各搬送部材の位置関係、シートSの搬送距離に上記のような条件が必要になる。変更搬送手段500は、一般的に使用されるA4サイズのシートSに対応できるようにする必要がある。A4サイズのシートSに対応するため、変更搬送手段500は最低でもa=150mmの長さが必要になる。
尚、シート搬送方向を変更中に、変更用ローラ対52と搬送ローラ対51F、51Rで、同時にシートSを搬送しないように、搬送ローラ対51F、51Rを構成する場合、搬送ローラ対51F、51Rは下記の構成が考えられる。例えば、搬送ローラ対51F、51Rをスリップローラとすることで、搬送されるシートSに搬送ローラ対51F、51Rが接触した場合でも搬送ローラ対51F、51RはシートSに対してスリップする。よって、搬送ローラ対51F、51Rが、シートSの搬送を阻害することが抑制される。
図21は、比較例1を説明するための上視図である。図21で示す、変更搬送手段500Bは、各部材の配置関係を本実施例の変更搬送手段500に対して変更したものであり、同じ符号を使って説明する各部材は、実施例1と同様の構成である。
図21で示す、変更搬送手段500Bは、シートSの長辺側の長さをL1、突き当て点54から姿勢変更直後(縦送り時)のシート先端までの左右方向Yの距離をa’とする。また、突き当て点54から変更用ローラ対52までの左右方向Yの距離をb’、変更用ローラ対52から引き抜きローラ対55F、55Rまでの左右方向Yの距離をc’とする。
変更搬送手段500Bは、式(1)を満たさない構成である。即ち、比較例1は、(a’+b’)>c’を満たすように構成されている。
そのため、シート搬送方向に関するシートSの姿勢変換を完了する前にシートSが引き抜きローラ対55F、55Rに狭持搬送されることになる。その結果、変更搬送手段500Bでは、シートSを図21で示す点線の状態(斜めの姿勢のまま)で搬送する必要が生じる。斜めに搬送することを避けるために、比較例1の変更搬送手段500Bでは、引き抜き搬送ローラ対55F、55Rに当接離間機構を付与し、シートの姿勢変換が完了するまでは各引き抜き搬送ローラ対をニップ解除(ローラ対を離間)させる必要がある。その結果、比較例1の構成では、変更搬送手段500Bの構成が複雑化し、変更搬送手段500B全体の大型化を招いてしまう。
一方、本実施例では、搬送ローラ対51F、52Rと、引き抜きローラ対55F、55Rの間に、一つの変更用ローラ対を配置するだけでよく、引き抜きローラ対55F、55Rへの当接離間機構を設ける必要がない。よって、本実施例の構成により、変更搬送手段500の構成を簡略化することが可能になる。
シートSの搬送方向を変更するためには、シートSの長さと各搬送部材の位置関係、シートSの搬送距離に上記のような条件が必要になる。変更搬送手段500は、一般的に使用されるA4サイズのシートSに対応できるようにする必要がある。A4サイズのシートSに対応するため、変更手段500は最低でもa=150mmの長さが必要になるため、変更搬送手段500を図8で示すように、左右方向Yと平行な面の略水平な領域(水平部)に設置した。
仮に、上下方向Zと平行な面の垂直方向に変更搬送手段500を設置すると、上下方向Zにa=150mm大きくなってしまい装置が大型化してしまう。本実施例では、変更搬送手段500を水平部に設置することで、装置全体の上下方向Zの大型化を抑制することができる。
また、本実施例では、図5に示すように給送デッキ300内にてA4サイズのシートSを横向きに2列積載しているため、左右方向Yの長さは最低でも210mm×2=420mmは必要である。シートSの搬送方向を変更させるために必要な距離は150mmであるため、給送デッキ300の左右方向Y内に変更搬送手段500は収まる。よって、変更搬送装置400を備え付けることで、装置全体の左右方向Yの大きさが大型化することもない。
以上の構成を用いることで、シートSが横向きに収納された給送デッキ300を、縦向きにシートSを搬送するプリンタ100に接続でき、画像形成システム201全体の上下方向Zが大きくなることを抑制することができる。
比較構成について、図9を用いて説明する。図9のAで示す画像形成システム201は、本実施例の構成である。図9のBで示す画像形成システム701は、比較例の構成である。画像形成システム701は、変更搬送装置400を備えておらず、プリンタ100にオプション装置として給送デッキ700を接続した構成である。
図9の画像形成システム201で示すT1、T2は、給送デッキ300内に収納されたシート束SaA、SaBのそれぞれのシート積載高さを示す。T1>T2の場合、給送デッキ300の高さは最低でもT1mmは必要になる。
図9の画像形成システム701で示すSbは、給送デッキ700に収納されるシート束を示す。シート束Sbは給送デッキ300内に収納されているシート束SaA、SaBの合計、つまりSb=SaA+SaBである。シート束Sbのシート積載高さは(T1+T2)mmとなるため、給送デッキ700の高さが最低でも(T1+T2)は必要になる。本実施例では、シートSの搬送方向を変更するため変更搬送装置400が必要になるが、変更搬送装置400の高さT3は、図9に示すように、シート束SaBのシート積載高さT2よりも小さい。よって、本実施例と比較例の装置全体の高さの差T4は、T4=T2−T3となる。
以上から、本実施例は、シートSの搬送方向を変更しない構成に対して、T4mm分、高さを抑制することができる。よって、本実施例では、A4サイズのシートSを横向きに収納できるシート収納部を左右方向Yに2個並列する給送デッキ300を用いて、且つ、変更搬送手段500を水平部に設置することで、画像形成システム201の全体の高さを小型化することが可能となる。
図10は、実施例1の変形例の画像形成システム202を示す。画像形成システム202は、プリンタ100にオプション装置として変更搬送装置400Bと、給送デッキ300Bを接続して構成される。給送デッキ300Bの給紙口の位置は左右方向Yの左側にあり、プリンタ100の給紙口は左右方向Yの右側にある。本構成を用いることで、プリンタ100の給紙口と給送デッキ300Bの給紙口を対称位置に設置することができ、変更搬送装置400B内でシートSをUターン搬送する必要がなくなる。よって、装置全体の高さをさらに抑制することができる。
図11は、図10の変更搬送装置400Bを詳細に説明するための断面図を示す。変更搬送手段500Bを用いてシートSの姿勢を略90度変更し、紙間調整手段600Bに搬送する。シートSの向きを略90度変更させる方法は、本構成も実施例1と同様に壁に突き当ててシートSの姿勢を変更させる突き当て構成を用い、姿勢を変更させる原理は同じである。変更搬送手段500B内のローラ対51FB(51RB)で給送デッキ300Bから横向きに搬送されたシートSを受け取り、ローラ対52Bと突き当て壁53Bを用いてシートSの姿勢を横向きから縦向きに変更する。ローラ対52Bによって搬送されるシートSの先端を、紙間調整部600B内のシートS先端検知センサ60Bを用いて検知し、紙間情報を得る。ローラ対61Bの回転速度を調整することで所望の紙間に調整し、プリンタ100に送り出す。
以上の変形例の構成を用いることで、実施例1よりもさらに装置全体の高さを低くすることができる。
また、変更搬送手段の構成は、説明した構成に限定されない。以下に、変更搬送手段500と異なる構成を採用した変形例の変更搬送装置について説明する。変更搬送装置以外の他の構成については、これまでの説明と同様であるため説明を省略する。
図12は、変更搬送手段500と異なる構成の変更搬送手段800を備える変更搬送装置400Cを説明するための概略断面図である。実施例1と同様、シートSを変更搬送装置400CでUターン搬送させている。Uターンの上下方向Zの下の段では変更搬送手段800を備えており、給送デッキ300から横向きで搬送されたシートSの姿勢を略90度変更させて縦向きにする。Uターンの上下方向Zの上の段では、紙間調整手段600を備えており、変更搬送手段800から搬送された縦向きのシートSの紙間を調整する。
図13は、変更搬送手段800の上視図を示している。シートSの向きを略90度変更させる方法として、変更搬送手段800は速度差を設けた2つのローラを用いてシートSの姿勢を変更する。
第1の搬送手段であるローラ対81F、81Rは、給送デッキ300から搬送されたシートSを受け取る搬送ローラ対である。そして、ローラ対81F、81Rの下流側にある、第2の搬送手段であるローラ対82とローラ対83を用いてシートSの姿勢を略90度変更させる。ローラ対82は速度を調整(変更)することができ、ローラ対83は一定速度である。即ち、第2の搬送手段は、搬送方向と交差する方向に複数設けられ、一方の搬送部材(ローラ対82)は他方の搬送部材(ローラ対83)に対して搬送速度を変更することが可能である。ただし、ローラ対82が一定速度、ローラ対83が速度調整(変更)できる構成でもよいし、ローラ対82とローラ対83のそれぞれを独立して速度調整(変更)できる構成でもよい。速度調整が可能なローラは、制御部Cにより適宜制御される。
第1の搬送手段であるローラ対81R、81Fから横向きに搬送されたシートSはローラ対82、83に送り込まれる。この時、ローラ対82の速度V1は、ローラ対83の速度V2と同じ、つまりV1=V2になるように制御部Cにより制御される。そして、横向きで搬送されたシートSの先端を変更開始センサ84で検知すると、制御部Cによりローラ対82の速度V1をローラ対83の速度V2よりも速い、つまりV1>V2に制御される。即ち、制御部Cによってシート搬送速度が各ローラ対間で相違するようにローラ対82、83の回転速度は制御される。
シートSはローラ対83で送られる側(前後方向Xの後側)よりも、ローラ対82で搬送される側(前後方向Xの前側)の方が速く搬送されるため、シートSは、矢印B方向に旋回して姿勢を変更する。そして、姿勢が横向きから縦向きに変更されるシートSの端部が、変更終了センサ85で検知されると、シートSが縦向きに変更されたとみなされ、制御部Cによりローラ対82の速度V1をローラ対83の速度V2と同じ、つまりV1=V2に制御される。
縦向きに変更されたシートSはローラ対82、83によって搬送され、ローラ対86F、86Rに送り込まれる。そして、ローラ対86F、86Rによって、紙間調整手段600に縦向きのシートSは送り出される。
なお、シートSの搬送方向を変更する際のローラ対82の速度V1とローラ対83の速度V2は、シートSがローラ対86F、86Rに到達する前にシートSの姿勢変更が終了されて変更終了センサ85に検知されるようにそれぞれ制御されている。
以上説明したように、変更搬送手段800は、変更搬送手段500の突き当て壁53を設けることなく、シートSの搬送方向を変更することが可能である。
尚、実施例1変更搬送装置400を図19、図20に示すように、プリンタ100と給送デッキ300に、それぞれ着脱可能な構成にしてもよい。図19、図20において、給送デッキ300に設けられた位置決め部である位置決めピン38a、38bと、ロック部材であるロックレバー39を図示している。変更搬送装置400に設けられた、被位置決め部である位置決め穴41a、41bと、ロック部材であるロックレバー43と、位置決め部である位置決めピン41a,41bを図示している。変更搬送装置400をプリンタ100に装着する際、変更搬送装置400に設けられた位置決めピン41a、41bがそれぞれ、プリンタ100に設けられた位置決め穴18a、18bに嵌合することでお互いの位置が決まる。
また、変更搬送装置400と給送デッキ300を接続する際は、変更搬送装置400に設けられた位置決め穴42a、42bがそれぞれ、給送デッキ300に設けられた位置決めピン38aと38bに嵌合することでお互いの位置が決まる。
また、給送デッキ300に設けられたロックレバー39を変更搬送装置400に接続、変更搬送装置400に設けられたロックレバー43をプリンタ100に接続する。ロックレバー39、ロックレバー43を使用することで、ユーザーはユニット間を固定することができる。図20に給送デッキ300と変更搬送装置400が固定された状態を示す。給送デッキ部300に設けられたロックレバー39は、支点39Fを中心に矢印R方向に回動可能になっている。ロックレバー39が図20に示すように、破線の状態から実線の状態になった時、給送デッキ300と変更搬送装置400が固定された状態になる。変更搬送装置400とプリンタ100のロック部の構成も同様である。
変更搬送装置400を、給送デッキ300の一部として構成してもよいし、図19、図20のように変更装置400を給送デッキ300、プリンタ100に対して着脱可能な構成にしてもよい。
(実施例2)
実施例1では、変更搬送装置400、400B、400Cが、シートSを縦向き方向に搬送する場合は、一方向に搬送する構成を説明した。実施例2には、シートSを縦向き方向に搬送する場合の搬送方式が異なる。なお、実施例1と同じ構成に関しては、実施例1と同様の符号を付して説明する。
実施例2では、実施例1の変形例である変更搬送装置400Cと同様に、速度差を設けた2つのローラを用いてシートSの搬送方向を変更する。具体的には、シートSを変更搬送部内でUターン搬送させずに、フラッパを用いてスイッチバック搬送する。スイッチバック搬送の向きは、シート搬送方向において、変更搬送装置400Cに給送された際の第1のシートの搬送方向と、反対方向である。
図14は、実施例2の変更搬送装置400Dを説明する概略断面図である。
変更搬送手段800Dは、第1の搬送手段であるローラ対81F、81Rと第2の搬送手段であるローラ対82D、83Dを備える。ローラ対81F、81Rは給送デッキ300から横向きに搬送されたシートSを受け取る搬送ローラ対である。
なお、フラッパ87は図示しないソレノイド等の駆動源により回動可能に設けられており、制御部Cにより駆動源が制御されてソレノイドが回動する。
ローラ対81F、81Rの下流側にある、ローラ対82Dとローラ対83Dを用いてシートSの搬送方向を略90度変更させる。ローラ対82D、83Dはともに速度を調整(変更)及び逆回転させることができる。また、シートSが変更搬送手段800Dに搬入されてくる時は、フラッパ87の先端は、ローラ対81F、81Rとローラ対82D、83D間の搬送の妨げにならないような方向(例えば、図14に示すような左右方向Yの左向き)に保持されている。
図15は、変更搬送装置400Dは、シートSをスイッチバック搬送する際の状態を示す概略断面図である。変更搬送装置400Dは、変更搬送手段800Dによって縦向きに変更されたシートSを、プリンタ100に向かってスイッチバック搬送する。また、この時、フラッパ87の先端は図15のような向きに変更され、保持される。フラッパの先端の位置が変わることで、シートSはフラッパ87によってガイド搬送され、紙間調整手段600Dに送り込まれる。ローラ対82D、83Dによって搬送されるシートSの先端を、紙間調整部600D内のシートS先端検知センサ60Dを用いて検知し、紙間情報を得る。ローラ対61Dの回転速度を調整することで所望の紙間に調整し、プリンタ100に送り出す。
以上の構成を用いることでシートSの姿勢を横向きから縦向きに変更することができ、画像形成システム全体の高さを小型化することが可能である。
(実施例3)
実施例3では、画像形成装置に後処理装置を装着した構成について説明をする。なお、実施例1と同じ構成に関しては、実施例1と同様の符号を付して説明する。
図16は、実施例3の画像形成システムの斜視図、図17は、画像形成システムの断面図を示している。図17を用いて実施例3の構成について説明する。
プリンタ100に対し、上下方向Zの上側には排出装置1100が配置され、左右方向Yの左側には後処理装置1200が配置されている。プリンタ100で画像形成されたシートSは、プリンタ100の排紙ローラ対20から排紙装置1100の搬送ローラ111に搬送される。シートSはその後搬送ローラ111から後処理装置1200の搬送ローラ121に搬送され、後処理工程に移る。
図17に示すように、後処理装置1200がプリンタ100に対し左右方向Yの左側に装着される場合は、プリンタ100、給送手段300、変更搬送装置400を左右方向Yの左側にそろえた方がよい。これは、図18に示す左右方向Yの右側にそろえるよりも、プリンタ100から後処理装置1200までの搬送距離がdの長さ分短くなる。よって、図17に示す構成の方が図18に示す構成よりも生産性を向上させることができる。
また、後処理装置1200がプリンタ100に対し右側に配置されるときは、プリンタ100、給送デッキ300、変更搬送装置400を右側にそろえてもよい。
以上の構成を用いることで、プリンタ100に後処理装置1200を装着したとき、生産性を向上することができる。
(実施例4)
実施例1では、第2の搬送手段が備える回転体の回転軸線が、第1の搬送手段が備える回転体の回転軸線と略平行な構成について説明した。実施例4では、第2の搬送手段が備える回転体の回転軸線が、第1の搬送手段が備える回転体の回転軸線と交差する構成を説明する。なお、実施例1と同じ構成に関しては、実施例1と同様の符号を付して説明する。
図22は、実施例2の変更搬送手段800を説明するための上視図である。図22で説明する第2の搬送手段である変更搬送ローラ対520(図では、一方の回転体である変更搬送コロ520b)は、他の搬送手段の回転軸線(回転軸線55i、回転軸線51i)に対して交差するように配置されている。変更搬送ローラ対520bは、図示されない変更搬送ローラ対520aに対して従動して回転する回転コロである。変更搬送ローラ対520bの回転軸線520iは、他の回転軸線(回転軸線55i、回転軸線51i)に対して5°程度傾いている。
シートの姿勢を変換中、点54を中心から変更搬送ローラ対520のニップ中心を結ぶ線Laを半径とした旋回モーメントが発生する。そのため、旋回モーメントによってLaからの垂直な向きの搬送力Lbが発生する。その結果、シートの姿勢変換が完了した後、Lbの方向にシートが搬送されることとなり、ガイド面56から離れながらシートが搬送されることとなる。本実施例では、従動コロ520bをガイド面56の方向に傾けてある。従動コロ520bを傾けることによって、シートがガイド面56に向かう搬送力Lcが発生するので、その結果、姿勢変換が完了するとガイド面56に沿ってシートがY方向の左に搬送され、下流側の引き抜き搬送ローラ対55F、55Rに送られる。
本実施例では、従動コロ520bを5°程度傾けた例を示したが、この角度に限定されるものではない。搬送力Lbに抗してガイド面56に沿ってシートが搬送されるのに必要な角度であればよい。よって、実施例4の構成も、実施例1と同様に、変更搬送手段800の構成を簡略化しつつ、シート搬送方向を確実に変更することが可能である。
100 画像形成装置
300 給送装置
400 変更搬送装置
500 変更搬送手段
600 紙間調整手段

Claims (18)

  1. シートの長辺がシート搬送方向と平行な方向になるようにシートを搬送し、搬送されるシートに画像形成を行う画像形成装置と、前記画像形成装置に向かってシートを給送する給送装置の両方に接続され、シートを搬送する搬送装置において、
    前記搬送装置は、前記画像形成装置の下側であって前記給送装置の上側に配置され、
    前記搬送装置は、前記給送装置の収容部に収容された第1のシートが、前記第1のシートの短辺がシート搬送方向と平行な方向である横向き方向で前記給送装置から前記搬送装置へ給送された場合に、前記給送装置から搬送された前記第1のシートの搬送方向を、前記第1のシートの長辺がシート搬送方向と平行な方向である縦向き方向になるように変更する変更搬送手段を備え、
    前記変更搬送手段は、前記画像形成装置と前記給送装置の間であって略水平な領域において、前記第1のシートの搬送方向を、前記横向き方向から前記縦向き方向へ変更することを特徴とする搬送装置。
  2. 前記搬送装置は、前記縦向き方向で前記第1のシートを前記画像形成装置へ搬送することを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。
  3. 前記変更搬送手段は、前記給送装置から搬送された前記第1のシートを、前記横向き方向で搬送する第1の搬送手段と、前記第1の搬送手段によって搬送される前記第1のシートと突き当たる基準部材を、備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の搬送装置。
  4. 前記変更搬送手段は、前記基準部材が備えるガイド面に、前記第1のシートを接触させつつ前記第1のシートを回転させながら搬送する第2の搬送手段と、を備えることを特徴とする請求項3に記載の搬送装置。
  5. 前記変更搬送手段は、前記基準部材に沿って前記縦向き方向に搬送される第1のシートを、前記基準部材から離れるように搬送する第3の搬送手段と、を備えることを特徴とする請求項4に記載の搬送装置。
  6. 前記変更搬送手段は、前記給送装置から搬送された前記第1のシートを、前記横向き方向で搬送する第1の搬送手段と、搬送方向に関して前記第1の搬送手段より下流側に配置され、前記第1のシートの搬送方向を前記横向き方向から前記縦向き方向へ変更しながら前記第1のシートを搬送する第2の搬送手段と、を特徴とする請求項2に記載の搬送装置。
  7. 前記第2の搬送手段は、前記搬送方向と交差する方向において、第1の搬送ローラ対と第2の搬送ローラ対を備え、前記第1の搬送ローラ対の前記第1のシート搬送速度と前記第2の搬送ローラ対の前記第1のシート搬送速度が相違することを特徴とする請求項6に記載の搬送装置。
  8. 前記搬送装置は、前記変更搬送手段によって前記縦向き方向に搬送方向が変更された前記第1のシートの搬送速度を、前記画像形成装置の状態に合わせて変更する調整手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の搬送装置。
  9. 前記調整手段は、前記変更搬送手段の上側に配置され、前記変更搬送手段の前記第1のシートの搬送方向と、前記調整手段の前記第1のシートの搬送方向は、反対方向であることを特徴とする請求項8に記載の搬送装置。
  10. シートの長辺がシート搬送方向と平行な方向になるようにシートを搬送し、搬送されるシートに画像形成を行う画像形成装置と、
    前記画像形成装置に向かってシートを給送する給送装置と、
    前記画像形成装置と前記給送装置の両方に接続され、シートを搬送する搬送装置と、を有する画像形成システムであって、
    前記搬送装置は、前記画像形成装置の下側であって前記給送装置の上側に配置され、
    前記搬送装置は、前記給送装置の収容部に収容された第1のシートが、前記第1のシートの短辺がシート搬送方向と平行な方向である横向き方向で前記給送装置から前記搬送装置へ給送された場合に、前記給送装置から搬送された前記第1のシートの搬送方向を、前記第1のシートの長辺がシート搬送方向と平行な方向である縦向き方向になるように変更する変更搬送手段を備え、
    前記変更搬送手段は、前記画像形成装置と前記給送装置の間であって略水平な領域において、前記第1のシートの搬送方向を、前記横向き方向から前記縦向き方向へ変更することを特徴とする画像形成システム。
  11. 前記搬送装置は、前記縦向き方向で前記第1のシートを前記画像形成装置へ搬送することを特徴とする請求項10に記載の画像形成システム。
  12. 前記変更搬送手段は、前記給送装置から搬送された前記第1のシートを、前記横向き方向で搬送する第1の搬送手段と、前記第1の搬送手段によって搬送される前記第1のシートと突き当たる基準部材を、備えることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の画像形成システム。
  13. 前記変更搬送手段は、前記基準部材が備えるガイド面に、前記第1のシートを接触させつつ前記第1のシートを回転させながら搬送する第2の搬送手段と、を備えることを特徴とする請求項12に記載の画像形成システム。
  14. 前記変更搬送手段は、前記基準部材に沿って前記縦向き方向に搬送される第1のシートを、前記基準部材から離れるように搬送する第3の搬送手段と、を備えることを特徴とする請求項13に記載の画像形成システム。
  15. 前記変更搬送手段は、前記給送装置から搬送された前記第1のシートを、前記横向き方向で搬送する第1の搬送手段と、搬送方向に関して前記第1の搬送手段より下流側に配置され、前記第1のシートの搬送方向を前記横向き方向から前記縦向き方向へ変更しながら前記第1のシートを搬送する第2の搬送手段と、を備えることを特徴とする請求項11に記載の画像形成システム。
  16. 前記第2の搬送手段は、前記搬送方向と交差する方向において、第1の搬送ローラ対と第2の搬送ローラ対を備え、前記第1の搬送ローラ対の前記第1のシート搬送速度と前記第2の搬送ローラ対の前記第1のシート搬送速度が相違することを特徴とする請求項15に記載の画像形成システム。
  17. 前記搬送装置は、前記変更搬送手段によって前記縦向き方向に搬送方向が変更された前記第1のシートの搬送速度を、前記画像形成装置の状態に合わせて変更する調整手段を備えることを特徴とする請求項10から請求項16のいずれか一項に記載の画像形成システム。
  18. 前記調整手段は、前記変更搬送手段の上側に配置され、前記変更搬送手段の前記第1のシートの搬送方向と、前記調整手段の前記第1のシートの搬送方向は、反対方向であることを特徴とする請求項17に記載の画像形成システム。
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