JP3651565B2 - Paper reversing device for image forming machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタや静電複写機等の画像形成機の用紙反転装置、更に詳しくは片面に画像が形成された用紙を反転して両面給紙部へ搬送する画像形成機の用紙反転装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の画像形成機においては、画像形成するための作像ユニットが一般に一つしか装備されていない。従って、用紙の両面に画像を形成するには、片面に画像形成された用紙を反転して再度作像ユニットに搬送する必要がある。このため、用紙の両面に画像を形成することができる画像形成機には、片面に画像形成された用紙を反転するための用紙反転装置が装備される。
【0003】
画像形成機の用紙反転装置としては、片面に画像が形成された用紙を一旦反転路に搬送した後に、用紙の前後を逆にして両面給紙部へ搬送する所謂スイッチバック方式が一般に用いられている。しかるに、スイッチバック方式は反転路に一時的に用紙を納めなければならず、従って使用可能な用紙の最大サイズに対応する長さの反転路が必要となり、大きなスペースを要するという問題がある。
【0004】
上述したスイッチバック方式の問題を解消する画像形成機の用紙反転装置が特開平5ー92859号公報に開示されている。この公報に開示された画像形成機の用紙反転装置は、外周面にクランプ手段を備えた回転体と、該回転体を正転および逆転駆動せしめる駆動手段とを具備し、片面に画像が形成された用紙の前端と上記クランプ手段によって把持しつつ回転体を正転駆動することにより用紙を回転体に巻取り、巻取り後回転体を逆転駆動することにより、用紙の前後を逆にして両面給紙部へ搬送するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各画像形成機の用紙反転装置に搬送される用紙は、片面に形成された画像を加熱定着するための定着装置を通過することによる加熱と加圧とにより所謂カールが発生する。このように用紙にカールが生じると、搬送時に紙詰まり(ジャム)発生の原因となる。従って、片面に画像が形成された用紙を用紙反転装置によって反転して両面給紙部へ搬送する際には、上記カール除去が施されていることが望ましい。用紙のカールを除去する対策としては、用紙が搬送路を通過する際に波状に湾曲せしめる方法が一般に用いられている。
【0006】
本発明は、上記の事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、小スペースで用紙を反転することができるとともに、定着装置を通過する際に用紙に生じたカールを除去することができる画像形成機の用紙反転装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、片面に画像が形成された用紙を反転して搬送する画像形成機の用紙反転装置において、
片面に画像が形成された用紙を搬入せしめる用紙搬入路と、
回転軸と、該回転軸に軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる少なくとも2種類の円盤状部材と、該2種類の円盤状部材の一方の円盤状部材の外周面に搬送される用紙の先端部を係止する係止手段とを有し、該用紙搬入路に搬入された用紙を巻き取る用紙巻取り機構と、
該2種類の円盤状部材の他方の円盤状部材の外周面に接触して配設された駆動ローラと、該駆動ローラを正転および逆転駆動せしめる駆動源とを有する回転駆動機構と、
該用紙巻取り機構によって巻き取られた後に巻き戻された用紙を排出する用紙排出路と、を具備する、
ことを特徴とする画像形成機の用紙反転装置が提供される。
【0008】
上記係止手段は上記2種類の円盤状部材の径が小さい一方の円盤状部材に対向して配設され、上記駆動ローラは径が大きい他方の円盤状部材に対向して配設されていることが望ましく、また、上記2種類の円盤状部材の他方の円盤状部材の外周面には、摩擦係数が大きい摩擦部材が装着されていることが望ましい。
【0009】
上記係止手段は他方の円盤状部材の外周面との間に用紙の先端部を挟持する係止ローラを備えており、この係止ローラは弾性部材によって構成されていることが望ましい。上記係止手段は用紙の先端を当接する当接手段を備えている。この当接手段は上記回転軸に一端部を一方向クラッチを介して装着されたアームに設けられている。また、アームの他端には上記係止ローラが装着されている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された画像形成機の用紙反転装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【0011】
図1は、本発明に従って構成された用紙反転装置を装備した画像形成機としてのレーザビームプリンタの概略構成断面図である。
図示のレーザビームプリンタは、画像形成機本体100と該画像形成機本体100にオプションによって装着可能な反転給紙ユニット200とを具備している。画像形成機本体100は、合成樹脂によって形成された直方体形状のハウジング101を備えている。ハウジング101の略中央部には、ハウジング101内に前後方向(図1において紙面に垂直な方向)に所定の間隔をおいて配置された図示しない金属板からなる前側および後側側板との間に感光体ドラム104が回転自在に配設されている。この感光体ドラム104は、図示しない歯車伝動装置によって矢印105で示す方向に帯電域、静電潜像形成域、現像域、転写域、クリーニング域を順次通して回転駆動せしめられる。この感光体ドラム104の周囲には、帯電域に帯電用コロナ放電器106、現像域に現像装置108、転写域に転写装置としての転写ローラ110、クリーニング域にクリーニング装置112がそれぞれ配設されている。
【0012】
上記帯電用コロナ放電器106は、感光体ドラム104の周表面に装着された感光層を特定極性に帯電する。上記現像装置108は、図示の実施形態においては一成分トナーからなる現像剤を収容する現像ハウジング内に配設された現像ローラおよび攪拌手段等を備え、後述するようにして感光体ドラム104の周表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。なお、現像装置108の上方には補給トナーを収納したトナーカートリッジ114が着脱可能に装着されており、現像装置108内のトナーが所定量消費されると順次補給するようになっている。上記転写ローラ110は、例えば導電性の発泡ウレタンによって形成されており、上記前側および後側側板に回転自在に支持され、図示しない歯車伝動装置によって矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。なお、この転写ローラ10には、例えば10μA程度の定電流が印加されるようになっている。上記クリーニング装置112は、クリーニングファーブラシやクリーニングブレード等を備え、感光体ドラム104の周表面に残留するトナーを除去する。
【0013】
上記ハウジング102内の上部、即ち感光体ドラム104の上方には、静電潜像形成装置としてのレーザユニット116が配設されている。このレーザユニット116は、例えばコンピュータから出力された画像情報に基いたレーザ光を上記静電潜像形成域にて感光体ドラム104の周表面に投射する。
【0014】
上記ハウジング101内には、図において右側から左側上部にかけて上記転写域を通して形成された用紙搬送路120が設けられている。この用紙搬送路120における上記転写域より上流側には、給紙ローラ対122およびレジストローラ対124が配設されている。また、用紙搬送路120における上記転写域より下流側には、定着装置を構成する定着ローラ対126、搬送ローラ対128、分岐爪130、排出ローラ対132が配設されている。分岐爪130は、図1において実線で示す第1の位置と2点鎖線で示す第2の位置に作動可能に構成されており、図示しない電磁ソレノイドによって作動せしめられるようになっている。この分岐爪130が実線で示す第1の位置に位置付けられているときには搬送ローラ対128によって搬送される用紙は排出ローラ対132に向けて送られ、分岐爪130が2点鎖線で示す第2の位置に位置付けられているときには搬送ローラ対128によって搬送される用紙は両面画像形成用排出口102に向けて送られる。
【0015】
上記用紙搬送路120の下側にはカセット収容部が設けられており、このカセット収容部に用紙カセット134が着脱可能に装着される。この用紙カセット134に収容された用紙は送り出しローラ136および捌きローラ対138によって上記給紙ローラ対122に向けて送給される。なお、用紙カセット134の図において右端部には、ハウジング101に装着された状態で上記給紙ローラ対122に対向して開口する用紙挿通路135が設けられている。ハウジング101の下部即ちカセット収容部の下側には、画像形成機本体100の構成部品および後述する反転給紙ユニット200の構成部品の作動を制御するための後述する制御手段400等を収容するための機器収容部140を備えている。この機器収容部140の図において右端部には、上記用紙カセット134に設けられた用紙挿通路135と連通する用紙挿通路141が設けられている。
【0016】
図示の実施形態における画像形成機本体100は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
上記感光体ドラム104が矢印105で示す方向に回転せしめられる間に、帯電用コロナ放電器106が感光体ドラム104の感光層を特定極性に帯電せしめる。次いで帯電用コロナ放電器106が配設された帯電域と現像装置108が配設された現像域との間の静電潜像形成域にてレーザユニット116のレーザ光源(図示せず)からのレーザ光が感光体ドラム104上に投射され、感光体ドラム104の周表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。しかる後、現像装置108の現像ローラが感光体ドラム104上の静電潜像にトナーを作用せしめて、静電潜像をトナー像に現像する。一方、上記記録紙カセット134から送り出しローラ136および捌きローラ対138によって送給された用紙は、給紙ローラ対122によって搬送されレジストローラ対124で一時停止し、感光体ドラム104とタイミングをとって感光体ドラム104と転写ローラ110とが対向する転写域に搬送される。転写域に搬送された用紙の表面には、転写ローラ110の作用によって感光体ドラム104の周表面に形成されたトナー像が転写される。
【0017】
トナー像が転写された用紙は感光体ドラム104から剥離され、次いで定着ローラ対126に搬送されて、定着ローラ対126の作用によってトナー像が用紙の表面に加熱定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対128および排出ローラ対132を介してハウジング101上に形成された受部103に排出される。なお、用紙の両面に画像を形成する場合は、分岐爪130が図1において2点鎖線で示す第2の位置に位置付けられており、従って、定着ローラ対126の作用によってトナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対128を通って両面画像形成用排出口102に向けて送られる。一方、感光体ドラム104は更に回転を続け、クリーニング装置112の作用によって感光体ドラム104の表面から残留トナーが除去される。
【0018】
次に、反転給紙ユニット200について説明する。
図示の実施形態における反転給紙ユニット200は用紙反転ユニット210と両面給紙ユニット280および積載トレイ290とからなっており、用紙反転ユニット210は両面給紙ユニット280の図1において左端部上に載置して連結され、また、積載トレイ290は用紙反転ユニット210の上面に配設される。そして、両面給紙ユニット280における用紙反転ユニット210の図1において右側上面に上記画像形成機本体100が載置される。
【0019】
反転給紙ユニット200を構成する用紙反転ユニット210について、図2乃至図4を参照して説明する。
画像形成機の用紙反転装置としての用紙反転ユニット210は、ユニットハウジング212を具備している。このユニットハウジング212内には、上記画像形成機本体100の両面画像形成用排出口102と対向する位置に用紙入口214を備えた円弧状の用紙搬入路216が設けられている。この用紙搬入路216は、ユニットハウジング212の内面に前後方向(図2において紙面に垂直な方向)に間隔をおいて設けられた複数個のリブ218と、該複数個のリブ218に対向して前後方向(図2において紙面に垂直な方向)に間隔をおいて配設された複数個のリブ220とによって形成され、略180度の角度に渡って構成されている。この用紙搬入路216には搬送ローラ対222および224が配設されている。なお、搬送ローラ対222および224は、電動モータ225(M1)の駆動力によって図示しない動力伝達機構を介して図2において矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。用紙搬入路216における搬送ローラ対222と搬送ローラ対224との間には、分岐爪227が配設されている。この分岐爪227は、図2において実線で示す第1の位置と2点鎖線で示す第2の位置に作動可能に構成されており、電磁ソレノイド228(SOL1)によって作動せしめられるようになっている。電磁ソレノイド228(SOL1)は、除勢されているときは分岐爪227を第1の位置に位置付けており、付勢されると分岐爪227を第2の位置に位置付ける。この分岐爪227が実線で示す第1の位置に位置付けられているときには、搬送ローラ対222によって搬送される用紙はユニットハウジング212の上壁に設けられた排出口213を通してユニットハウジング212上に配設される積載トレイ290に排出される。一方、分岐爪227が2点鎖線で示す第2の位置に位置付けられると、搬送ローラ対222によって搬送される用紙は搬送ローラ対224に向けて送られる。
【0020】
上記ユニットハウジング212内には、上記用紙搬入路216の内側に用紙巻取り機構230が配設されている。図示の実施形態における用紙巻取り機構230は、図3に示すように回転自在に配設された回転軸232と、該回転軸232に軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる2種類の円盤状部材233および235とを有している。径が大きい2個の円盤状部材233が両側に配設され、径が小さい2個の円盤状部材235が2個の円盤状部材233の間に配設されている。なお、図示の実施形態においては、径が大きい2個の円盤状部材233の外周面にはウレタンゴム等の摩擦係数が大きい摩擦部材234が装着されている。図示の実施形態における用紙巻取り機構230は、径が小さい2個の円盤状部材233の外周面に搬送される用紙の先端部を係止する係止手段240を備えている。この係止手段240は、2個の円盤状部材235のそれぞれ外側に配設された一対のアーム241、241を具備している。一対のアーム241、241は中間部が屈曲して形成されており、この屈曲部が用紙当接手段としての用紙当接部242として機能する。この一対のアーム241、241は、一端部が上記回転軸234にコイルばね形式の一方向クラッチ243を介して装着されている。この一方向クラッチ243は、回転軸232が図2において232aで示す正転方向に回転するときはアーム241を駆動せず、回転軸232が図2において232bで示す正転方向に回転するときはアーム241を駆動するように機能する。一対のアーム241、241の他端部にはそれぞれ支持軸244が装着されており、この支持軸244に2個の係止ローラ245、245が回転自在に装着されている。係止ローラ245、245は、発泡ウレタン等の弾性部材によって形成されており、その外周面がそれぞれ上記円盤状部材235、235の外周面に軽く圧接されており、円盤状部材235、235の外周面との間に搬送される用紙の先端部を挟持する。
【0021】
図示の実施形態における用紙反転ユニット210は、図3に示すように上記用紙巻取り機構230を適宜回転駆動するための回転駆動機構250を具備している。この回転駆動機構250は、用紙巻取り機構230の回転軸232と平行に配設された駆動軸252と、該駆動軸252における上記径が大きい2個の円盤状部材233、233と対応した位置に装着されたウレタンゴム等からなる2個の駆動ローラ253とを具備しており、2個の駆動ローラ233、253が2個の円盤状部材233の外周面に装着された摩擦部材234に圧接されている。従って、2個の駆動ローラ253、253が回転すると、これに摩擦係合している径が大きい2個の円盤状部材233、233が回転駆動され、用紙巻取り機構230が回転せしめられる。上記駆動軸252の一端部には歯車254が装着されており、この歯車254に駆動源としての電動モータ256(M2)の駆動軸に装着されたの駆動歯車257が噛合係合している。なお、電動モータ256(M2)は、正転および逆転可能に構成されている。なお、図示の実施形態においては、駆動ローラ253、253によって径が大きい2個の円盤状部材233、233を駆動するように構成し、径が小さい2個の円盤状部材235の外周面に対向して係止手段240を配設したので、用紙巻取り機構230の径方向の寸法を小さく構成することができる。
【0022】
図示の実施形態における用紙反転ユニット210は、上記搬送ローラ対224によって搬送された用紙の中央部前端を上記用紙巻取り機構230の円盤状部材235と係止手段240の係止ローラ245とのニップ部に向けて案内する案内手段260を備えている。この案内手段260は、図4に示すように上記回転駆動機構240の駆動軸252に中間部が回動可能に支持された一対の支持部材262、262と、該一対の支持部材262と262間における用紙巻取り方向前側に設けられた案内爪263と、一対の支持部材262、262の用紙巻取り方向後側端部に一端が係止され他端がユニットハウジング212に設けられたリブ221に係止されたコイルばね264とからなっている。また、上記一対の支持部材262、262には、上記係止手段240を図2に示す待機位置に保持する一対の保持部材265、265が取り付けられている。この保持部材265の先端には上記係止手段240の一対のアーム241、241の他端部に装着された支持軸244を係合する係合部266が形成されている。なお、一対の支持部材262、262と案内爪263および一対の保持部材265、265は適宜の合成樹脂によって一体成形されており、上記コイルばね264はこれらを図2に示す状態でバランスするようなばね力に設定されている。この状態で保持部材265の係合部266に上記係止手段240の支持軸244を係合して待機位置に保持されるようになっている。
【0023】
上記用紙搬入路216の用紙出口217側には、用紙搬入路216から排出される用紙を上記用紙巻取り機構230に向けて案内するとともに、用紙巻取り機構230によって巻き取られた用紙を用紙排出路270に向けて案内する案内爪272が配設されている。この案内爪272は、上記リブ218に支持ピン273によって回動可能に支持されている。案内爪272にはコイルばね274の一端が係止され、該コイルばね274の他端はリブ218に係止されている。このコイルばね274は、案内爪272を図2に示す状態でバランスするようなばね力に設定されている。従って、案内爪272は図2に示す状態で用紙搬入路216の用紙出口217から用紙が排出されると、用紙の搬送力によって支持ピン273を中心として図において時計方向に回動して用紙を用紙巻取り機構230に向けて案内し、用紙が通過するとコイルばね274のばね力によって図2に示す状態に戻される。なお、案内爪272はコイルばね274のばね力とバランスする図2に示す状態においては、用紙巻取り機構230によって巻き取られた用紙を用紙排出路270に向けて案内する。
【0024】
このように構成された用紙反転ユニット210には、用紙搬入路216の用紙入口214部に搬入される用紙を検出する用紙検出スイッチ275(SW1)が配設されているとともに、上記案内爪272に対向した位置に用紙搬入路216から排出される用紙を検出する用紙検出スイッチ276(SW2)が配設されている。また、駆動ローラ253と径が大きい円盤状部材233のニップ部付近ににも、用紙巻取り機構230に巻き取られた用紙が上記ニップ部から送り出されたことを検出するための用紙検出スイッチ277(SW3)が配設されている。これらの用紙検出スイッチ275(SW1)、276(SW2)および277(SW3)は、用紙が通過しているときにはON信号を、用紙が通過していないときにはOFF信号をそれぞれ後述する制御手段400に送出する。なお、図示の実施形態においては、用紙検出スイッチ275(SW1)、276(SW2)および277(SW3)としてマイクロスイッチを用いた例を示したが、フォトインタラプタを用いても良い。フォトインタラプタを用いた場合には、遮光板を単独または各案内手段や案内爪と連動する機構とすれば良く、簡単な機構で確実な検知が行える。
【0025】
次に、反転給紙ユニット200を構成する両面給紙ユニット280について、図1を参照して説明する。
両面給紙部を構成する両面給紙ユニット280は、ユニットハウジング282を具備している。このユニットハウジング282内には、上記用紙反転ユニット210の用紙排出路270および上記機器収容部140に設けられた用紙挿通路141とを連絡する用紙搬送路283が形成されている。この用紙搬送路283には、搬送ローラ対284、285および286が配設されている。これら搬送ローラ対284、285および286は、図示しない電動モータによって矢印で示す方向に回転駆動され、用紙反転ユニット210から送られた用紙を上記機器収容部140に設けられた用紙挿通路141および上記用紙カセット134に設けられた用紙挿通路135を通して上記給紙ローラ対122に向けて搬送する。なお、ユニットハウジング282の図において右端部には、上記機器収容部140に設けられた用紙挿通路141と連通する用紙挿通路287が設けられている。この用紙挿通路287は、両面給紙ユニット280の下側に他の用紙カセットを配設する場合に、該用紙カセットから送給される用紙の搬送通路として機能する。
【0026】
ここで、上述した用紙反転ユニット210の作用について、図5乃至図8を参照して説明する。
上記画像形成機本体100によって片面に画像が形成された用紙Pの他の片面に画像形成する場合は、分岐爪227は図5で示す第2の位置に位置付けられる。片面に画像が形成された用紙Pが用紙搬入路216の用紙入口214から搬入されると、この用紙Pは搬送ローラ対222および224により用紙搬入路216に沿って搬送され、用紙出口217から用紙巻取り機構230に向けて排出される。このとき案内爪272は、用紙Pの搬送力によって支持ピン273を中心としてコイルばね274のばね力に抗して図5において時計方向に回動せしめられ、用紙Pを用紙巻取り機構230に向けて案内する。用紙Pが用紙出口217から排出される時点で、上記のように案内爪272が回動することにより用紙検出スイッチ276(SW2)がONし、このON信号に基づいて上記電動モータ256(M2)が正転駆動され、回転駆動機構250の駆動軸252の装着された駆動ローラ243が図5において矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。この結果、駆動ローラ243と摩擦係合している円盤状部材233、233が駆動され、用紙巻取り機構230が矢印232aで示す正転方向に回動される。このとき係止手段240の一対のアーム241、241は、一方向クラッチ243を介して回転軸232に装着しているので回動せず、図に示す待機位置に保持されている。従って、用紙出口217から排出された用紙Pは、その両端部が駆動ローラ253、253と大径の円盤状部材233、233とにニップされて搬送される。この際、用紙Pの前端中央部は、案内爪263によって案内されて小径の円盤状部材235、235と係止手段240の係止ローラ245、245との間に案内され、両者にニップされて搬送される。そして、用紙Pの前端中央部は、図5で示すように待機位置に保持されている一対のアーム241、241の用紙当接部242、242に当接する。
【0027】
図5で示す状態から円盤状部材233および235が矢印232aで示す正転方向に更に回転すると、図6で示すように用紙Pは円盤状部材233および235の外周面に巻き付けられる。このとき一対のアーム241、241は、用紙Pの前端に押されて円盤状部材233および235とともに矢印232aで示す正転方向に回動する。そして、一対のアーム241、241の他端に装着された係止ローラ245、245が略1回転すると、用紙Pの次に巻き取られる部分が係止ローラ245、245の外側になるので、この用紙Pによって案内爪263および一対の保持部材265、265は図6で示すように駆動軸252を中心としてコイルばね264のばね力に抗して図において時計方向に回動せしめられる。そして、更に用紙Pが巻き取られ、用紙搬入路216から送り出される用紙Pの後端が用紙出口217を通過すると、図6で示す状態となる。このようにして用紙巻取り機構230に巻き取られた用紙Pは、その両端部が大径の円盤状部材233、233に巻かれ、その中央部が小径の円盤状部材235、235に巻かれるため、波状に湾曲せしめられる。従って、用紙Pがカールしていても波状に湾曲せしめられることにより、このカールが除去される。なお、図示の実施形態においては、用紙巻取り機構230の径が大きい2個の円盤状部材233の外周面にはウレタンゴム等の摩擦部材234が装着されているので、駆動ローラ253、253および用紙Pによって確実に従動せしめられる。
【0028】
図6で示すように用紙Pの後端が用紙出口217を通過すると、案内爪272がコイルばね274のばね力によって図において反時計方向に回動して用紙検出スイッチ276(SW2)がOFFする。このOFFに基づいて上記電動モータ256(M2)が逆転駆動され、用紙巻取り機構230の回転軸232に装着された円盤状部材233および235が矢印232bで示す逆転方向に回動される。この結果、用紙巻取り機構230に巻き取られた用紙Pは、後端から巻き戻され、前後を反転して図7に示すように案内爪272に案内されて用紙排出路270を通して上記両面給紙ユニット280の用紙搬送路283に送り出される。なお、用紙巻取り機構230に巻き取られた用紙Pが巻き戻されて、円盤状部材233および235に巻き取られている用紙Pが1巻になると、案内爪263および一対の保持部材265、265は図6の状態からコイルばね264のばね力にによって駆動軸252を中心として反時計方向に回動せしめられ、図7の状態に位置付けられる。従って、円盤状部材233および235とともに回転する一対のアーム241、241は、その他端部に装着された支持軸244が一対の保持部材265、265に設けられた係合部266、266に係合して、図7で示す待機位置で停止せしめられる。
【0029】
一対のアーム241、241が図7で示す待機位置で停止してからも用紙巻取り機構230は逆転方向への回転を継続し、一方向クラッチ243に内蔵されたコイルばねが収縮するまで円盤状部材233および235が回転せしめられ、用紙Pは駆動ローラ233、253と大径の円盤状部材233、233とのニップ部から排出される。このように用紙巻取り機構230に巻き取られ前後が反転して送り出された用紙Pの後端を用紙検出スイッチ277(SW3)が検出すると、電動モータ256(M2)の駆動が停止される。この状態が図8である。そして、用紙搬送路283に送り出された用紙Pは、表裏を反転して搬送ローラ対284、285および286によって搬送され、上記機器収容部140に設けられた用紙挿通路141および上記用紙カセット134に設けられた用紙挿通路135を通して画像形成機本体100に送られ、他の片面に画像が形成される。なお、図示の実施形態においては、用紙巻取り機構230に巻き取られた用紙Pは、巻き戻される際に前後が反転された後端が一対のアーム241、241の用紙当接部242、242によって押されるため、画像形成機本体100から搬送される際に斜めになっていた場合でも、これを補正することができる。
【0030】
次に、上記制御手段400について、図9を参照して説明する。制御手段400は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置(CPU)401と、制御プログラムを格納するリードオンリメモリ(ROM)402と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)403と、タイマ(T)404と、入力インターフェース405および出力インターフェース406とを備えている。入力インターフェース405には上記用紙検出スイッチ275(SW1)、276(SW2)および277(SW3)の他、画像形成機本体100に配設された各種検出手段からの検出信号や画像形成機本体100に接続されたコンピュータからの制御信号等が入力される。また、出力インターフェース406からは上記電動モータ225(M1)、電動モータ256(M2)、電磁ソレノイド228(SOL1)の他、両面給紙ユニット280の搬送ローラ対284、285および286を回転駆動する電動モータや画像形成機本体100の各作動機器に制御信号を出力する。
【0031】
上述した制御手段400の反転制御の動作手順について、図10に示すフローチャートを参照して説明する。
制御手段400は、先ず用紙検出スイッチ275(SW1)がONしたか否か、即ち画像形成機本体100から用紙搬入路216の用紙入口214に用紙Pが送り込まれたか否かをチェックする(ステップS1)。用紙検出スイッチ275(SW1)がONしたならば用紙Pが用紙搬入路216に搬送されたので、制御手段400はステップS2に進んで電動モータ225(M1)を駆動する。電動モータ225(M1)が駆動することにより、搬送ローラ対222および224が回転駆動せしめられる。そして、制御手段400はステップS3に進んで反転フラグが立っているか否かをチェックする。これは用紙搬入路216に搬送された用紙Pが1回目か否か、即ち用紙Pの片面のみに画像形成されたものか両面に画像が形成されたものかを判断するためである。最初は反転フラグは立っていない(“0”)ので、制御手段400はステップS4に進んで電磁ソレノイド228(SOL1)を付勢する。電磁ソレノイド228(SOL1)が付勢することにより、分岐爪227が図5で示す第2の位置に位置付けられる。この結果、用紙搬入路216の用紙入口214に送られた用紙Pは、搬送ローラ対222および224によって搬送され、用紙出口217から用紙巻取り機構230に向けて排出される。
【0032】
次に、制御手段400はステップS5に進んで、用紙検出スイッチ276(SW2)がONしたか否か、即ち用紙Pの前端が用紙出口217を通過したか否かをチェックし、ONしていなければ用紙Pの前端が用紙出口217に達していないので待ち、ONしたならば用紙Pの前端が用紙出口217を通過したと判断して、ステップS6に進んで電動モータ256(M2)を正転駆動する。電動モータ256(M2)が正転駆動するすると、駆動ローラ253が図5において矢印253aで示す方向に回転し、該駆動ローラ253と摩擦接触している用紙巻取り機構230の大径の円盤状部材233が従動され、用紙巻取り機構230が矢印232aで示す方向に回転駆動せしめられる。一方、分岐爪227に案内され用紙巻取り機構230に向けて排出され用紙Pは、駆動ローラ233、253と大径の円盤状部材233、233とにニップされて搬送される。そして、用紙Pの前端中央部は、案内爪263によって案内されて小径の円盤状部材235、235と係止手段240の係止ローラ245、245との間を通って図5で示すように待機位置に保持されている一対のアーム241、241の用紙当接部242、242に当接する。そして、用紙巻取り機構230が矢印232aで示す正転方向に更に回転することにより、用紙Pが用紙巻取り機構230に巻き取られる。
【0033】
上述したようにして、用紙巻取り機構230の電動モータ256(M2)を正転駆動して用紙Pの巻き取りを開始したならば、制御手段400はステップS7に進んで用紙検出スイッチ276(SW2)がOFFしたか否か、即ち用紙Pの後端が用紙出口217を通過したか否かをチェックする。用紙検出スイッチ276(SW2)がOFFしていなければ用紙Pの後端が用紙出口217を通過していないので待ち、用紙検出スイッチ276(SW2)がOFFしたならば制御手段400は用紙Pの後端が用紙出口217を通過したものと判断してステップS8に進み、電動モータ225(M1)を停止するとともに電磁ソレノイド228(SOL1)を付勢する。このときの状態が図6である。
【0034】
そして、制御手段400はステップS9に進んで、上述したように正転駆動している電動モータ256(M2)を逆転駆動する。電動モータ256(M2)逆転駆動すると上述したように用紙巻取り機構230が矢印232bで示す逆転方向に回動され、用紙Pが後端から巻き戻されて、案内爪272に案内されて用紙排出路270を通して上記両面給紙ユニット280の用紙搬送路283に送り出される。そして、用紙巻取り機構230に巻き取られている用紙Pが1巻になると、案内爪263および一対の保持部材265、265は上述したように図7の状態に位置付けられる。従って、用紙巻取り機構230とともに回転する一対のアーム241、241は、その他端部に装着された支持軸244が一対の保持部材265、265に設けられた係合部266、266に係合して、図7で示す待機位置で停止せしめられる。その後は、一方向クラッチ243に内蔵されたコイルばねが収縮するまで円盤状部材233および235が回転せしめられ、用紙Pは駆動ローラ233、253と大径の円盤状部材233、233とのニップ部から排出される。
【0035】
制御手段400は上述したように電動モータ256(M2)逆転駆動したならば、ステップS10に進んで用紙検出スイッチ277(SW3)がONしてからOFFしたか否かをチェックする。なお、用紙検出スイッチ277(SW3)は、用紙Pが用紙巻取り機構230の駆動ローラ233、253と大径の円盤状部材233、233とのニップ部に搬送された時点でONし、その後ON状態が維持されて上述したように用紙巻取り機構230が逆転駆動されて前後を反転した用紙Pの後端が上記ニップ部から排出された時点でOFFする。なお、用紙Pの用紙巻取り機構230からの排出を検出する用紙検出スイッチ277(SW3)に代えて、ソフト的に処理することもできる。即ち、用いられている用紙Pのサイズを記憶しておき、用紙巻取り機構230が巻き戻しを開始してからの電動モータ256(M2)の回転数をカウントして、用紙Pのサイズに対応する回転数に達した時点で電動モータ256(M2)をOFFしてもよい。上記ステップS10において、ONしていた用紙検出スイッチ277(SW3)がOFFしたならば、制御手段400はステップS11に進んで電動モータ256(M2)の駆動を停止する。この状態が図8である。そして、制御手段400はステップS12に進んで、反転フラグを立てる(“1”)。
【0036】
上述したように片面に画像が形成された用紙Pの反転制御を実行したならば、制御手段400は上記ステップS1に戻る。そして、制御手段400はステップS1において用紙検出スイッチ275(SW1)がONしたか否かをチェックし、用紙検出スイッチ275(SW1)がONしたならば用紙Pが用紙搬入路216に搬送されたので、ステップS2に進んで電動モータ225(M1)を駆動し、更にステップS3に進んで反転フラグが立っているか否かをチェックする。今回は上記ステップS12において反転フラグが立てられている(“1”)ので、制御手段400はステップS13に進んで電磁ソレノイド228(SOL1)を除勢する(なお、上記ステップS8において電磁ソレノイド228(SOL1)は除勢されているので、ステップS13では除勢状態を維持することになる)。電磁ソレノイド228(SOL1)が除勢されると、分岐爪227が図2において実線で示す第1の位置に位置付けられる。従って、搬送ローラ対222によって搬送される両面に画像が形成された用紙Pは、分岐爪227に案内されてユニットハウジング212の上壁に設けられた排出口213を通してユニットハウジング212上に配設される積載トレイ290に排出される。そして、制御手段400はステップS14に進んで、反転フラグをクリア(“0”)し、上記ステップS1に戻ってステップS1乃至ステップS14をプリント枚数に対応するまで繰り返し実行する。
【0037】
次に、用紙反転ユニット210の他の実施形態について、図11を参照して説明する。なお、上記図2乃至図8に示す実施形態と実質的に同一部材には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
図11に示す実施形態における用紙反転ユニット210は、回転軸232と該回転軸232に配設された径が異なる2種類の円盤状部材233および235とを有する用紙巻取り機構230の回転方向を、上記図2乃至図8に示す実施形態と逆方向に構成したものである。即ち、用紙を巻き取るときには、用紙巻取り機構230を図11において時計方向(矢印232c)に回転駆動し、用紙を巻き戻す際には用紙巻取り機構230を図11において反時計方向(矢印232d)に回転駆動するように構成されている。このように用紙巻取り機構230を回転方向を上記図2乃至図8に示す実施形態と逆方向に構成したことにより、用紙搬入路216が用紙巻取り機構230の図11において右側に形成されるとともに、分岐爪227が搬送ローラ対222より用紙入口214に配設される。そして、係止手段240を構成するアーム241の中間部に形成される用紙当接部242の屈曲方向、案内手段260と保持部材265および案内爪272の取付け方向が、上記図2乃至図8に示す実施形態と逆方向に構成されている。従って、用紙反転ユニット210を構成する用紙巻取り機構230、案内手段260、保持部材265案内爪272は、用紙反転時に上記図2乃至図8に示す実施形態と逆方向に作動することになる。
【0038】
以上、本発明に従って構成された画像形成機の用紙反転装置をレーザビームプリンタに適用した実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、静電複写機等種々の画像形成機に適用することができる。
【0039】
【発明の効果】
本発明による画像形成機の用紙反転装置は、用紙巻取り機構を備え、該用紙巻取り機構によって反転する用紙を巻き取るように構成したので、小スペースで用紙を反転することができる。また、用紙巻取り機構は軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる少なくとも2種類の円盤状部材を備えているので、この用紙巻取り機構に巻き取られた用紙は波状に湾曲せしめられる。従って、用紙がカールしていても波状に湾曲せしめられることにより、このカールが除去される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成された用紙反転装置を装備した画像形成機としてのレーザビームプリンタの概略構成断面図。
【図2】本発明に従って構成された用紙反転装置の位置実施形態を示す断面図。
【図3】図2に示す用紙反転装置を構成する用紙巻取り機構および回転駆動機構を示す斜視図。
【図4】図2に示す用紙反転装置を構成する案内手段を示す斜視図。
【図5】図2に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図6】図2に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図7】図2に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図8】図2に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図9】図2に示す用紙反転装置の作動を制御する制御手段のブロック図。
【図10】図9に示す制御手段の動作手順を示すフローチャート。
【図11】本発明に従って構成された用紙反転装置の他の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
100:画像形成機本体
101:ハウジング
104:感光体ドラム
106:帯電用コロナ放電器
108:現像装置
110:転写ローラ
112:クリーニング装置
116:レーザユニット
120:用紙搬送路
122:給紙ローラ対
124:レジストローラ対
126:定着ローラ対
128:搬送ローラ対
130:分岐爪
132:排出ローラ対
134:用紙カセット
136:送り出しローラ
138:捌きローラ対
200:反転給紙ユニット
210:用紙反転ユニット
212:ユニットハウジング
216:用紙搬入路
222、224:搬送ローラ対
225:電動モータ(M1)
227:分岐爪
228:電磁ソレノイド(SOL1)
230:用紙巻取り機構
232:回転軸
223:径が大きい円盤状部材
234:摩擦部材
235:径が小さい円盤状部材
240:係止手段
241:アーム
242:用紙当接部
243:一方向クラッチ
245:係止ローラ
250:回転駆動機構
252:駆動軸
253:駆動ローラ
254:歯車
256:電動モータ(M2)
257:駆動歯車
260:案内手段
262:支持部材
264:コイルばね
265:保持部材
270:用紙排出路
272:案内爪
274:コイルばね
275:用紙検出スイッチ(SW1)
276:用紙検出スイッチ(SW2)
277:用紙検出スイッチ(SW3)
280:両面給紙ユニット
282:ユニットハウジング
283:用紙搬送路
284、285、286:搬送ローラ対
290:積載トレイ
400:制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a paper reversing device for an image forming machine such as a laser beam printer or an electrostatic copying machine. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
In this type of image forming machine, generally only one image forming unit for forming an image is provided. Therefore, in order to form an image on both sides of a sheet, it is necessary to reverse the sheet on which the image is formed on one side and convey it again to the image forming unit. For this reason, an image forming machine capable of forming images on both sides of a sheet is equipped with a sheet reversing device for inverting the sheet on which the image is formed on one side.
[0003]
As a sheet reversing device of an image forming machine, a so-called switchback method is generally used in which a sheet on which an image is formed on one side is once transported to a reversing path and then transported to the double-sided paper feeding unit with the front and back of the sheet reversed. Yes. However, the switchback method has to temporarily store the paper in the reversing path, and therefore requires a reversing path having a length corresponding to the maximum size of the usable paper, which requires a large space.
[0004]
A paper reversing device for an image forming machine that solves the problems of the switchback method described above is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-92858. The paper reversing device of an image forming machine disclosed in this publication includes a rotating body having a clamping means on an outer peripheral surface and a driving means for driving the rotating body to rotate forward and reversely, and an image is formed on one side. The paper is wound around the rotating body by rotating the rotating body forward while being gripped by the front edge of the sheet and the clamping means, and the rotating body is driven reversely after winding. It is designed to be transported to the paper section.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The sheet conveyed to the sheet reversing device of each image forming machine described above is so-called curled due to heating and pressurization by passing through a fixing device for heating and fixing an image formed on one side. When the paper curls in this way, it may cause a paper jam (jam) during conveyance. Therefore, it is desirable that the curl removal be performed when the sheet having an image formed on one side is reversed by the sheet reversing device and conveyed to the duplex feeding unit. As a countermeasure for removing the curl of the paper, a method of curving in a wave shape when the paper passes through the conveyance path is generally used.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described facts, and its main technical problem is to be able to reverse the paper in a small space and to remove the curl generated on the paper when passing through the fixing device. An object of the present invention is to provide a sheet reversing device for an image forming machine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, in a sheet reversing device of an image forming machine that reverses and conveys a sheet on which an image is formed on one side,
A paper carry-in path for carrying paper with an image formed on one side;
The rotary shaft, at least two types of disc-shaped members having different diameters arranged at intervals in the axial direction on the rotary shaft, and the outer peripheral surface of one of the two types of disc-shaped members are conveyed. A paper take-up mechanism for taking up the paper carried into the paper carry-in path,
A rotational drive mechanism having a drive roller disposed in contact with the outer peripheral surface of the other disk-shaped member of the two types of disk-shaped members, and a drive source for driving the drive roller to rotate forward and reversely;
A paper discharge path for discharging the paper that has been rewound after being taken up by the paper take-up mechanism,
A sheet reversing device for an image forming machine is provided.
[0008]
The locking means is disposed to face one disk-shaped member having a small diameter of the two types of disk-shaped members, and the drive roller is disposed to face the other disk-shaped member having a large diameter. It is also desirable that a friction member having a large friction coefficient is mounted on the outer peripheral surface of the other disk-shaped member of the two types of disk-shaped members.
[0009]
The locking means includes a locking roller for sandwiching the leading edge of the paper between the outer peripheral surface of the other disk-shaped member, and this locking roller is preferably formed of an elastic member. The locking means includes contact means for contacting the leading edge of the paper. The contact means is provided on an arm having one end attached to the rotating shaft via a one-way clutch. The locking roller is mounted on the other end of the arm.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a sheet reversing device of an image forming machine configured according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a laser beam printer as an image forming machine equipped with a paper reversing device constructed according to the present invention.
The illustrated laser beam printer includes an image forming machine
[0012]
The
[0013]
A
[0014]
In the
[0015]
A cassette housing portion is provided below the
[0016]
The image forming machine
While the
[0017]
The sheet onto which the toner image has been transferred is peeled off from the
[0018]
Next, the reverse
The reversing
[0019]
A
A
[0020]
A paper take-up
[0021]
The
[0022]
In the illustrated embodiment, the
[0023]
At the
[0024]
The
[0025]
Next, the double-sided
The double-sided
[0026]
Here, the operation of the
When an image is formed on the other side of the paper P on which an image is formed on one side by the image forming machine
[0027]
When the disk-
[0028]
As shown in FIG. 6, when the rear end of the paper P passes through the
[0029]
Even after the pair of
[0030]
Next, the control means 400 will be described with reference to FIG. The control means 400 is constituted by a microcomputer, and a central processing unit (CPU) 401 that performs arithmetic processing according to a control program, a read-only memory (ROM) 402 that stores a control program, and a read / write that stores arithmetic results and the like. A random access memory (RAM) 403, a timer (T) 404, an
[0031]
The operation procedure of the inversion control of the control means 400 described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
The
[0032]
Next, the control means 400 proceeds to step S5 and checks whether or not the paper detection switch 276 (SW2) is turned on, that is, whether or not the front end of the paper P has passed the
[0033]
As described above, if the electric motor 256 (M2) of the paper take-up
[0034]
Then, the control means 400 proceeds to step S9 and reversely drives the electric motor 256 (M2) that is normally driven as described above. When the electric motor 256 (M2) is driven in reverse, as described above, the paper take-up
[0035]
If the electric motor 256 (M2) is reversely driven as described above, the control means 400 proceeds to step S10 and checks whether or not the paper detection switch 277 (SW3) is turned off. The sheet detection switch 277 (SW3) is turned on when the sheet P is conveyed to the nip portion between the driving
[0036]
If the reversal control of the paper P with the image formed on one side is executed as described above, the
[0037]
Next, another embodiment of the
The
[0038]
As described above, the sheet reversing device of the image forming machine configured according to the present invention has been described based on the embodiment applied to the laser beam printer. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various types such as an electrostatic copying machine. It can be applied to other image forming machines.
[0039]
【The invention's effect】
Since the paper reversing device of the image forming machine according to the present invention includes the paper winding mechanism and is configured to wind the paper that is reversed by the paper winding mechanism, the paper can be reversed in a small space. In addition, since the paper take-up mechanism includes at least two types of disk-like members with different diameters arranged at intervals in the axial direction, the paper taken up by the paper take-up mechanism is curved in a wave shape. It is done. Therefore, even if the paper is curled, it is curled in a wave shape to remove this curl.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a laser beam printer as an image forming machine equipped with a sheet reversing device configured according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a position embodiment of a sheet reversing device configured according to the present invention.
3 is a perspective view showing a paper take-up mechanism and a rotation drive mechanism that constitute the paper reversing device shown in FIG. 2;
4 is a perspective view showing a guide means constituting the paper reversing device shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an operating state of the sheet reversing device shown in FIG. 2;
6 is a cross-sectional view showing an operating state of the sheet reversing device shown in FIG. 2;
7 is a cross-sectional view showing an operating state of the sheet reversing device shown in FIG. 2;
8 is a cross-sectional view showing an operating state of the paper reversing device shown in FIG.
9 is a block diagram of control means for controlling the operation of the sheet reversing device shown in FIG.
FIG. 10 is a flowchart showing an operation procedure of the control means shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another embodiment of a sheet reversing device configured according to the present invention.
[Explanation of symbols]
100: Image forming machine body
101: Housing
104: Photoconductor drum
106: Corona discharger for charging
108: Developing device
110: Transfer roller
112: Cleaning device
116: Laser unit
120: Paper transport path
122: Paper feed roller pair
124: Registration roller pair
126: Fixing roller pair
128: Transport roller pair
130: Branch claw
132: discharge roller pair
134: Paper cassette
136: Feeding roller
138: Rolling roller pair
200: Reverse paper feeding unit
210: Paper reversing unit
212: Unit housing
216: Paper carry-in route
222, 224: Conveying roller pair
225: Electric motor (M1)
227: Branch nail
228: Electromagnetic solenoid (SOL1)
230: Paper winding mechanism
232: Rotating shaft
223: disk-shaped member having a large diameter
234: Friction member
235: disk-shaped member having a small diameter
240: Locking means
241: Arm
242: Paper contact portion
243: One-way clutch
245: Locking roller
250: Rotation drive mechanism
252: Drive shaft
253: Driving roller
254: Gear
256: Electric motor (M2)
257: Drive gear
260: Guide means
262: Support member
264: Coil spring
265: Holding member
270: Paper discharge path
272: Guide nails
274: Coil spring
275: Paper detection switch (SW1)
276: Paper detection switch (SW2)
277: Paper detection switch (SW3)
280: Duplex paper feeding unit
282: Unit housing
283: Paper transport path
284, 285, 286: pair of transport rollers
290: Loading tray
400: Control means
Claims (8)
片面に画像が形成された用紙を搬入せしめる用紙搬入路と、
回転軸と、該回転軸に軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる少なくとも2種類の円盤状部材と、該2種類の円盤状部材の一方の円盤状部材の外周面に搬送される用紙の先端部を係止する係止手段とを有し、該用紙搬入路に搬入された用紙を巻き取る用紙巻取り機構と、
該2種類の円盤状部材の他方の円盤状部材の外周面に接触して配設された駆動ローラと、該駆動ローラを正転および逆転駆動せしめる駆動源とを有する回転駆動機構と、
該用紙巻取り機構によって巻き取られた後に巻き戻された用紙を排出する用紙排出路と、を具備する、
ことを特徴とする画像形成機の用紙反転装置。In a paper reversing device of an image forming machine that reverses and conveys a paper having an image formed on one side,
A paper carry-in path for carrying paper with an image formed on one side;
The rotary shaft, at least two types of disc-shaped members having different diameters arranged at intervals in the axial direction on the rotary shaft, and the outer peripheral surface of one of the two types of disc-shaped members are conveyed. A paper take-up mechanism for taking up the paper carried into the paper carry-in path,
A rotational drive mechanism having a drive roller disposed in contact with the outer peripheral surface of the other disk-shaped member of the two types of disk-shaped members, and a drive source for driving the drive roller to rotate forward and reversely;
A paper discharge path for discharging the paper that has been rewound after being taken up by the paper take-up mechanism,
A sheet reversing device for an image forming machine.
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