JP2023126635A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの積載枚数が多くなっても円滑にシートを排出可能とする。【解決手段】シート排出装置の積載部（１７０）は、シート排出方向の下流に向かって鉛直方向の上方に傾斜した第１積載面を形成する固定部材（２０）と、第２積載面を形成し、固定部材に対して回動可能な可動部材（２１）とを有する。可動部材は、積載部にシートが積載されていない状態で、第２積載面の少なくとも一部が第１積載面よりも鉛直方向の上方に突出する第１位置にあり、積載部に積載されたシートの枚数の増加に応じて、第１位置よりも下方の第２位置に向かって回動する。可動部材の回動支点（Ｐ）は、シート排出方向における積載部の上流端（Ｗ）と下流端（Ｘ）との中間位置（Ｕ）よりも上流に設けられ、かつ、可動部材の回動支点から積載部の上流端までのシート排出方向の距離は、可動部材の回動支点から積載部の中間位置までのシート排出方向の距離より小さい。【選択図】図４

Description

本発明は、シートを排出するシート排出装置及びシートに画像を形成する画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置は、電子写真機構やインクジェット式の印刷ユニットにより画像形成したシートを排出ローラ対によって装置本体の外部に排出し、成果物として排出トレイに積載する。このとき、排出済みのシートは、ユーザが取り出しやすい状態で排出トレイに積載されることが好ましい。特許文献１には、排出トレイの上方に突出するリブガイドを設けて、用紙の積載枚数に応じてリブガイドが下降するように構成して用紙の取り出しを容易にすることが記載されている。

特開２０００－３８２４７号公報

しかしながら、上記文献に記載のリブガイドは、用紙の排出方向における下流側の端部を回動支点として回動する。この場合、用紙の積載枚数が増えてリブガイドが下降するほど水平面に対するリブガイドの傾斜がきつくなるとともに、回動支点の付近では最上位の用紙の高さが上昇していく。その結果、用紙の積載枚数が多い状態で新たに排出される用紙が、既に積載されている用紙から大きな搬送抵抗を受けて、排出不良や用紙の位置ずれが発生する可能性があった。

そこで、本発明は、シートの積載枚数が多くなっても円滑にシートを排出可能なシート排出装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、シートを排出する排出手段と、前記排出手段によって排出されたシートが積載される積載部と、を備えたシート排出装置であって、前記積載部は、シート排出方向の下流に向かって鉛直方向の上方に傾斜した第１積載面を形成する固定部材と、第２積載面を形成し、前記固定部材に対して回動可能な可動部材と、を有し、前記可動部材は、前記積載部にシートが積載されていない状態で、前記第２積載面の少なくとも一部が前記第１積載面よりも鉛直方向の上方に突出する第１位置にあり、前記積載部に積載されたシートの枚数の増加に応じて、前記第１位置よりも下方の第２位置に向かって回動するように構成され、前記可動部材の回動支点は、前記シート排出方向における前記積載部の上流端と下流端との中間位置よりも上流に設けられ、かつ、前記可動部材の回動支点から前記積載部の前記上流端までの前記シート排出方向の距離は、前記可動部材の回動支点から前記積載部の前記中間位置までの前記シート排出方向の距離より小さい、ことを特徴とするシート排出装置である。

本発明によれば、シートの積載枚数が多くなっても円滑にシートを排出することが可能となる。

実施例１に係る画像形成装置の概略図。 実施例１に係る排出トレイ（第１排出トレイ）の上面側の斜視図。 実施例１に係る排出トレイの下面側の斜視図。 実施例１に係る排出トレイの断面図（待機状態）。 実施例１に係る排出トレイの断面図（満載状態）。 実施例１におけるシート排出動作の様子を表す断面図。 実施例１において排出トレイに排出されたシートの動きを表す断面図。 実施例１において複数枚のシートが積載された状態を表す断面図。 比較例において複数枚のシートが積載された状態を表す断面図。 実施例２に係る可動トレイの斜視図。

以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、実施例１に係る画像形成装置１００の概略図である。画像形成装置１００の装置本体１０１は、４色のトナー像を形成する４つの画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを中間転写ベルト１４５に沿って配置した中間転写タンデム方式の電子写真機構として、画像形成部１４０を収容している。

各画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋでは、電子写真プロセスによりトナー像が形成される。即ち、像担持体である感光体１４１は、予め帯電器により一様に帯電させられた後、露光装置１４２から照射される光によって走査露光され、感光体１４１の表面に静電潜像が書き込まれる。この静電潜像は、現像器１４３から供給される帯電したトナー粒子により、トナー像として現像される。感光体１４１に担持されたトナー像は、一次転写ローラ１４４により、中間転写体としての中間転写ベルト１４５に一時転写される。このとき、各画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで形成されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト１４５の上で重ね合わせられることで、フルカラーのトナー像が形成される。このフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト１４５に担持されて二次転写部１３０へと搬送される。

このような画像形成のプロセスに並行して、記録材であるシートＳの搬送プロセスが実行される。シートＳは、シート給送装置が有するリフトアップ装置の上に積載された状態で、画像形成装置の装置本体１０１に対して挿入及び引き出しが可能なカセットに収納されている。なお、シートＳとしては、普通紙及び厚紙等の紙、プラスチックフィルム、布、コート紙のような表面処理が施されたシート材、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート材等、サイズ及び材質の異なる多様なシート材を使用可能である。カセットに収納されているシートＳは、給送手段としての給送ユニット１１０により、画像形成ステーション１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによる画像形成動作の進捗に基づいて１枚ずつ給送される。

給送ユニット１１０により給送されるシートＳは、搬送経路を介して斜行補正装置１２０へと搬送され、さらに斜行補正装置１２０において斜行補正やタイミング補正を行った後、二次転写部１３０へと送られる。二次転写部１３０とは、中間転写ベルト１４５を挟んで対向する二次転写内ローラ１３１及び二次転写外ローラ１３２により形成されるニップ部である。中間転写ベルト１４５に担持されたトナー像は、二次転写部１３０において機械的な加圧力及び静電的負荷バイアスを加えられることで、シートＳへと転写される。

二次転写部１３０を通過したシートＳは、定着器１５０へと搬送される。定着器１５０は、シートＳを挟持して回転する回転体対と、ハロゲンランプ等の熱源とを有し、シートＳを搬送しながらシート上のトナー像を加熱及び加圧する。これにより、トナー粒子が溶融し、その後固着することで、トナー像がシートＳに定着する。定着画像が得られたシートＳは、切替部材である第１フラップ１５１により、第１排出ローラ１６０に向かう経路（下排出パス）又は第２排出ローラ１６１に向かう経路（上排出パス）に案内される。

本実施例の画像形成装置１００には、画像形成済みのシートＳの排出先として、第１排出トレイ１７０及び第２排出トレイ１７１が設けられている。下排出パスに案内されたシートＳは、第１排出ローラ１６０により装置本体１０１の外部に排出され、第１排出トレイ１７０に積載される。上排出パスに案内されたシートＳは、第２排出ローラ１６１により装置本体１０１の外部に排出され、第２排出トレイ１７１に積載される。第１排出ローラ１６０及び第１排出トレイ１７０は第１排出部１９０を構成し、第２排出ローラ１６１及び第２排出トレイ１７１は第２排出部１９１を構成している。第１排出部１９０及び第２排出部１９１は、いずれもシートを排出するシート排出装置の例である。

一方、両面印刷を実行する場合、第１面に対する画像形成が行われたシートＳは、第１フラップ１５１により上排出パスに案内された後、第２排出ローラ１６１の反転動作によりスイッチバック搬送される。第２フラップ１５２は、スイッチバック後のシートＳを両面搬送パス１８０に案内する。そして、両面搬送パス１８０を介して再び斜行補正装置１２０に到達したシートＳは、第１面と同様のプロセスで第２面に画像形成された後、第１排出トレイ１７０又は第２排出トレイ１７１に排出される。

なお、第１排出トレイ１７０及び第２排出トレイ１７１は、いずれも排出方向（図中左方）の下流に向かって鉛直方向の上方に傾斜した傾斜面を有している。そのため、各排出トレイに排出されたシートＳは、自身の重量によって排出方向の上流側に戻され、装置本体１０１に設けられた整合基準壁に当接して整合される。

また、本実施例の画像形成装置１００は、鉛直方向に関して装置本体１０１の上部に設置される画像読取装置１０２と画像形成部１４０との間にシートの排出空間が設けられた、いわゆる胴内排出型の構成である。この排出空間に上下２段に設けられた第１排出トレイ１７０及び第２排出トレイ１７１のうち、下段の第１排出トレイ１７０は、装置本体１０１の上部に取り付けられている。なお、画像読取装置１０２は、撮像素子を備えたイメージセンサユニットによって原稿を走査して画像情報を読み取り、装置本体１０１の制御回路に転送する装置である。

［排出トレイ］
以下、本実施例のシート排出装置である第１排出部１９０の構成について説明する。以下の説明では、第１排出トレイ１７０を単に「排出トレイ１７０」とし、第１排出ローラ１６０を単に「排出ローラ１６０」として説明する。また、水平方向において排出ローラ１６０から排出されるシートが移動する方向を「シート排出方向Ｄ１」とし、排出ローラ１６０の軸線方向（鉛直方向及びシート排出方向Ｄ１に垂直な方向）を「幅方向Ｄ２」とする。

図２は排出トレイ１７０を上方側から（表側から）見た斜視図であり、図３は排出トレイ１７０を下方側から（裏側から）見た斜視図である。本実施例の積載部である排出トレイ１７０は、第１積載面を形成する固定部材としての固定トレイ２０と、第２積載面を形成し固定部材に対して移動可能な可動部材としての可動トレイ２１と、を有するトレイユニットである。排出ローラ１６０によって排出されるシートＳは、これら固定トレイ２０及び可動トレイ２１が形成する積載面に積載される。

固定トレイ２０の表側（図２）には、第１積載面を構成する上面２０ｓと、シート排出方向Ｄ１の上流側端部から中央部にかけて幅方向Ｄ２に並んだ複数のスリット２０ｂと、が設けられている。後述するように、上面２０ｓに設けられた各スリット２０ｂからは可動トレイ２１の円弧リブ２１ｄが突出する。なお、上面２０ｓには、幅方向Ｄ２において各スリット２０ｂに対応する位置に、複数のガイドリブ２０ｇがシート排出方向Ｄ１に沿って延びている。つまり、可動トレイ２１の円弧リブ２１ｄと固定トレイ２０のガイドリブ２０ｇとはシート排出方向Ｄ１に並んで配置されている。

固定トレイ２０の裏側（図３）には、シート排出方向の上流側端部に回動穴２０ｄが設けられ、シート排出方向の中央部に付勢バネ２２を取り付ける２つの固定トレイフック部２０ｅが設けられている。また、固定トレイ２０は、裏側に設けられた４つの取付部２０ｃを装置本体１０１（図１）の被係合部に係合させることで画像形成装置に取り付けられ、装置本体１０１に対して固定される。

可動トレイ２１は、第２積載面を形成する複数の円弧リブ２１ｄ（図２）を備えている。複数の円弧リブ２１ｄは固定トレイ２０の幅方向Ｄ２に関してスリット２０ｂと対応する位置に設けられ、その少なくとも一部は、シート排出方向Ｄ１における可動トレイ２１の上流側端部から下流側端部にかけて延びている。また、円弧リブ２１ｄの上端部は、シート排出方向Ｄ１の下流に向かって上方に傾斜しており、かつ、シート排出方向Ｄ１の下流に向かうほど水平面に対する傾斜角度が小さくなるように略円弧状に湾曲している。なお、円弧リブ２１ｄは、本実施例では９つ配置されている。幅方向における中央の５つの円弧リブ２１ｄ同士の間隔Ｍは、幅方向における両側の２つの円弧リブ２１ｄ同士の間隔Ｎよりも狭い。

また、可動トレイ２１は、固定トレイ２０の裏側（図３）に、複数の円弧リブ２１ｄを連結する板状の本体部２１ｆと、可動トレイ２１の回動支点となる２つの回動軸２１ａと、２つの可動トレイフック部２１ｂと、を有している。各円弧リブ２１ｄは、本体部２１ｆから鉛直方向における上方に延びており、固定トレイ２０のスリット２０ｂを介して固定トレイ２０よりも上方に突出することが可能である。

２つの回動軸２１ａは、シート排出方向Ｄ１における可動トレイ２１の上流側端部に設けられ、それぞれ固定トレイ２０の回動穴２０ｄに嵌合している。これにより、可動トレイ２１は、幅方向Ｄ２に延びる回動軸線（２つの回動軸２１ａを通る仮想直線）を中心にして、固定トレイ２０に対して回動可能に構成されている。２つの可動トレイフック部２１ｂは、シート排出方向Ｄ１における可動トレイ２１の下流側端部に設けられている。２組の可動トレイフック部２１ｂ及び固定トレイフック部２０ｅの間には、それぞれ付勢バネ２２が取り付けられており、可動トレイフック部２１ｂを固定トレイフック部２０ｅに近づけるように（つまり可動トレイ２１が上方に向かうように）付勢している。なお、シート排出方向Ｄ１における可動トレイ２１の下流側端部には、固定トレイ２０の裏面と当接する突当部２１ｃ（図４、図５参照）が設けられている。突当部２１ｃが固定トレイ２０に当接する位置（図４）が、可動トレイ２１の回動範囲の上限位置である。

上記のようにしてアセンブリ化された排出トレイ１７０は、固定トレイ２０の４つの取付部２０ｃによって装置本体１０１に取り付けられる。なお、本実施例の排出トレイ１７０（及びその上方の第２排出トレイ１７１）は装置本体１０１に対して着脱可能であり、両方の排出トレイを取り外すことで後処理装置を装着するためのスペースが画像形成装置１００の胴内排出空間に確保される。

［トレイ形状の詳細］
次に、可動トレイ２１を含む排出トレイ１７０が形成する積載面の形状とその動作について説明する。図４は可動トレイ２１が待機状態にあるときの排出トレイ１７０の断面図、図５は可動トレイ２１が最大回動状態にあるときの排出トレイ１７０の断面図である。ただし、待機状態とは、排出トレイ１７０に１枚もシートが積載されていない状態を指し、最大回動状態とは、可動トレイ２１が待機状態の位置から下方に向かって最も回動した状態を指す。待機状態の可動トレイ２１の位置は本実施例の第１位置であり、最大回動状態の可動トレイ２１の位置は本実施例の第２位置である。また、以下の説明において特に断らない限り、「上流」又は「下流」とはシート排出方向Ｄ１における上流又は下流の位置関係を表す。

第１積載面ＷＸは、位置Ｗから位置Ｘにかけて固定トレイ２０が形成する面である。位置Ｗは、固定トレイ２０の上面においてシートの下面を支持可能な領域の、シート排出方向Ｄ１における上流端の位置であり、位置Ｘはその下流端の位置である。

第２積載面ＹＺは、位置Ｙから位置Ｚにかけて可動トレイ２１の円弧リブ２１ｄが形成する面である。即ち、本実施例における第２積載面ＹＺは、幅方向に並ぶ複数の円弧リブ２１ｄの上端部を幅方向に結んだ仮想の面である。位置Ｙは、円弧リブ２１ｄが上端部においてシートの下面を支持可能な領域の、シート排出方向Ｄ１における上流端の位置であり、位置Ｚはその下流端の位置である。

可動トレイ２１は、シート排出方向Ｄ１において排出トレイ１７０の上流側に寄せて配置されている。例えば、シート排出方向Ｄ１における第２積載面の中間位置Ｖ（位置Ｙと位置Ｚの中点）は、排出トレイ１７０全体の中間位置でもある第１積載面の中間位置Ｕ（位置Ｗと位置Ｘの中点）よりも上流に位置する。第１積載面ＷＸの上流端から第２積載面ＹＺの上流端までの距離は、第１積載面ＷＸの下流端から第２積載面ＹＺの下流端までの距離までの距離よりも短い（ＷＹ＜ＸＺ）。

また、第２積載面ＹＺの上流端（Ｙ）は、排出トレイ１７０の上流側の端部領域に位置する。例えば、第２積載面ＹＺの上流端（Ｙ）は、シート排出方向Ｄ１における排出トレイ１７０の積載面の範囲を４等分したときの上流側の四等分点Ｑ１よりも上流にある。一方、第２積載面ＹＺの下流端（Ｚ）は、排出トレイ１７０の中間位置Ｕよりも下流まで延びている。ただし、第２積載面ＹＺの下流端（Ｚ）は、排出トレイ１７０の積載面の範囲を４等分したときの下流側の四等分点Ｑ３よりも上流にある。

可動トレイ２１の回動支点Ｐは、排出トレイ１７０の上流側の端部付近に設けられている。具体的には、回動支点Ｐは、シート排出方向Ｄ１において排出トレイ１７０の中間位置Ｕよりも上流にあり、かつ、回動支点Ｐから位置Ｘまでの距離が回動支点Ｐから中間位置Ｕまでの距離より小さい。言い換えれば、回動支点Ｐは、排出トレイ１７０の積載面の上流側の四等分点Ｑ１よりも上流にある。

また、可動トレイ２１の回動支点Ｐは、可動トレイ自身の上流側の端部付近に設けられている。具体的には、回動支点Ｐは、シート排出方向Ｄ１において可動トレイ２１の中間位置Ｖよりも上流にあり、かつ、回動支点Ｐから位置Ｙまでの距離が回動支点Ｐから中間位置Ｖまでの距離より小さい。言い換えれば、回動支点Ｐは、シート排出方向Ｄ１における第２積載面の範囲を４等分したときの上流側の四等分点ｑ１よりも上流にある。

なお、図示した構成例において、可動トレイ２１の回動支点Ｐは、上記の範囲の中でも排出トレイ１７０の上流端及び可動トレイ自身の上流端により近い位置に設けられている。例えば、回動支点Ｐから排出トレイ１７０の上流端までのシート排出方向Ｄ１の距離（ＰＷ）は、排出トレイ１７０の積載面全体の範囲（ＷＸ）の８分の１未満である。また、回動支点Ｐから第２積載面ＹＺの上流端までのシート排出方向Ｄ１の距離（ＰＹ）は、排出トレイ１７０の積載面全体の範囲（ＹＺ）の８分の１未満である。

待機状態において、第１積載面ＷＸ及び第２積載面ＹＺは、いずれもシート排出方向Ｄ１の下流に向かって鉛直方向の上方に傾斜した傾斜面で構成されている。つまり、固定トレイ２０及び可動トレイ２１は、待機状態において排出トレイ１７０に排出されたシートを排出方向上流側に戻す力を発生させるように傾斜している。

第１積載面ＷＸ及び第２積載面ＹＺの傾斜角度について詳しく説明する。第1積載面ＷＸは、第２積載面ＹＺの下流端よりも上流側の区間（Ｗ～Ｚ）と、第２積載面ＹＺの下流端よりも下流側の区間（Ｚ～Ｘ）とで平均の傾斜角度が異なっている。第１積載面ＷＸの上流側の区間（Ｗ～Ｚ）の傾斜角度をθａ［度］とし、下流側の区間（Ｚ～Ｘ）の傾斜角度をθｂ［度］とするとき、θａ＞θｂである。なお、本実施例における第１積載面ＷＸの上流側及び下流側の区間は、いずれもθａ又はθｂの一定の傾斜角度で傾斜した平面状に形成されている。各区間の傾斜角度が一定でない場合のθａ、θｂとは、平均の傾斜角度を表すものとする。

第２積載面ＹＺは、少なくともその上流側部分の傾斜角度が、第２積載面ＹＺとシート排出方向Ｄ１の位置が重なる第１積載面ＷＸの上流側の区間の傾斜角度θａよりも大きくなるように構成されている。つまり、円弧リブ２１ｄの接線の水平面に対する傾斜角度をθｃ［度］とすると、傾斜角度θｃは上流側から下流側に向かって徐々に小さくなる。このとき、少なくとも傾斜角度θｃが最大となる第２積載面ＹＺの上流側の端部領域において、θｃ＞θａとなるように構成されている。言い換えると、第２積載面ＹＺの上流側の端部領域における第２積載面ＹＺの傾斜角度θｃをθｃｍａｘとすると、θｃｍａｘはθａよりも大きな値である。

図示した構成例では、θａ＝２０［度］、θｂ＝６［度］、θｃｍａｘ＝３２［度］に設定されている。ただし、積載面の傾斜角度はこれに限らず、使用が想定される主なシートの材質やサイズ、並びに排出トレイ１７０を構成する材料の表面性等に応じて適宜変更可能である。

排出トレイ１７０に１枚もシートが積載されていないとき、可動トレイ２１は、付勢バネ２２の付勢力によって第２積載面ＹＺが第１積載面ＷＸから上方に最も突出する待機状態に維持される。このとき、図４に示すように第２積載面ＹＺの全体が第１積載面ＷＸの上方に位置する。可動トレイ２１は、上方向からの力、つまり排出されたシートの重量に応じて、図５に矢印Ｂで示すように下方に回動する。付勢バネ２２の付勢力は、微小な力が加わっても可動トレイ２１の突当部２１ｃの固定トレイ２０への当接が維持され、容易に振動音が発生することのないように設定される。

その一方で、付勢バネ２２の付勢力は、排出トレイ１７０にある程度以上のシートが積載された状態では、シートの重量に応じて最大回動状態まで回動するように設定される。後述するように、積載枚数が少ない状態では、より傾斜のきつい第２積載面ＹＺがシートを支持することで、シートに作用する戻し力が大きく、より高い整合性を発揮する。シートの積載量が多くなると、可動トレイ２１の下端部２１ｇが装置本体１０１の取付面２１０に当接することで下方への回動が規制され、可動トレイ２１は最大回動状態となる。このとき、付勢バネ２２は最も伸びた状態となるが、塑性変形域とならないような設定となっている。このようにすることで、誤って人為的に可動トレイ２１を回動させてしまっても、付勢バネ２２の機能が損なわれることがないようになっている。また、最大回動状態では、少なくとも第２積載面の中間位置Ｖから下流端（Ｚ）までの範囲で第２積載面が第１積載面より下方に退避する。

上記のように構成された可動トレイ２１は、その回動支点がシート排出方向における排出トレイ１７０の上流側端部に設けられたことで、第２積載面ＹＺの傾斜角度θｃは積載枚数の増加に対して徐々にθｃｍａｘから傾斜角度θａに近づいていく。そのため、積載枚数が増えると第２積載面ＹＺがシートに作用させる戻し力は減少していく一方で、第２積載面ＹＺが下降するとともに、第２積載面ＹＺに支持される部分のシートの傾きは小さくなる。つまり、排出トレイ１７０に積載されたシート束の姿勢がより水平に近く、かつ、シート束の下面位置が低くなっていく。そのため、後述するように、トレイ上の積載枚数が多くなってもシートの排出を円滑に行うことが可能となっている。

ところで、固定トレイ２０の下流部の傾斜角度θｂは、上流部の傾斜角度θａ及び可動トレイ２１の最大傾斜角度（θｃｍａｘ）よりも小さな設定となっている。これは、排出トレイ１７０の鉛直方向の占有範囲が大きくなりすぎることを防ぐためであり、本実施例の場合、排出トレイ１７０の上方に設けられる第２排出トレイ１７１及びその上に積載されるシートのための空間を確保するためである。また、また、下流部の傾斜角度θｂを小さな値とすることで、比較的大きなシートについて、シート排出中にシートが積載面から受ける搬送抵抗力が大きくなって排出不良が生じることを抑制可能である。ただし、固定トレイ２０の下流部においてもθｂを０度又はそれ以下としないのは、排出トレイ１７０のどの位置においてもシートに戻し力を発生させるためである。

なお、第１積載面ＷＸ及び第２積載面ＹＺを構成する固定トレイ２０及び可動トレイ２１はいずれも排出方向に沿って延びるリブを有しており、特に第２積載面は円弧リブ２１ｄによって形成されている。このようなリブは、排出トレイ１７０に排出されつつあるシートがトレイ表面から受ける搬送抵抗を軽減するために有効である。また、第２積載面ＹＺが、下流側ほど傾斜が小さくなるように湾曲していることで、可動トレイ２１の回動角度に関わらず、第２積載面ＹＺと第１積載面との境界にシートの引っ掛かりにつながるような大きな段差や溝が生じることを防ぐことができる。

さらに、可動トレイ２１の円弧リブ２１ｄは、第２積載面ＹＺの上流端の位置Ｙの付近及び下流端の位置Ｚの付近において、それぞれ第１積載面ＷＸよりも上方に（つまり固定トレイ２０のガイドリブよりも上方に）、若干量突出している。円弧リブ２１ｄを少し高めに形成することで、シート排出方向におけるシートの先端や後端が固定トレイ２０のスリット２０ｂの長手方向端部に引っ掛かることを防ぐことができる。さらに、スリット２０ｂのシート排出方向下流端は、下流に向かうほど幅が狭くなるテーパ形状に形成されている。これにより、仮に可動トレイ２１が待機状態よりも下方に回動しており、円弧リブ２１ｄの下流部がスリット２０ｂより下方にある状態でシートが新たに排出されたときでも、スリット２０ｂの下流端にシートが引っ掛かることを防ぐことができる。

また、第１積載面ＷＸを、シート排出方向及び幅方向に広がる板状部材である固定トレイ２０の上面によって構成し、第２積載面ＹＺを、板状部材に設けられたスリットを介して突出するシート排出方向に延びたリブ状部材によって構成している。このため、可動トレイ２１が待機状態のときはスリット２０ｂの開口部の大部分が円弧リブ２１ｄによって塞がれ、シートの重量によって可動トレイ２１が下方に回動したときはスリット２０ｂの開口部の少なくとも一部はシートによって塞がれる。従って、固定トレイ２０に対して可動トレイ２１を出没させるための開口部を設けるにあたって排出トレイ１７０の裏側に異物が落下する可能性を抑制することができる。

ところで、固定トレイ２０にはシートを取り出すための取り出し溝２０ａが設けられている。取り出し溝２０ａは、幅方向Ｄ２における排出トレイ１７０の一方側（画像形成装置の正面側）の端部に向かって延びている。また、取り出し溝２０ａは、シート排出方向Ｄ１に関して可動トレイ２１と重複する位置に設けられ、固定トレイ２０の上面２０ｓが下方に凹んだ凹形状として形成されている。取り出し溝２０ａを介してユーザがシートにアクセス可能とするため、幅方向Ｄ２の位置が取り出し溝２０ａと重複する一部の円弧リブ２１ｄは、シート排出方向Ｄ１に関して取り出し溝２０ａの外側にのみ形成されている。なお、この取り出し溝２０ａの下流側の壁面も、シートの先端が引っ掛かりを抑制可能な傾斜角度に設定されている。

また、固定トレイ２０に設けられたスリット２０ｂは必要最小限の長さであり、可動トレイ２１に対して上流側及び下流側のそれぞれにおいて、固定トレイ２０は幅方向Ｄ２につながった部材として形成されている。これは、固定トレイ２０の剛性を確保できる利点があるだけでなく、樹脂材料で固定トレイ２０を射出成型する際の流動性を考慮した形状でもある。樹脂材料の例は、ＰＣ＋ＡＢＳ（ポリカーボネート及びアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体のアロイ）である。なお、固定トレイ２０は、全体が単一の部材であってもよく、例えば上流側部分と下流側部分とを別部材として成型して組み合わせたものであってもよい。

［可動トレイの動作］
以上のようにして構成される排出トレイ１７０について、その積載面上にシートが排出された際の様子を説明する。図６は排出ローラ１６０によって１枚目のシートＳが排出されている途中の様子を表す第１排出部１９０の断面図であり、図７は排出された１枚目のシートＳが排出トレイ１７０の積載面によって整合される様子を表す第１排出部１９０の断面図である。

図６に示すように、排出ローラ１６０は、水平方向においてシート排出方向Ｄ１の下流に向かって上方に傾斜した姿勢でシートＳを排出するように構成されている。言い換えると、排出ローラ１６０は、やや上方を向いたニップ角度（ローラ対がニップ部からシートを送り出すときのローラ軸間方向に垂直な方向の角度）で配置されたローラ対である。また、排出ローラ１６０には、シート排出方向Ｄ１の下流側から見てシートＳを湾曲させる（波打たせる）ことでシートＳに剛性を付与する腰付け部材が設けられている。そのため、シートＳは、排出ローラ１６０に挟持される位置から先端に向かってアーチ状の軌跡を描きながらシート排出方向Ｄ１の下流に排出される。このシートＳは、先端において待機状態にある排出トレイ１７０の可動トレイ２１に位置Ｐ１で接触し、固定トレイ２０及び可動トレイ２１に摺接しながら移動し、後端が排出ローラ１６０によって蹴り出される。

図７に示すように、後端が蹴り出されたシートＳは、排出トレイ１７０の積載面の傾斜、特に可動トレイ２１が形成する傾斜面（第２積載面）の傾斜に従って、シート排出方向Ｄ１の上流側に戻っていく（矢印Ｒ）。そして、装置本体１０１に設けられた整合壁１６２にシート排出方向Ｄ１の後端が突き当たることで、シートＳは停止する。整合壁１６２は、排出トレイ１７０に排出されたシートの後端に当接することでシート位置を整合する基準面である。

１枚目のシートＳが整合壁１６２に向かって移動するときの挙動は、シートＳと排出トレイ１７０の積載面との間に作用する摩擦力の大きさに影響を受ける。２枚目以降のシートＳについては、シートＳと排出トレイ１７０との間の摩擦の影響は小さくなり、代わりにシート同士の摩擦の影響が大きくなる。

上記の位置Ｐ１（１枚目のシートの先端が最初に排出トレイ１７０の積載面と接触することが想定される位置）は、排出ローラ１６０からある程度シート排出方向Ｄ１に離れた位置、かつ排出ローラ１６０のニップ高さと略同一高さであることが好ましい。また、先端部におけるシートＳの向きと第２積載面との当接角度が大きくなりすぎないように、可動トレイ２１が形成されている。本実施例の可動トレイ２１は、待機状態において、上流端の最大傾斜角度（３２度）から下流に向かうほど傾斜が緩くなり、下流端の傾斜角度が固定トレイ２０の下流部の傾斜角度（６度）に略等しくなっている。このような構成により、シートＳが積載面から受ける搬送抵抗を抑制し、排出トレイ１７０に積載可能なシートの最大枚数を確保し、剛度が低いシートを安定して排出可能とし、かつ積載されたシートの整合性が向上する。

ところで、排出ローラ１６０によって排出されるシートＳは、再生紙や薄紙のようなシートも含まれており、それらのシートは例えば高湿度環境においてシート端部の湾曲（カール）の程度が大きくなる傾向がある。このようなカールが大きいシートを比較的多量に積載した場合について、図８、図９を用いて説明する。図８は、排出トレイ１７０に複数枚のカールしたシートＳが積載された様子を表す第１排出部１９０及び第２排出部１９１の断面図である。図９は、参考例として、可動トレイ２１を待機状態の位置に固定した場合の様子を表す第１排出部１９０及び第２排出部１９１の断面図である。ただし、図８、図９に表されたシートＳの枚数は実際のシート枚数を特定するものではない。

本実施例の画像形成装置は、Ａ４のようなスモールサイズのシートや、Ａ３のようなラージサイズのシートのどちらも使用可能である。どちらのサイズにおいてもカールは発生するが、カールしたシートは湾曲した分だけ端部が上方に浮き上がってしまう。特に、ラージサイズに比べてスモールサイズはシートが短いことから、カールによりシートが急激に傾斜した面を形成しやすい。加えて、前述したように、排出トレイ１７０の積載面はシート排出方向の上流側の傾斜角度の方が下流側よりも大きい構成となっている。スモールサイズのシートは、より傾斜のきつい上流側の積載面によって主に支持されることから、積載面の傾斜との相乗効果でシートのカールの影響が現れやすい。

図８では、スモールサイズのシートＳが、カールした状態で積載されている。スモールサイズのシートＳの場合、シート排出方向Ｄ１におけるシートの後端が整合壁１６２に当接した状態において、シートの先端は可動トレイ２１の下流端よりも上流側に位置する。シートＳは、画像面である下側の面（排出トレイ１７０の積載面に対向する面）が凸状となるようにカールしている。そのため、シートＳの積載束Ｔは、中腹部は固定トレイ２０及び可動トレイ２１の積載面に接触して支持されているのに対し、シート排出方向Ｄ１の端部が上方に向かって立ち上がっている。

ここで、積載束Ｔの重量により、可動トレイ２１は待機状態の位置（図６、図７）から下方に回動しており、可動トレイ２１の円弧リブの一部がスリットを介して固定トレイ２０の上面よりも下方に退避している。また、可動トレイ２１が形成する積載面の傾斜も、待機状態に比べて緩くなっている。言い換えると、シート束の積載量が増えたことで、第２積載面の少なくとも一部が第１積載面より下方に退避し、水平面に対する第２積載面の傾斜が小さくなっている。このため、排出されたシートＳがカールしている場合において、比較的少量のシートＳからなる積載束Ｔによって排出トレイ１７０の上の排出空間が占有される事態が回避される。

ところで、図９に示す参考例では、可動トレイ２１がスペーサ２０３を用いて待機状態の位置で固定されており、積載束Ｔの重量が増えても第２積載面の高さ及び傾斜は変化しない。そのため、排出されたシートＳがカールしている場合において、シートの下流端が上方に立ち上がっていることで、比較的少量のシートＳからなる積載束Ｔによって排出トレイ１７０の上の排出空間が占有されてしまう。

この場合、排出ローラ１６０から排出されるシートＳの先端が積載束Ｔの上面に接触する際の当接角度が、図８に示す可動トレイ２１が回動した状態に比べて大きくなる結果、シートＳが積載束Ｔの上面に衝突して大きな力を受けやすい。また、シートＳが積載束Ｔの上面（特に、積載束Ｔの下流部でカールした部分）に対して滑りながら排出される際の搬送抵抗が大きくなる。その結果、排出ローラ１６０からシートＳがうまく蹴り出されずにシートＳの後端が排出ローラ１６０のニップに残って排出トレイ１７０に落下しない状態（後端もたれ）が発生する可能性がある。また、先行シートの後端が排出ローラ１６０のニップ付近に残っている状態で後続シートが排出ローラ１６０に到達すると、後続シートの先端が先行シートの後端に衝突して先行シート及び後続シートが適切に排出されない可能性がある。

これに対し、本実施例では、上述した通り可動トレイ２１が排出トレイ１７０の上流側の端部付近に設けられた回動支点を中心にして回動することで、積載束Ｔの上面高さを下げて排出空間を確保するとともに積載束Ｔの傾斜を小さくする。これにより、図９に示す参考例に比べて、排出されるシートが受ける抵抗力を低減して排出不良の発生を抑制し、円滑なシートの排出を実現することができる。

また、本実施例は胴内排出型の構成であることから排出トレイ１７０の排出空間の高さに制限がある。このような場合において、可動トレイ２１が排出トレイ１７０の上流側の端部付近に設けられた回動支点を中心にして回動する構成は、排出空間を確保できる利点がある。特に、本実施例では第１積載部としての排出トレイ１７０の上方に他の第２積載部である第２排出トレイ１７１が設けられていることから、排出空間を確保できる利点が大きい。本実施例では、幅方向における中央の５つの円弧リブ２１ｄ同士の間隔Ｍは狭いので、幅方向で小さいサイズのシートを中央の円弧リブ２１ｄによって安定して支持できる。

実施例２では、可動トレイ２１がシートの重量で回動する実施例１の構成に代えて、可動トレイ２１を駆動して回動させるための駆動源を配置した構成例を説明する。以下、実施例１と同様の構成及び作用を有する要素には実施例１と共通の符号を付して説明を省略する。

図１０は、本実施例の可動トレイ２１及びその駆動構成を示す斜視図である。可動トレイ２１には回動軸２１ａとは反対のシート排出方向Ｄ１における下流側端部に、幅方向の２箇所に扇ギア２１ｅ，２１ｅが設けられている。扇ギア２１ｅ，２１ｅは、出力ギア２２２，２２２を介して入出力軸２２０に接続されている。入出力軸２２０の端部には、駆動源である回動モータ２１２のギア２１１と噛み合う入力ギア２２１が設けられている。従って、回動モータ２１２が正転及び逆転することで、ギア列を介して可動トレイ２１が駆動されて、回動軸２１ａを中心にして上下に回動する。

この回動モータ２１２は、ステッピングモータを用いると好適である。この場合、可動トレイ２１の回動量、即ち傾斜角度は、トレイ上のシートの重量によらない任意の値を高い精度で設定することができる。このため、例えばシートのカールが生じやすい高湿度環境か否か、あるいは１枚当たりの積載高さが大きいシートか否かといった条件に応じて、シートの積載枚数が同じ場合であっても可動トレイ２１の回動量が異なるような設定が可能である。つまり、画像形成装置の動作条件に応じた適切な回動量を設定することが可能である。

可動トレイ２１の位置を検知するセンサ（例えば、可動トレイ２１が待機状態の位置にあることを検知するスイッチ）を用いることで、可動トレイ２１の回動量をより正確に制御することが可能である。また、可動トレイ２１の上方において排出トレイ１７０に積載されたシート束の上面高さを検知するセンサを配置し、その検知結果に基づいて可動トレイ２１の回動量を制御することで、シート束の上面高さをより正確に制御することができる。

なお、本実施例では駆動源として回動モータ２１２を使用し、図１０で示す歯車伝動機構により可動トレイ２１を回動させているが、他の駆動構成を使用しても構わない。

（変形例）
上述の実施例１，２において、第１積載面が固定トレイ２０の上面２０ｓによって構成され、第２積載面は可動トレイ２１に設けられた複数の円弧リブ２１ｄによって形成されるものとして説明した。しかしながら、第１積載面が複数のリブ状部材で形成され、第２積載面がそのようなリブ状部材を通過させるスリットを備えた板状部材であってもよい。

また、円弧状の円弧リブ２１ｄに代えて、上端部が円弧以外の曲線で構成されるリブを可動トレイ２１に配置してもよい。この場合も、リブの上端部が待機状態においてシート排出方向Ｄ１の下流に向かって上方に傾斜しており、かつ、シート排出方向Ｄ１の下流に向かうほど水平面に対する傾斜角度が小さくなるように湾曲している（折れ線状に屈曲したものを含む）と好適である。

また、本実施例は電子写真方式の画像形成手段を備えた画像形成装置に用いられるシート排出装置について説明したが、他の方式の画像形成装置においても本技術は有用である。例えば、画像形成手段としてインクジェット方式の印刷ユニットを備えた画像形成装置においても、画像形成に伴ってシートのカールが生じる場合があるため、本技術を好適に適用できる。

また、本開示におけるシート排出装置とは、画像形成装置の装置本体から記録材としてのシートを排出する装置に限らない。例えば、原稿としてのシートを自動的に給送しながらイメージセンサによって画像情報を読み取る画像読取装置において、読取り済みのシートを排出するシート排出装置が挙げられる。また、画像形成装置に連結され、画像形成装置から画像形成済みのシートを受け取ってパンチ処理や折り処理等の処理を施すシート処理装置において、処理後のシートを排出するシート排出装置が挙げられる。

２０…固定部材（固定トレイ）／２１…可動部材（可動トレイ）／１００…画像形成装置／１０１…装置本体／１４０…画像形成手段（画像形成部）／１６０…排出手段（排出ローラ）／１６２…整合壁／１７０…積載部、第１積載部（排出トレイ）／１７１…第２積載部（排出トレイ）／１９０…シート排出装置（第１シート排出部）／Ｐ…回動支点

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。

しかしながら、上記文献に記載の構成では排出される用紙が、円滑に排出されない可能性があった。

そこで、本発明は、円滑にシートを排出可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、シートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって画像が形成されたシートをシート排出方向に排出する排出手段と、シート排出方向の下流に向かって上方に傾斜し且つ前記排出手段によって排出されたシートが積載される傾斜面を含む積載部材と、前記傾斜面に設けられたスリットを介して前記傾斜面の上方に突出可能であり、前記排出手段によって排出されたシートが積載される、前記シート排出方向に沿って延びたリブと、を有し、前記リブの前記傾斜面からの突出量が変更されるように前記リブは前記積載部材に対して移動可能であり、前記積載部材は、前記シート排出方向に直交するシート幅方向において排出されるシートの幅内の領域に、前記傾斜面から下方へ凹んだ溝部を備え、前記リブと前記溝部とは、前記シート排出方向の位置に関して重複しており、且つ、前記リブの前記シート排出方向における下流側の端部が前記溝部よりも前記シート排出方向における下流に位置するように前記リブは配置される、ことを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の一態様は、シートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって画像が形成されたシートをシート排出方向に排出する排出手段と、前記シート排出方向の下流に向かって上方に傾斜した傾斜面を備え、前記排出手段によって排出されるシートが積載される積載部材と、前記傾斜面に設けられ前記シート排出方向に沿って延びたスリットを介して前記傾斜面の上方に突出可能であり、前記シート排出方向に沿って延び、前記排出手段によって排出されるシートが積載される複数のリブと、前記傾斜面からの前記複数のリブの突出量が変更されるように前記複数のリブを移動させるモータと、前記積載部材の上方向であって、水平方向の位置に関して前記傾斜面にオーバーラップし、原稿の画像を読み取る画像読取装置と、前記積載部材に設けられ、前記傾斜面から下方へ凹んだ溝部と、を有し、前記溝部は、前記シート排出方向に直交するシート幅方向において排出されるシートの幅内の領域に配置され、前記複数のリブと前記溝部と前記画像読取装置は、前記水平方向の位置に関してオーバーラップし、且つ、前記複数のリブの前記シート排出方向における下流側の端部が前記溝部よりも前記シート排出方向における下流に位置するように、前記複数のリブは配置される、ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、円滑にシートを排出することが可能となる。

Claims (17)

1. シートを排出する排出手段と、前記排出手段によって排出されたシートが積載される積載部と、を備えたシート排出装置であって、
   前記積載部は、シート排出方向の下流に向かって鉛直方向の上方に傾斜した第１積載面を形成する固定部材と、第２積載面を形成し、前記固定部材に対して回動可能な可動部材と、を有し、
   前記可動部材は、前記積載部にシートが積載されていない状態で、前記第２積載面の少なくとも一部が前記第１積載面よりも鉛直方向の上方に突出する第１位置にあり、前記積載部に積載されたシートの枚数の増加に応じて、前記第１位置よりも下方の第２位置に向かって回動するように構成され、
   前記可動部材の回動支点は、前記シート排出方向における前記積載部の上流端と下流端との中間位置よりも上流に設けられ、かつ、前記可動部材の回動支点から前記積載部の前記上流端までの前記シート排出方向の距離は、前記可動部材の回動支点から前記積載部の前記中間位置までの前記シート排出方向の距離より小さい、
   ことを特徴とするシート排出装置。
2. 前記可動部材の回動支点は、前記シート排出方向における前記可動部材の上流端と下流端との中間位置よりも上流にある、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート排出装置。
3. 前記可動部材の回動支点から前記可動部材の前記上流端までの前記シート排出方向の距離は、前記可動部材の回動支点から前記可動部材の前記中間位置までの前記シート排出方向の距離より小さい、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシート排出装置。
4. 前記可動部材が前記第２位置にあるとき、少なくとも前記シート排出方向における前記可動部材の前記中間位置から前記下流端までの範囲において、前記第２積載面は前記第１積載面より下方に位置する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート排出装置。
5. 前記可動部材が前記第１位置にある状態で、前記第２積載面は、前記シート排出方向の下流に向かって鉛直方向の上方に傾斜しており、
   前記可動部材が前記第１位置から前記第２位置に向かって回動するとき、水平面に対する前記第２積載面の傾斜が小さくなる、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート排出装置。
6. 前記第１積載面のうち、前記シート排出方向における前記可動部材の下流端よりも上流に延びる部分の水平面に対する傾斜角度をθａとし、前記シート排出方向における前記第２積載面の上流側の端部領域における前記第２積載面の水平面に対する傾斜角度をθｃとするとき、前記可動部材が前記第１位置にある状態においてθｃ＞θａである、
   ことを特徴とする請求項５に記載のシート排出装置。
7. 前記第１積載面のうち、前記シート排出方向における前記可動部材の下流端よりも下流に延びる部分の水平面に対する傾斜角度をθｂとするとき、前記可動部材が前記第１位置にある状態において、θａ＞θｂである、
   ことを特徴とする請求項６に記載のシート排出装置。
8. 前記可動部材の上部は、前記シート排出方向の上流から下流に向かうほど水平面に対する前記第２積載面の傾斜が小さくなるように湾曲した形状を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート排出装置。
9. 前記シート排出方向における前記積載部の上流側で前記積載部に対して鉛直方向の上方に延び、前記積載部に排出されたシートの前記シート排出方向における後端に当接してシートを整合する整合壁をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシート排出装置。
10. 前記シート排出方向における前記第２積載面の下流端は、前記積載部の前記中間位置よりも前記シート排出方向の下流に位置し、
    前記シート排出方向における前記第２積載面の上流端は、前記積載部の前記中間位置よりも前記シート排出方向の上流に位置し、かつ、前記第２積載面の前記上流端から前記積載部の前記上流端までの前記シート排出方向の距離は、前記第２積載面の前記上流端から前記積載部の前記中間位置までの前記シート排出方向の距離よりも小さい、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシート排出装置。
11. 前記可動部材が前記第１位置にあるとき、前記積載部の前記中間位置において前記第２積載面が前記第１積載面より上方にあり、
    前記可動部材が前記第２位置にあるとき、前記積載部の前記中間位置において前記第２積載面が前記第１積載面より下方にある、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のシート排出装置。
12. 前記可動部材を前記第２位置から前記第１位置へ向かう方向に付勢する付勢手段をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシート排出装置。
13. 前記可動部材を駆動して前記第１位置と前記第２位置との間で回動させる駆動源をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシート排出装置。
14. 前記固定部材の上面には、前記シート排出方向に垂直なシートの幅方向における複数の位置に、それぞれ前記シート排出方向に沿って延びる複数のスリットが設けられ、
    前記可動部材は、前記複数のスリットを介してそれぞれ前記固定部材の上方に突出する複数のリブを有し、
    前記第１積載面は前記固定部材の上面であり、前記第２積載面は前記複数のリブによって形成される、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシート排出装置。
15. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段によって画像を形成されたシートを排出する、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のシート排出装置と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。
16. 前記画像形成手段を収容する装置本体と、
    前記装置本体の上部に設置され、原稿から画像情報を読み取る画像読取装置と、を備え、
    前記積載部は、鉛直方向における前記画像読取装置と前記画像形成手段との間に設けられている、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記積載部を第１積載部とし、前記排出手段を第１排出手段とするとき、
    前記第１積載部の上方に配置された第２積載部と、
    前記画像形成手段によって画像を形成されたシートを前記第２積載部に排出する第２排出手段と、をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成装置。

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