JP4261974B2

JP4261974B2 - シート搬送装置

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Publication number: JP4261974B2
Application number: JP2003127098A
Authority: JP
Inventors: 卓也河村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: JP2004331278A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートの表裏を反転すべくスイッチバック搬送によりシートを反転するシート搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の画像形成装置では、用紙に画像形成を行った後、用紙のいずれの面を上に向けて排紙するかを制御する機能がある。画像形成した用紙の表面を上向きに排出することをフェースアップ排紙、画像形成した用紙の表面を下向きに排出することをフェースダウン排紙という。フェースダウン排紙は、先頭ページから順に画像形成したときのページ順を揃える効果の他、ユーザにとって重要な情報が記載された表面を他人から見られにくくする効果がある。
【０００３】
画像の用紙への作像や転写を用紙の上側から行い、そのままの面状態で排出するとフェースアップ排紙となる。一方、画像転写後の用紙の表裏を反転して排出するとフェースダウン排紙となる。用紙の表裏反転には、用紙を反転ローラにより下方に進行させた後、反転ローラを逆転させて（スイッチバックさせて）上方に戻すことで、用紙の表裏を反転するスイッチバック反転が知られている。
【０００４】
このようなスイッチバック反転を行う画像形成装置において、反転ローラを離間することにより、反転ローラの位置において先行紙と後続紙がすれ違うことを可能とする構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、反転部における用紙と用紙の間隔（以下、紙間という）を短くすることを可能になり、これによって単位時間当たりに反転部を通過できる用紙の枚数を増やし、画像形成装置の生産性を向上することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−７７３２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の離間機構付きの反転方法には、以下のような課題があった。第一の問題点は、従来の反転離間機構を用いても、紙間を十分に縮められない制限があることである。反転ローラを離間させれば擦り合わせが可能となり、先行紙の後半が反転部に残っていても、後続紙を反転部に送り込むことができる。擦り合わせとは、反転離間において、先行紙の表面と後続紙の表面が擦りあう状態のことである。しかし、これではスイッチバック反転のパス長の内、離間中に用紙が擦り合う距離分、紙間を距離として短縮できるだけであり、用紙の搬送速度が変わらなければ、擦り合わせ距離分以上に紙間を縮めることは不可能であり、さらなる生産性の向上に障害となる。
【０００７】
第二の問題点は、用紙の擦り合わせ量に関して発生する。例えば、カラートナー画像を熱と圧力によって定着するような画像形成装置の場合、この擦り合わせ量が大きいと、定着直後で冷え切っていないカラートナー同士が擦り有うことにより、用紙同士が接着ぎみになり、用紙が折れたり、画像に傷が付いたりすることがまれに発生する。このような定着直後の画像の擦り合わせによる問題は、一定量以下の擦り合わせ量の場合は、発生しないが、画像が擦り有う量が一定量を越えると、その量が大きくなるほど、発生確率が上がってしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、画像が形成された後に定着器によって画像が定着されたシートの表裏を反転すべくスイッチバック搬送によりシートを反転する反転手段を備え、前記反転手段において先行シートと後続シートとが擦れ違うシート搬送装置であって、
前記反転手段における先行シートと後続シートの擦り合わせ量がシートサイズにかかわらず同一量になるよう、シートサイズが大きいときにはシートサイズが小さい場合よりも先行シートを前記反転手段へ送り込んでから後続シートを送り込むまでのシート間隔を大きくするようにシート間隔を制御する制御手段
を有することを特徴とするシート搬送装置を提供するものである。
【０００９】
更に、前記反転手段は、反転ローラと前記反転ローラを離間させる手段を有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本実施形態の画像形成装置の構成を表す図である。１０３６は、画像形成装置の画像データを扱うコントローラであり、イメージリーダからの画像や、ホストコンピュータからのＰＤＬデータを画像に展開し、画像形成装置にプリント制御コマンドを送る。１０３７は、コントローラと画像入力装置を繋ぐネットワークケーブル、またはプリンタケーブルを表している。１０３８は画像形成装置の制御部であり、以下で説明する画像形成装置の構成要素を制御して、プリントを実行する。
【００１３】
１００１は感光ドラムである。１００２は、潜像を形成するための露光の光源であるレーザユニットである。１００３は、レーザ光を走査するためのポリゴンミラーである。１００４は、感光ドラム１００１の余分な電荷を除去する前露光装置である。１００５は、一次帯電器であり、感光ドラム１００１を帯電させる。一次帯電器で帯電された感光ドラム１００１は、ユーザユニット１００２で変調されたレーザ光で露光され静電潜像が形成される。１００６は現像ロータリーである。１００７は、第一色であるマゼンタの現像を行うＭ現像器であり、１００８は第二色であるイエローの現像を行うＹ現像器であり、１００９は第三色であるシアンの現像を行うＣ現像器である。各現像器１００７、１００８、１００９は、１００６の現像ロータリー１００６に内包されている。１０１０は、第四色であるブラックの現像を行うＫ現像器である。感光ドラム１００１上の静電潜像は、各現像器１００７〜１０１０で、それぞれ現像され、中間転写体ベルト（ＩＴＢ）１０１１上に一次転写される。１０１２と１０１３は、ＩＴＢホームポジションセンサであり、ＩＴＢ１０１１の半周分の間隔を開けて配置されている。なお、本実施形態では、２つのホームポジションセンサ１０１２と１０１３を使う構成を例示しているが、ＩＴＢホームポジションセンサを１つにする代わりに、ＩＴＢホームポジション検知時と、そこからＩＴＢ１０１１の半周分ＩＴＢ１０１１が回転した時に、半回転信号を出力できるように、１つのＩＴＢホームポジションセンサを構成する形態に置き換えることも、もちろん可能である。
【００１４】
ＩＴＢ１０１１上で４色分のトナー像が重畳されたら、二次転写ローラ１０１４によって用紙に画像が二次転写される。１０１５は、給紙ユニットであり、紙庫から用紙を給紙する。１０１６はレジ前ローラである。１０１７はレジローラである。給紙ユニットから給紙された用紙は、停止中のレジローラにレジ前ローラで、突き当てる形で作像側（ＩＴＢ１０１１側）のタイミング待ちを行い、ＩＴＢ１０１１と同期してレジオンすることにより、二次転写ローラに用紙とＩＴＢ１０１１上の画像が同期して到着することにより、レジ合わせが実行される。１０２４は、クリーナーであり、一次転写後の残留トナーを感光ドラム１００１から除去して、クリーニングする役目を持っている。
【００１５】
１０１８は搬送ベルトであり、二次転写後の用紙が下流に向けて搬送される。１０１９は定着器であり、用紙に転写されたトナー画像の定着が実行される。１０２０は、分岐部の分岐フラッパであり、定着後の用紙が機外に排出される場合は、用紙を１０２１に送り、そうでない場合は、用紙を１０２２へ送る。１０３１は分岐部の反転センサである。反転センサ１０３１は反転部への用紙の進入タイミングを検知する。１０３３は内排紙ローラであり、１０１９の定着器から用紙を分岐路上に引き込む。内排紙ローラ１０３３は、定着器の駆動モータと同一駆動源で駆動される。内排紙ローラ１０３３は本実施形態における送り込みローラの役割を果たしており、ワンウエイの機能を有している。
【００１６】
１０２１は機外排紙路の外排紙ローラであり、定着後の用紙を機外に排紙する。１０３９は、ベルトデカーラーであり、フェースダウン排紙における反転後の用紙は、ここで用紙の反りを直す。ベルトデカーラー１０３９は、外排紙ローラ１０２１とともに、外排紙モータにより駆動される。ベルトデカーラー１０３９は、本実施形態における引出しローラの役目を果たす。
【００１７】
１０２２は反転部である。１０４０は、フェースダウン排紙時の反転停止位置であり、用紙の後端がここまで来た後、スイッチバックして反転し、フェースダウン排紙される。１０３４は反転上ローラであり、１０３５の反転下ローラ１０３５と共に、両面反転路へ用紙を引き込む。１０３４の反転上ローラ１０３４には、離間機構があり、先行紙の反転後、後続紙の反転部への進入時に離間が行われる。内排紙ローラ１０３３は前述したように、ワンウエイの機能を有しているので、ワンウエイにより内排紙ローラ１０３３は、回転速度より速い速度で反転上ローラ１０３４が用紙を引き込むことが可能となっている。これにより、内排紙ローラ１０３３で用紙後半を支えながら、反転部に用紙を加速させて引き込むことが可能である。１０２３は両面搬送パスであり、両面プリント時に、用紙を再びレジ前ローラ１０１６へ搬送するために用いる。
【００１８】
図２に、本実施形態における画像形成装置の制御ブロック図を示す。２００１は、画像形成装置全体の制御を行うＣＰＵである。２００２はＲＯＭであり、制御プログラムが格納されている。２００３はＲＡＭであり、制御においてワーク領域として利用する。２００４は不揮発メモリであり、各種の調整値を格納している。２００５はＶｓｙｎｃ発生装置であり、画像入力装置との間で、画像信号の同期をとるために使用する。２００６は、画像入力装置のような外部機器とのコマンド通信を管理する通信制御部である。２００７はビデオ信号線であり、２００５のＶｓｙｎｃによって同期された画像データが画像入力装置から画像形成装置へ転送されてくる。２００８は、図１のコントローラ１０３６とのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）である。
【００１９】
２００９は、レーザユニットであり、ビデオ信号線２００７から画像データを受け取り変調して露光を行う。２０１０は、各種モータの搬送負荷を制御するモータ駆動部であり、内排紙ローラ１０３３と定着器の定着ローラを回転させる定着モータや、反転上ローラ１０３４と反転下ローラ１０３５を回転させる反転モータ、外排紙ローラ１０２１とベルトデカーラー１０３９を回転させる外排紙モータ等を駆動する。２０１７は、ソレノイド駆動部であり、反転上ローラ１０３４の離間機構を動かす離間ソレノイドや、分岐部にある分岐フラッパ１０２０を動かすフラッパソレノイド等を駆動する。
【００２０】
２０１１は、レジ調整部であり、２０１０同期してレジオン信号を発生させ、紙上の所望の位置にトナー画像を転写させる。２０１２は、搬送や、環境等の各種のセンサを表している。分岐部の反転センサ１０３１も該ブロックに結合している。反転センサ１０３１のような搬送用センサから出力される信号は、常時ＣＰＵ２００１によって監視されるのではなく、用紙の通過が予定されるタイミングにおいて、一定の時間幅の間だけ、信号が有効になるようにセンサマスクされる。これによってＣＰＵ２００１はセンサで用紙の先端を正しく検知する。
【００２１】
２０１３は高圧制御部である。２０１４は定着器のブロックであり、定着ヒータ等を駆動する。２０１５は各種のファンを表している。２０１６はＩＴＢ１０１１の回転とＩＴＢ１０１１のホームポジション（ＩＴＢ−ＨＰ）の検知を実行するＩＴＢ制御部である。
【００２２】
図３〜図１１を参照しながら本実施形態における反転制御について説明する。図３〜図１１において、１０１９は定着器、１０３３はワンウエイを有する内排紙ローラ、１０３９はベルトデカーラー、１０３１は反転センサ、１０４０は反転停止位置、１０３４は反転上ローラ、１０３５は反転下ローラを表し、これらの番号は図１に対応している。３００１は先行紙、３００２は後続紙である。
【００２３】
図３は、用紙３００１が、反転停止位置で停止している状態を表している。ここで、反転モータは第三の搬送速度で反転回転し、用紙をベルトデカーラー１０３９方向へ搬送する。図４は、用紙３００１が第一の既定の距離４００１分進んで状態を表しており、ここで反転上ローラ１０３４は離間する。図５は、用紙３００１の後端が反転下ローラ１０３５を抜けた状態を表しており、これは、図４の反転ローラ離間の状態から、用紙の長さから第二の既定の距離５００１を引いた分、用紙が進んだ状態である。図５の状態において、反転モータの反転が停止される。また、後続紙３００２は第一の搬送速度で、定着器のモータで回される定着ローラと内排紙ローラ１０３３によって、反転部へ搬送されている。図６は、後続紙３００２が、反転センサ１０３１に先端を検知されてから、第三の既定の距離６００１分進んだ状態を表しており、反転モータの正転が第一の搬送速度で開始される。
【００２４】
図７は、先行紙３００１と後続紙３００２の先端が擦り合わせを開始した状態を表している。図８は、後続紙３００２が、図６の反転モータ正転開始から第四の既定の距離８００１分進んだ状態を表している。この状態で、先行紙３００１の後端は、反転上ローラ１０３４を抜けるようになっており、反転上ローラ１０３４のローラ対が当接される。図９は、先行紙３００１の後端が後続紙３００２との擦り合わせを終了した状態を表している。９００１は、擦り合わせ量であり、９００１の上端は、図７に示した擦り合わせ開始時における後続紙３００２の先端の位置となる。図１０は、図８の反転上ローラ１０３４の当接状態から、用紙の長さから第五の既定の距離１０００１を引いた分、用紙３００２が進んだ状態を表している。この時、用紙３００２の後端は、定着器１０１９を抜けており、ここで反転モータの第二の搬送速度への加速が行われる。内排紙ローラ１０３３はワンウエイの機能を有するので、内排紙ローラ１０３３の用紙後端を保持しながら、反転モータが加速を行うことが可能である。
【００２５】
なお、本実施形態では、送り込みローラである内排紙ローラ１０３３の変速対応をワンウエイで実施している例を示しているが、内排紙ローラ１０３３に独立した変速可能なモータの駆動源を付与することにより、反転モータと同時に加速する構成をとることも、もちろん可能である。図１１は、図１０の反転モータ加速から、第六の既定の距離１１００１分進んだ状態を表しており、ここで反転モータは停止する。図１１の状態から、既定の時間経過すると図３の状態に戻って、用紙３００２の反転が開始される。
【００２６】
図１２は、Ａ３のようなラージサイズの用紙の場合の、反転モータと離間ソレノイドの駆動を示す。縦軸１２００１は、反転モータの回転速度を表し、上側が正転方向、下側が反転方向の回転を表し、横軸との交点が、速度０の停止状態である。横軸１２００２は、時間の経過を表している。１２０２１は、第一の搬送速度を、１２０２２は第二の搬送速度を、１２０２３は第三の搬送速度を表す。第二の搬送速度と第三の搬送速度は回転方向が異なるだけで同じ値とすることも可能であるし、別々の速度で構成することも、もちろん可能である。図１２では、同じ値の例を示している。一方、縦軸１２０２４は、ソレノイドへの電流供給を表し、上方向がオンである。離間ソレノイドがオンの時、反転上ローラ１０３４は離間する。横軸１２０２５は、時間の経過を表しており、横軸１２００２と同期した時間を表現している。
【００２７】
タイミング１２００３は、図３で説明した、反転停止位置にいる先行紙の反転回転の開始である。タイミング１２００４は、図４で説明した、反転上ローラ１０３４の離間タイミングである。タイミング１２００５は、図５で説明した、反転モータの反転回転の停止である。タイミング１２００６は、反転センサ１０３１による後続紙先端の検知である。タイミング１２００７は、図６で説明した反転モータの正転開始である。タイミング１２００８は、図８で説明した反転上ローラ１０３４の当接である。タイミング１２００９は、図１０で説明した反転モータの加速である。タイミング１２０１０は、図１１で説明した反転モータの正転回転の停止である。１２０１１は既定の時間であり、既定の時間の後、反転停止位置の用紙は反転を開始して、タイミング１２００３からの動作を繰り返す。
【００２８】
図１３は、図１２の例より用紙送り方向の用紙長さが短い、例えばＡ４のようなスモール用紙における反転モータと離間ソレノイドの駆動を示す。図１３の１３００１〜１３０２５は、図１２の１２００１〜１２０２５に対応しているので詳細な説明は省略する。
【００２９】
図１２と図１３を比較すると分かるように、用紙の加速開始から反転上ローラ１０３４の離間までのタイミング制御、つまり、図１２における１２００９、１２０１０、１２００３（先行用紙の１２００３と同じ後続用紙におけるタイミング）、１２００４（先行用紙の１２００４と同じ後続用紙におけるタイミング）までのタイミング順の制御と、図１３における１３００９、１３０１０、１３００３（先行用紙の１３００３と同じ後続用紙におけるタイミング）、１３００４（先行用紙の１３００４と同じ後続用紙におけるタイミング）までのタイミング順の制御は、用紙長さによらず一定の形状である。
【００３０】
また、反転モータ反転終了から反転センサ１０３１オンを経由して反転上ローラ１０３４の当接まで、つまり図１２における１２００５、１２００６、１２００７、１２００８までのタイミング順の制御と、図１３における１３００５、１３００６、１３００７、１３００８までのタイミング順の制御は、用紙長さによらず一定の形状である。図１２、図１３の例において図示したように、各長さの用紙の用紙間隔１２０２０と１３０２０を、１２００５〜１２００８（１３００５〜１３００８）のタイミングを考慮した間隔に制御することにより、前述した用紙擦り合わせ量が一定となる制御が可能となる。
【００３１】
図１４に本実施形態におけるＣＰＵで実行される反転モータと離間ソレノイドの制御フローを示す。ステップＳ１４０１０において、制御フローを司るタスクは、イベント待ちを行い、イベントを受け取ると対応した制御を実行する。反転センサ１０３１オンイベントを受信するとステップＳ１４０２０に進む。ステップＳ１４０２０において、反転モータ正転開始タイミングのため第一のタイマイベントがタイマにセットされ、ステップＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、第一のタイマイベントを受信すると、ステップＳ１４０３０に進む。ステップＳ１４０３０において、反転モータの第一の搬送速度での正転開始が行われ、ステップＳ１４０４０に進む。ステップＳ１４０４０において、反転上ローラ１０３４当接タイミングのための第二のタイマイベントがタイマにセットされ、ステップＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、第二のタイマイベントを受信すると、ステップＳ１４０５０に進む。ステップＳ１４０５０において、離間ソレノイドのオンによる反転上ローラ１０３４の当接が実行され、ステップＳ１４０６０に進む。ステップＳ１４０６０において、反転モータを第二の搬送速度に加速するための第三のタイマイベントがタイマにセットされ、ステップＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、第三のタイマイベントを受信すると、ステップＳ１４０７０に進む。ステップＳ１４０７０において、反転モータが第二の搬送速度に加速され、ステップＳ１４０８０に進む。ステップＳ１４０８０において、反転モータの正転を停止するための第四のタイマイベントがタイマにセットされ、ステップＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、第四のタイマイベントを受信すると、ステップＳ１４０９０に進む。ステップＳ１４０９０において、反転モータの正転が停止され、ステップＳ１４１００に進む。ステップＳ１４１００において、反転モータの反転開始のための第五のタイマイベントがタイマにセットされ、ステップＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、第五のタイマイベントを受信すると、ステップＳ１４１１０に進む。ステップＳ１４１１０において、反転モータが第三の搬送速度で反転を開始し、ステップＳ１４１２０に進む。ステップＳ１４０２０において、反転上ローラ１０３４の離間のための第六のタイマイベントがタイマにセットされ、ステップＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、第六のタイマイベントを受信すると、ステップＳ１４１３０に進む。ステップＳ１４１３０において、離間ソレノイドのオフによる反転上ローラ１０３４離間が実行され、ステップＳ１４１４０に進む。ステップＳ１４１４０において、反転モータの反転停止のための第七のタイマイベントがタイマにセットされ、ステップいＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、第七のタイマイベントを受信すると、ステップＳ１４１５０に進む。ステップＳ１４１５０において、反転モータの反転回転が停止され、ステップＳ１４０１０に戻る。ステップＳ１４０１０において、ジョブ終了のイベントを受信すると、ステップＳ１４１６０に進み、図１４に示したフローの制御を終了する。
【００３２】
図１４で示したフローによる反転モータと離間ソレノイドの制御と並行して、図１２、図１３で示した用紙の長さに対応した紙間つまり生産性で、作像、転写を実行することにより、本実施形態における反転モータにおける離間と加速による制御と、擦り合わせ量を一定以下にする制御が実現可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、反転手段における先行シートと後続シートの擦り合わせ量がシートサイズにかかわらず一定量になるようシート間隔を制御するので、シート同士の接着による問題を生ずることなくシート搬送の生産性を高めることが可能になる。
【００３４】
また、反転手段がシートを受け取る際は、第１の速度でシートを搬送した後に第１の速度よりも高速の第２の速度でシートを搬送し、反転手段がシートを送り出す際は第１の速度よりも高速の第３の速度でシートを搬送するよう反転手段を制御するので、シート搬送の生産性を高めるためシートの間隔を狭めても反転手段における反転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本実施の形態における画像形成装置のブロック図である。
【図３】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図４】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図５】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図６】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図７】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図８】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図９】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図１０】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図１１】本実施の形態における反転部の用紙の動きを説明する図である。
【図１２】本実施の形態における反転モータと離間ソレノイドの駆動を説明する図である。
【図１３】本実施の形態における反転モータと離間ソレノイドの駆動を説明する図である。
【図１４】本実施の形態における反転モータと離間ソレノイドの制御フローチャートである。
【符号の説明】
１０１９定着器
１０３１反転センサ
１０３３内排紙ローラ
１０３４反転上ローラ
１０３５反転下ローラ
１０３９ベルトデカーラー

Claims

画像が形成された後に定着器によって画像が定着されたシートの表裏を反転すべくスイッチバック搬送によりシートを反転する反転手段を備え、前記反転手段において先行シートと後続シートとが擦れ違うシート搬送装置であって、
前記反転手段における先行シートと後続シートの擦り合わせ量がシートサイズにかかわらず同一量になるよう、シートサイズが大きいときにはシートサイズが小さい場合よりも先行シートを前記反転手段へ送り込んでから後続シートを送り込むまでのシート間隔を大きくするようにシート間隔を制御する制御手段
を有することを特徴とするシート搬送装置。
前記反転手段は、反転ローラと前記反転ローラを離間させる手段を有し、前記反転ローラが離間した状態で、離間した前記反転ローラの間で先行シートと後続シートとが擦れ違うことを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
前記制御手段は、前記反転手段がシートを受け取る際は、第１の速度でシートを搬送した後に前記第１の速度よりも高速の第２の速度でシートを搬送し、前記反転手段がシートを送り出す際は前記第１の速度よりも高速の第３の速度でシートを搬送するよう前記反転手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のシート搬送装置。
前記第２の速度と前記第３の速度は同じ速さであることを特徴とする請求項３記載のシート搬送装置。