JP4300963B2 - シート反転装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いられ、画像形成後のシートの表裏を反転するシート反転装置および画像形成装置に関する。

従来の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、例えば画像形成部で作成したトナー像を定着部でシートに転写、定着した後に、機外の排出トレイに排出するようになっている。ここで例えば、搬送されるシートの上面にトナー像が形成されるタイプの画像形成装置にあっては、ページ順に画像形成を行うと、排出トレイ上には本来のページ順とは逆順にシートが積載されてしまうことになるため、画像形成後のシートの表裏を反転した後、排出トレイに排出したいという要請がある。

この種の要請に対し、従来、定着部と排出トレイとの間にシートのスイッチバック機構を設けることが提案されている(例えば、特許文献１参照。)。この特許文献１では、定着装置から排出されるシート搬送する第１の搬送ローラ対と、第１の搬送ローラ対により搬送されるシートをスイッチバックさせるためのスイッチバックパスに設けられたスイッチバックローラ対と、スイッチバックローラ対によりスイッチバックされたシートを排出トレイに向けて搬送する第２の搬送ローラ対とを備えており、所定のタイミングでスイッチバックローラ対を逆回転させることで、シートをスイッチバックするようになっている。

特開平９−２７８２５１号公報(第５頁、図１)

ところで、上述したスイッチバック機構を用いた場合において、更なる生産性の向上を図るためには、搬送される用紙の供給間隔を狭めることが有効である。しかしながら、用紙の供給間隔を狭めていくと、スイッチバックパス内でスイッチバックパスから排出されるシートとスイッチバックパスに搬入されるシートとの間ですれ違いが発生してしまうことになる。このようなシート同士のすれ違いが発生すると、シート同士のこすれによってシート上のトナー像が剥がれ易くなり、画像ディフェクトを招いてしまう。特に、特許文献１のように、スイッチバックパスを湾曲して構成するような場合には、シート同士のこすれが顕著なものとなってしまう。

かかる問題に対し、上記特許文献１に記載の技術では、スイッチバックパスの湾曲部にスイッチバックパスに搬入されるシートとスイッチバックパスから排出されるシートとを分離するための分離ガイドを設けているが、分離ガイドを設けた場合にも、こすれによる画像ディフェクトを防止することは困難である。また、分離ガイドを設けた場合において、スイッチバックパスから排出されるシートが分離ガイドに当接している状態でスイッチバックパスに新たなシートが搬入されてくると、排出されるシートと分離ガイドとの間のわずかな隙間に、この新たなシートの先端部が突っ込んでしまい、搬入されるシートに座屈が生じてしまうおそれがあった。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、シートを反転搬送する際に生じる画像ディフェクトを抑制することにある。
また他の目的は、シートを反転搬送する際におけるシートの座屈を抑制することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるシート反転装置は、シートが搬送される第１のシート搬送経路と、第１のシート搬送経路より搬入されたシートの表裏を反転して排出する反転搬送経路と、反転搬送経路より排出されたシートが搬送される第２のシート搬送経路と、第１のシート搬送経路から反転搬送経路に搬送されるシートを冷却する冷却機構と
を含んでいる。

ここで、冷却機構は、反転搬送経路に風を送るファンからなることを特徴とすることができる。また、第１のシート搬送経路から第２のシート搬送経路または第１のシート搬送経路から反転搬送経路にシートの搬送方向を切り換える切換部材をさらに備え、この切換部材には、ファンからの送風を通過させるための開口が形成されることを特徴とすることができる。さらに、第１のシート搬送経路と第２のシート搬送経路と反転搬送経路との間には、シートを案内する案内部材をさらに備え、案内部材には、ファンからの送風を通過させるための開口が形成されることを特徴とすることができる。そして、第１のシート搬送経路には、トナー像が加熱定着されたシートが搬送されることを特徴とすることができる。

また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるシート反転装置は、シートが搬送される第１のシート搬送経路と、第１のシート搬送経路より搬入されたシートの表裏を反転して排出する反転搬送経路と、反転搬送経路より排出されたシートが搬送される第２のシート搬送経路と、第１のシート搬送経路から反転搬送経路に搬送されるシートと反転搬送経路から第２のシート搬送経路に搬送されるシートとの間に風を送る送風部材とを含んでいる。
ここで、反転搬送経路は、所定の湾曲部を有していることを特徴とすることができる。また、この反転搬送経路に設けられる湾曲部には、第１のシート搬送経路から反転搬送経路に搬送されるシートと反転搬送経路から第２のシート搬送経路に搬送されるシートとを分離する分離ガイドを備えることを特徴とすることができる。

さらに他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、シート上に画像を形成する画像形成部と、画像形成部によってシート上に形成された画像を加熱定着する定着部と、定着部から排出されたシートが搬送される第１のシート搬送経路と、第１のシート搬送経路より搬入されたシートの表裏を反転して排出する反転搬送経路と、反転搬送経路より排出されたシートが搬送される第２のシート搬送経路と、第１のシート搬送経路から反転搬送経路に搬送されるシートを冷却する冷却機構とを含んでいる。

本発明によれば、シートを反転搬送する際に生じる画像ディフェクトを抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置１の概略構成を示している。この画像形成装置１は、例えば電子写真方式によってトナー像が形成される感光体ドラム１１、感光体ドラム１１に対向配置されて感光体ドラム１１上に形成されたトナー像をシートとしての用紙Ｐに転写するための転写ベルトユニット１２、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着部としての定着装置２０を有している。ここで、定着装置２０は、互いに圧接配置される加熱ロール２１および加圧ロール２２を有しており、画像形成部を構成する感光体ドラム１１および転写ベルトユニット１２にてトナー像が転写された用紙Ｐを加熱、加圧することで定着を行っている。また、画像形成装置１の側面には、画像形成後の用紙Ｐを排出するための排出トレイ２が取り付けられている。

次に、用紙搬送系について説明する。用紙搬送系は、用紙Ｐを積載する複数(本実施の形態では三つ)の用紙トレイ３１〜３３を有している。また、各用紙トレイ３１〜３３の上部には、積載された用紙Ｐに接触して上面から取り上げる引き込みロール(ナジャーロール)３４を有し、さらにその下流側には用紙を一枚ずつ捌く供給ロールおよび捌きロールからなる用紙捌き部３５、その下流側には用紙Ｐを一旦停止させた後に所定のタイミングを持って再送するテイクアウェイロール３６を有している。このテイクアウェイロール３６は、より下段のトレイ３２,３３から用紙Ｐが供給される場合には、その用紙Ｐを単純に用紙経路に搬送するための搬送ロールとして機能する。このテイクアウェイロール３６の下流側に当たる用紙経路４１には、用紙をさらに下流側のロールまで搬送すると共にループ形成を行うプレレジロール３７、一旦、停止した後にタイミングを合わせて回転を再開し、感光体ドラム１１と転写ベルトユニット１２とによって形成される転写部に対してレジストレーション調整を施しながら用紙Ｐを供給するレジストレーションロール(レジロール)３８を有している。

また、本実施の形態では、両面モード選択時に、定着装置２０で片面定着済みの用紙Ｐを反転させて、再度転写部へと送り込むための用紙戻し搬送機構が設けられている。さらに、本実施の形態では、反転排出モード選択時に、この用紙戻し搬送機構を用いて、定着装置２０で定着済みの用紙Ｐを反転させてから排出トレイ２に排出することも可能となっている。この用紙戻し搬送機構は、定着装置２０からの用紙排出経路４２に直線状に接続される外部排出経路４３に対して下方側に分岐する用紙分岐経路４４を設け、この用紙分岐経路４４には、この用紙分岐経路４４に対してほぼ直角に側方に向かう用紙反転経路４５を設けると共に、この用紙反転経路４５からプレレジロール３７手前の用紙経路４１に戻る用紙戻し経路４６を連通接続したものである。そして、用紙排出経路４２,外部排出経路４３,用紙分岐経路４４,用紙反転経路４５,用紙戻し経路４６には、適宜数の搬送ロール４７が設けられており、特に、用紙反転経路４５に設けられる搬送ロール４７は適宜タイミングで正逆転するようになっている。ここで、本実施の形態では、用紙排出経路４２が第１のシート搬送経路として、用紙分岐経路４４および用紙反転経路４５が反転搬送経路として、外部排出経路４３が第２のシート搬送経路として、それぞれ機能するようになっている。
なお、画像形成装置１内には、画像形成時における各種制御の他、用紙Ｐの供給、搬送動作等を制御するコントローラ５０が設けられている。

図２は、シート反転装置としての用紙戻し搬送機構のうち、用紙排出経路４２,外部排出経路４３,用紙分岐経路４４,用紙反転経路４５,用紙戻し経路４６の分岐部近傍を拡大した図である。用紙排出経路４２,外部排出経路４３,用紙分岐経路４４の間には、用紙排出経路４２より搬送される用紙Ｐの搬送先を外部排出経路４３あるいは用紙分岐経路４４に切り換え、また、用紙反転経路４５を介して用紙分岐経路４４に反転搬送される用紙Ｐの搬送先を外部排出経路４３のいずれかに切り換えるための切換部材としての第１の切換ゲート６０が取り付けられている。この第１の切換ゲート６０は、軸６１を中心に揺動自在に配設されており、その上面と下面とを貫通する開口部６２が形成されている。また、用紙分岐経路４４,用紙反転経路４５,用紙戻し経路４６の間には、用紙排出経路４２,用紙分岐経路４４を介して用紙反転経路４５に搬入され、反転搬送される用紙Ｐの搬送先を用紙分岐経路４４あるいは用紙戻し経路４６のいずれかに切り換えるための第２の切換ゲート７０が取り付けられている。この第２の切換ゲート７０は、軸７１を中心に揺動自在に配設されている。さらに、用紙排出経路４２と外部排出経路４３との接続部上部側には、開口４８が形成されており、その上には、この開口４８を介して用紙経路内にエアを吹き付ける冷却機構および送風部材としてのファン８０が設置されている。

ここで、図３は、第１の切換ゲート６０の斜視図を示している。第１の切換ゲート６０に設けられる開口部６２は、用紙搬送方向(図中矢印で示す)に直交する方向に複数並列に配置されており、用紙Ｐの搬送時に、用紙先端が開口部６２に引っ掛かったりしないようになっている。この第１の切換ゲート６０は、例えば板金や樹脂材料によって構成することができる。また、第２の切換ゲート７０についても、同様に板金や樹脂等によって構成することができる。

次に、この画像形成装置１の動作について説明する。
図示しないパーソナルコンピュータやスキャナ等より画像信号が入力されると、コントローラ５０は、所定の画像形成動作を実行させる。まず、感光体ドラム１１が回転駆動され、得られた画像信号に基づいて感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。そして、感光体ドラム１１に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１に担持された状態で転写ベルトユニット１２と対向する転写部へと送り込まれる。一方、得られた画像信号に応じて自動的に選択されたトレイの用紙Ｐは、転写部に感光体ドラム１１上のトナー像が到達するタイミングに合わせてレジストロール３８により送り込まれる。例えば、選択されたトレイが用紙トレイ３１である場合には、引き込みロール３４によって取り出され、用紙捌き部３５で一枚ずつに捌かれた用紙Ｐがテイクアウェイロール３６によって搬送され、用紙経路４１を経由してプレレジロール３７にてその姿勢が補正された後、レジストロール３８により転写部へと送り込まれる。そして、転写部では、感光体ドラム１１に担持されたトナー像が転写ベルトユニット１２によって用紙Ｐに転写される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置２０に送られて加熱加圧定着がなされる。

ここで、定着後の用紙Ｐをそのまま排出する通常モードが選択されている場合には、用紙Ｐの搬送方向先端が到達する以前に第１の切換ゲート６０を下方向に揺動させておく。これにより、定着後の用紙Ｐは、用紙排出経路４２から外部排出経路４３を経由してそのまま排出トレイ２に排出される。

また、定着後の用紙Ｐを反転搬送して再度画像形成を行う両面モードが選択されている場合には、用紙Ｐの搬送方向先端が到達する以前に第１の切換ゲート６０を上方向に揺動させておく。これにより、定着後の用紙Ｐは、用紙排出経路４２から用紙分岐経路４４に搬送される。さらに、用紙Ｐの搬送方向先端が到達する以前に第２の切換ゲート７０を下向きに揺動させておく。これにより、用紙分岐経路４４を搬送される用紙Ｐは、用紙分岐経路４４から用紙反転経路４５に搬送される。また、用紙反転経路４５に搬入された用紙Ｐの後端が用紙分岐経路４４および第２の切換ゲート７０を通過した直後のタイミングで、用紙反転経路４５に配設された搬送ロール４７を逆回転させ、同時に、第２の切換ゲート７０を上向きに揺動させる。これにより、用紙Ｐは、用紙反転経路４５から用紙戻し経路４６を経由して用紙経路４１へと戻される。以降は、同様にトナー像が用紙Ｐに転写、定着された後、用紙排出経路４２から外部排出経路４３を経由して排出トレイ２に排出される。

さらに、定着後の用紙Ｐの表裏を反転して排出する反転排出モードが選択されている場合には、用紙Ｐの搬送方向先端が到達する以前に第１の切換ゲート６０を上方向に揺動させておく。これにより、定着後の用紙Ｐは、用紙排出経路４２から用紙分岐経路４４に搬送される。さらに、用紙Ｐの搬送方向先端が到達する以前に第２の切換ゲート７０を下向きに移動させておく。これにより、用紙分岐経路４４を搬送される用紙Ｐは、用紙分岐経路４４から用紙反転経路４５に搬送される。また、用紙反転経路４５に搬入された用紙Ｐの後端が用紙分岐経路４４および第１の切換ゲート６０を通過した直後のタイミングで、用紙反転経路４５に配設された搬送ロール４７を逆回転させる。これにより、用紙Ｐは用紙反転経路４５から用紙分岐経路４４へと逆搬送される。そして、用紙分岐経路４４を搬送される用紙Ｐの先端(もとの搬送状態では後端)が到達する前に第１の切換ゲート６０を上方向に揺動させておく。これにより、用紙分岐経路４４を搬送される用紙Ｐは用紙分岐経路４４から外部排出経路４３を経由し、表裏が反転した状態で排出トレイ２に排出される。
なお、これら第１の切換ゲート６０,第２の切換ゲート７０,搬送ロール４７等の駆動制御も、コントローラ５０によってなされる。

図４は、上述した反転排出モードにおける用紙搬送状態の一例を示している。反転排出モードでは、生産効率を向上させる目的で、前の用紙Ｐ(Ｐ１)が用紙分岐経路４４から排出されている間に、次の用紙Ｐ(Ｐ２)が同じ用紙分岐経路４４に搬入されてくるようにし、用紙Ｐの供給間隔を短くしている。このため、用紙分岐経路４４内では、前の用紙Ｐ１と次の用紙Ｐ２とが互いに逆方向(用紙分岐経路４４内において上下方向)に搬送されることになる。

画像形成動作時には、コントローラ５０によってファン８０が回転駆動されており、ファン８０によって発生した気流は、用紙排出経路４２と外部排出経路４３との接続部上部側に形成された開口４８および第１の切換ゲート６０に形成された開口部６２を経由して用紙分岐経路４４内に流れる。すると、定着装置２０から排出されたばかりの次の用紙Ｐ２のトナー像担持面側に対して、この気流が吹き付けられることになる。その結果、定着装置２０によって加熱された状態にある次の用紙Ｐ２は冷却され、次の用紙Ｐ２上のトナー像は次の用紙Ｐ２に対して素早く且つしっかりと定着されることになる。これにより、用紙分岐経路４４と用紙反転経路４５とが接続される湾曲部において、この次の用紙Ｐ２のトナー像担持面が、逆方向に搬送される前の用紙Ｐ１によってこすられた場合に、次の用紙Ｐ２上のトナー像は十分に定着されているため、トナー像が次の用紙Ｐ２から剥がれ落ちて欠陥になるといった事態を防止することができる。

また、第１の切換ゲート６０の開口部６２から排出される気流は、用紙分岐経路４４内に存在する前の用紙Ｐ１と次の用紙Ｐ２との間を流れることとなる。したがって、これら前の用紙Ｐ１と次の用紙Ｐ２とを物理的に分離することができ、両者の接触による擦れ及び画質欠陥の発生を防止することができる。
なお、この例では、反転排出モードにおいてファン８０を回転駆動する例について説明を行ったが、上述した通常モードや両面モードにおいても、ファン８０を回転駆動することにより、用紙Ｐ上のトナー像を素早く且つしっかりと定着することが可能になる。
また、この例では、反転排出モードをメインに説明を行ったが、例えば、第１のシート搬送経路としての用紙排出経路４２から反転搬送経路としての用紙分岐経路４４、用紙反転経路４５を介して第２のシート搬送経路としての用紙戻し経路４６へと用紙Ｐを搬送する両面モードにおいても、同様の効果を得ることができる。

―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、用紙分岐経路４４内に、用紙排出経路４２から搬入される用紙Ｐと外部排出経路４３に排出される用紙Ｐとを分離する分離ガイドを設けるようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図５は、用紙排出経路４２,外部排出経路４３,用紙分岐経路４４,用紙反転経路４５,用紙戻し経路４６の分岐部近傍を拡大した図である。本実施の形態では、用紙分岐経路４４の下部側に形成される湾曲部であって、第２の切換ゲート７０の揺動軌跡と重ならない位置に、用紙分岐経路４４に沿って湾曲した分離ガイド４９が形成されている。

本実施の形態では、用紙分岐経路４４内に分離ガイド４９を設けることにより、より容易に前の用紙Ｐ１と次の用紙Ｐ２との接触、こすれを防止することができる。また、ファン８０を用いて用紙分岐経路４４内に気流を送り込むことで、前の用紙Ｐ１と次の用紙Ｐ２とを物理的に分離しているため、前の用紙Ｐ１が分離ガイド４９に当接している状態で次の用紙Ｐ２が入ってきた場合に、前の用紙Ｐ１と分離ガイド４９との間に形成されるわずかな隙間に次の用紙Ｐ２が入り込み、座屈を生じるという事態を防止することができる。

―実施の形態３―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、用紙排出経路４２,外部排出経路４３,用紙分岐経路４４の間に第１の切換ゲート６０の他に、固定配設されるシュートを設けるようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図６は、用紙排出経路４２,外部排出経路４３,用紙分岐経路４４,用紙反転経路４５,用紙戻し経路４６の分岐部近傍を拡大した図である。本実施の形態では、用紙排出経路４２,外部排出経路４３,用紙分岐経路４４の間に第１の切換ゲート６０のみを配設するのではなく、固定配置される案内部材としてのシュート９０と、軸９３を中心に揺動自在に配設される第１のゲート９２とを設け、シュート９０に開口としての開口部９１を形成するようにしたものである。
本実施の形態では、用紙Ｐの搬送経路を切り換えるゲートとしての機能とファン８０からの気流を送風する機能とを分離しているが、このような場合にも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

本実施の形態が適用される画像形成装置を示す図である。 実施の形態１において、用紙排出経路,外部排出経路,用紙分岐経路,用紙反転経路,用紙戻し経路の分岐部近傍を拡大した図である。 第１の切換ゲートの斜視図である。 反転排出モードにおける用紙搬送状態の一例を示す図である。 実施の形態２において、用紙排出経路,外部排出経路,用紙分岐経路,用紙反転経路,用紙戻し経路の分岐部近傍を拡大した図である。 実施の形態３において、用紙排出経路,外部排出経路,用紙分岐経路,用紙反転経路,用紙戻し経路の分岐部近傍を拡大した図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１１…感光体ドラム、２０…定着装置、３１〜３３…用紙トレイ、３４…引き込みロール(ナジャーロール)、３５…用紙捌き部、３６…テイクアウェイロール、３７…プレレジロール、３８…レジストレーションロール(レジストロール)、４１…用紙経路、４２…用紙排出経路、４３…外部排出経路、４４…用紙分岐経路、４５…用紙反転経路、４６…用紙戻し経路、４７…搬送ロール、４８…開口、４９…分離ガイド、５０…コントローラ、６０…第１の切換ゲート、６１…軸、６２…開口部、７０…第２の切換ゲート、７１…軸、８０…ファン、９０…シュート、９１…開口部、９２…第１のゲート、９３…軸、Ｐ…用紙、Ｐ１…前の用紙、Ｐ２…次の用紙

Claims (9)

1. 画像が形成されたシートが搬送される第１のシート搬送経路と、
   前記第１のシート搬送経路より搬入されたシートの搬送方向を反転させて排出する反転搬送経路と、
   前記反転搬送経路より排出されたシートが搬送される第２のシート搬送経路と、
   前記反転搬送経路において前記第１のシート搬送経路から当該反転搬送経路を介して前記第２のシート搬送経路に排出される前のシートと当該第１のシート搬送経路から当該反転搬送経路に搬入される次のシートとの間に、当該次のシートの搬送方向上流側から風を送る送風部材と
   を含むシート反転装置。
2. 前記送風部材は、前記次のシートの前記画像の形成面に対して風を送ることを特徴とする請求項１記載のシート反転装置。
3. 前記第１のシート搬送経路が前記反転搬送経路の上方に配置され、
   前記送風部材は、前記反転搬送経路の上方から下方に向けて風を送ることを特徴とする請求項１または２記載のシート反転装置。
4. 前記第１のシート搬送経路から前記第２のシート搬送経路または当該第１のシート搬送経路から前記反転搬送経路にシートの搬送方向を切り換える切換部材をさらに備え、
   前記切換部材には、前記送風部材から送られる風を通過させるための開口が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のシート反転装置。
5. 前記第１のシート搬送経路と前記第２のシート搬送経路と前記反転搬送経路との間には、シートを案内する案内部材をさらに備え、
   前記案内部材には、前記送風部材から送られる風を通過させるための開口が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のシート反転装置。
6. 前記反転搬送経路は、所定の湾曲部を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のシート反転装置。
7. 前記反転搬送経路に設けられる前記湾曲部には、前記第１のシート搬送経路から当該反転搬送経路に搬送されるシートと当該反転搬送経路から前記第２のシート搬送経路に搬送されるシートとを分離する分離ガイドを備えることを特徴とする請求項６記載のシート反転装置。
8. シート上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前記シート上に形成された画像を加熱定着する定着部と、
   前記定着部から排出されたシートが搬送される第１のシート搬送経路と、
   前記第１のシート搬送経路より搬入されたシートの搬送方向を反転して排出する反転搬送経路と、
   前記反転搬送経路より排出されたシートが搬送される第２のシート搬送経路と、
   前記反転搬送経路において前記第１のシート搬送経路から当該反転搬送経路を介して前記第２のシート搬送経路に排出される前のシートと当該第１のシート搬送経路から当該反転搬送経路に搬入される次のシートとの間に、当該次のシートの搬送方向上流側から風を送る送風部材と
   を含む画像形成装置。
9. 前記送風部材は、前記次のシートの前記画像の保持面に向けて風を送ることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。

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