JP4304104B2 - シート搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、第一の搬送路を搬送されるシートを、分岐手段によってスイッチバック搬送路へ搬送し、前記スイッチバック搬送路内でスイッチバックして、前記分岐手段を介して前記第一の搬送路とは異なる第二の搬送路へ搬送するシート搬送装置に関する。

プリンタ、複写機等の画像形成装置は、一般的に標準動作では、給紙カセット等の給紙装置から用紙などのシートを供給し、画像形成部でその用紙に画像を形成して、排紙トレイへ画像形成済みの用紙を排出する。この標準動作時に用紙が搬送される経路を以下、主搬送路と称する。画像形成装置の中には、主搬送路とは異なる経路で用紙を搬送する経路を持つものがある。

例えば、給紙側では、標準の給紙カセットではなく手差しで用紙を供給する手差しトレイなどがある。また、排出側では、画像形成後の用紙を部数に応じて仕分けするソータ、ステープル止めを行ったり、パンチ穴を開けるようなフィニッシャーなどの後処理機へ排出するものがある。さらに画像形成された用紙を排出せずに、表裏反転させて再び給紙して、裏面にも画像形成を行い、両面印刷を行う両面印刷装置もある。

手差しトレイのような給紙側での別経路の用紙搬送は、主搬送路への合流であり、比較的容易である。しかし、排出側に関わる用紙搬送は、主搬送路を搬送される用紙を分岐したり、表裏反転するなどの処理を伴う。そして、こういった用紙搬送装置は、様々なものが提案されて実用化されている。中でも、主搬送路を搬送される用紙を、スイッチバックして、分岐手段を介して主搬送路とは異なる第二の搬送路へ搬送する用紙搬送装置は、フィニッシャーなどの後処理装置や両面印刷装置への用紙搬送装置として、よく利用されている。

例えば特許文献１（特開２００２−１６０８６１号公報）に示された発明は、主搬送経路から搬送された画像形成後の用紙をスイッチバック搬送経路内でスイッチバックして分岐搬送経路方向へ反転させて搬送する用紙反転装置に関するものである。これによると、主搬送経路、スイッチバック搬送経路、分岐搬送経路は略Ｙ字型の搬送経路を構成し、この分岐部にはガイド部材とフィルム状の分岐部材とを用いて搬送経路を切り替えるようにしている。そして、ジャム（紙詰まり）時に用紙を取り出す際には、このフィルムを痛めないように固定ガイドを設けてフィルムの弾性ガイド内に規制するようにしている。

特開２００２−１６０８６１号公報（段落番号０００１〜０００３、００２２〜００２５、００３０〜００３２、図１）

しかし、分岐部材にフィルムを用いた場合には、特許文献１のようにフィルムを痛めにくくする構成を取っていたとしても、素材がフィルムである以上万全とはいえない。特に、熱定着後の用紙が接触するので、長期間使用していると劣化し、分岐性能への影響は避けられないものとなることが考えられる。

これに対し、フィルムなどの弾性部材ではなく、金属あるいはプラスチックなどの剛性部材で分岐爪を構成する方法がある。図５に示すものはその一例である。搬送路は、略Ｙ（Ｔ）字型をした分岐を有しており、この交差部に分岐爪３０を設ける。シート４がこの
搬送路を矢印Ｄ１の方向へ搬送される時には、分岐爪３０は反時計回りの方向Ｒ３２に揺動してシート４の通り道を作り出している。しかし、分岐爪３０によるシート４のガイド面が短いと、シート４は図５に示したように略Ｙ字型の搬送路上部の壁に大きい接触角度でぶつかることになる。シート４の紙質や反りなどによっても異なるが、大きい接触角度では壁面での滑りが悪いので、これによってシート４が座屈し、ジャム（紙詰まり）を起こす要因となる。

これを改善するために、例えば図５の破線で表した分岐爪端部３１のように分岐爪３０を延長すると、分岐爪３０のガイド面が長くなり、シート４は搬送路の壁に対して小さい接触角度で案内されるようになる。その結果、壁面でのシート先端の滑りは向上し、ジャムを起こす可能性は減少する。

しかし、逆に図６に示したように矢印Ｄ２方向へスイッチバック搬送する際には、分岐爪３０が先ほどとは逆に時計回りの方向Ｒ３１方向に揺動し、分岐爪３０の上面でガイド面を形成するようになる。その時には分岐爪端部３１を延長しない方が好ましい。すなわち、分岐爪３０を延長するとスイッチバックされるシート４が分岐爪端部３１の先端に引っかかり易くなり、ジャムを起こす要因となる。特に、反りの生じた紙や厚手の紙の場合には顕著に不具合を発生する。

これらは、紙厚の厚いシートや、画像形成処理での熱定着処理などで先端や後端が反ったシートの場合には特に顕著に現れる問題であり、両方の搬送方向に対して良好に機能する分岐手段を設けることは困難である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、シートの厚さや反りに依存せず、安定した分岐、搬送性能を確保できるシート搬送装置を提供することを目的としている。

本発明に係るシート搬送装置の第一特徴構成は、分岐手段は、第一の搬送路の上流側に揺動可能に支持された第一の分岐部材と、前記第一の搬送路の下流側に揺動可能に支持された第二の分岐部材と、前記第一及び第二の分岐部材が互いに逆方向へ揺動するように連動させる連動部材とを有し、前記分岐手段は、前記シートを前記第一の搬送路から前記スイッチバック搬送路へ搬送する第一の分岐状態では、前記第一の分岐部材の一の面とこの面に連続する前記第二の分岐部材の面とで、前記シートを案内する連続した第一のガイド面を形成し、前記シートを前記スイッチバック搬送路から前記第二の搬送路へ搬送する第二の分岐状態では、前記第一の分岐部材の他の面と、この面に対向する前記第二の分岐部材の面とで、前記シートを案内する第二のガイド面を形成する点にある。

第一特徴構成によれば、分岐手段を分割し、２つの部材で構成すると共にそれらが互いに逆方向へ揺動するように連動部材で連動される構成としているので、第一の搬送路から分岐手段を経由する搬送時と、スイッチバックして分岐手段を介して第二の搬送路へ向かう搬送時との、それぞれに対して機能を分担させることができる。

従って、シートの材質や紙質、厚さ、反りなどを勘案して、分岐や搬送に都合の良い分岐部の形状を得られ易くなる。また、２つの部材を連動させるので、駆動手段は従来どおり一つで良く、駆動の容易性は保持できている。その結果、分岐手段の駆動は複雑にせずに、分岐性能や搬送性能を向上させ、紙詰まり（ジャム）などのシート搬送上の問題点を減少させることができる。

さらに、第一特徴構成によれば、スイッチバック搬送路へシートを搬送する第一の分岐状態では、第一及び第二の分岐部材で連続した第一のガイド面を形成しているので、スイッチバック搬送路側の下流部にまで延長したガイドを構成することができる。従って、スイッチバック搬送路へのシートの搬送を円滑に行うことができるようになる。

また、第一特徴構成によれば、スイッチバック搬送路から第二搬送路へシートを搬送する第二の分岐状態では、第一及び第二の分岐部材とが対向する面によって第二のガイド面を形成している。つまり、分割した２つの分岐手段の間を通すようにしているので、スイッチバック搬送路へシートを搬送する第一の分岐状態において第一のガイド面を延長しても、スイッチバック搬送路から第二の搬送路へシートを搬送する第二の分岐状態でシート搬送の邪魔になることはない。従って、分岐部材への引っかかりによって生じるシートのジャムの確立も減り、シートの搬送を円滑に行うことが可能となる。

第二特徴構成は、前述した第一及び第二特徴構成に加えて第一又は第二の分岐状態の一方は、前記第一及び第二の分岐部材の自重で揺動することによって維持され、搬送される前記シートの搬送力又は保形力によって前記第一又は第二の分岐部材を駆動することによって、前記第一又は第二の分岐状態の他方への切り替えを行うと共に、前記スイッチバック搬送路内でのシートの搬送方向を切り替える点にある。

第二特徴構成によれば、分岐状態の一方の状態は分岐部材の自重によって維持されるので、特に駆動手段を必要とせず、簡単な構成を実現することができる。また、搬送されるシートの搬送力や保形力によって分岐手段が駆動され、分岐状態が切り替わった後に、シートの搬送方向が切り替わるので、確実に搬送方向を切り替えて搬送することができる。その結果、分岐部でのジャム等の問題を抑制でき、円滑なシート搬送が実現できる。

以下、本発明に係るシート搬送装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係るシート搬送装置を搭載する画像形成装置の一例を示す略図であり、まずは画像形成装置のシート搬送の流れを説明する。

標準の給紙装置である給紙カセット２０から供給されたシート４は、一枚ずつ給紙ローラ２１によって、主搬送路である第一の搬送路Ｌ１へ送り出される。シート４は、感光ドラム２３を有してシート４上に電子写真プロセスによる画像形成を行う画像形成部２２、画像形成部２２でシート４上に形成された画像を定着させる定着部２４など、第一の搬送路Ｌ１に沿って設けられた各画像形成手段によって画像形成される。画像形成を終えたシート４は、排出ローラ対６で搬送され、排紙トレイ７に排出される。

なお、手差しトレイ２５からもシート４を供給することができ、供給されたシート４は手差し搬送路Ｌ０より第一の搬送路Ｌ１へ合流することができる。合流後は、標準の給紙時と同様の画像形成処理を施されて排紙トレイ７に排出される。

本画像形成装置には、両面印刷装置（反転装置）や、フィニッシャーなどの後処理装置が装着可能になっており、上記標準の搬送経路である排紙トレイ７への経路以外の搬送路も有している。第一の搬送路Ｌ１内の、定着部２４と排出ロ−ラ対６との間には分岐部材１と２とを有する分岐手段３が設けられており、ここで第一の搬送路Ｌ１は略Ｙ（Ｔ）字型に分岐する。

分岐した経路の一方は第二の搬送路Ｌ２であり、シート４はこの第二の搬送路Ｌ２を経由して、両面印刷装置（不図示）への両面印刷搬送路Ｌ２１や、後処理装置（不図示）などへの後処理搬送路Ｌ２２へと搬送される

分岐した経路の他方は、第一の搬送路Ｌ１と重複して、分岐手段３を経て排出ローラ対６へ至る経路で、スイッチバック搬送路Ｌ３として機能する経路である。標準動作では、上述したようにスイッチバック搬送路Ｌ３としてではなく、排紙トレイ７へシート４を排出する経路となる。スイッチバック搬送路Ｌ３として機能する場合は、以下のようにシート４を搬送する。

スイッチバック搬送路Ｌ３内に入ったシート４は、排出ロ−ラ対６によって排紙トレイ７の方向へ搬送される。そして、シート４が排紙トレイ７に抜けてしまう前に、排出ローラ対６が逆転し、シート４は再び分岐手段３の方向へ搬送される。そして、シート４は、分岐手段３を介して、第二の搬送路Ｌ２へ至り、両面印刷搬送路Ｌ２１や後処理搬送路Ｌ２２へと搬送される。

両面印刷搬送路Ｌ２１へと搬送されたシート４は、スイッチバック搬送路Ｌ３でスイッチバックすることによって表裏反転しており、両面印刷搬送路Ｌ２１を通って、再び、第一の搬送路Ｌ１の上流部へと搬送される。そして、シート４は、画像形成部２２、定着部２４によって、先ほど画像形成した面とは逆の面に画像形成を施され、今度は標準の搬送路として機能するスイッチバック搬送路Ｌ３を経由して排紙トレイ７へ排出され、両面印刷が完成する。

一方、後処理搬送路Ｌ２２へと搬送されたシート４は、後処理搬送路Ｌ２２を通って、不図示の後処理装置へと搬送される。後処理装置とは、シート４を印刷部数によって仕分けするソータや、シートにステープルを打ったり、パンチ穴を開けるフィニッシャーなどである。

［第一の実施の形態］
以下、図面に基づいて、上記画像形成装置に搭載される、本発明に係るシート搬送装置の第一の実施の形態について説明する。

本発明に係るシート搬送装置の第一の実施の形態において、分岐手段３は、図２に示すように２つの部材を有している。第一の搬送路Ｌ１の上流側に位置する第一の分岐部材１と、下流側に位置する第二の分岐部材２との２つである。

第一の分岐部材１は、第一の搬送路Ｌ１からスイッチバック搬送路Ｌ３の搬送経路に沿って形成された第一の面１ａと、スイッチバック搬送路Ｌ３から第二の搬送路Ｌ２への搬送経路に沿って形成された第二の面１ｂとを有している。本例では図２に示すように、第一の分岐部材１は、おおよそ逆三角形型の形状を有している。

第二の分岐部材２は、第一の搬送路Ｌ１からスイッチバック搬送路Ｌ３の搬送経路に沿って形成された第一の面２ａと、スイッチバック搬送路Ｌ３から第二の搬送路Ｌ２への搬送経路に沿って形成された第二の面２ｂとを有している。本例では図２に示すように、第二の分岐部材２は、その長辺が第一の分岐部材１の第二の面１ｂとほぼ同じ長さの平行四辺形型の形状を有している。

また、第一の分岐部材１と第二の分岐部材２とは、それぞれが揺動可能に支持されると共に、両者が連動するように連動部材５によって連結されている。本例では、連動部材５は、それぞれ第一の分岐部材１を支持する揺動軸５１ｃに設けられたギア５１と、第二の分岐部材２を支持する揺動軸５２ｃに設けられたギア５２から成り、互いに逆方向へ揺動するように噛み合わされている。なお、ギア５１とギア５２とは、第一の分岐部材１及び第二の分岐部材２に対してそれぞれ揺動軸５１ｃ及び５２ｃに沿った方向にオフセットさ
れ、シート４の搬送を妨げないように配置されている。

以下に第一の実施の形態に係るシート搬送装置によって、スイッチバック搬送する場合の手順を説明する。第一の搬送路Ｌ１を搬送されてきたシート４は、はじめに、矢印Ｄ１方向、すなわち第一の搬送路Ｌ１と重複するスイッチバック搬送路Ｌ３へと搬送される。このとき、第一の分岐部材１は反時計周りの方向Ｒ１側に揺動した位置にあり、連動するように連結された第二の分岐部材２は時計回りの方向Ｒ２側に揺動した位置にある。この状態を分岐手段３の第一の分岐状態と称する。

分岐手段３がこの第一の分岐状態にあるとき、第一の分岐部材１の第一の面１ａと第二の分岐部材２の第一の面２ａとが、第一の搬送路Ｌ１から第三の搬送路Ｌ３への搬送経路に沿って連続した面を形成し、シート４を第一の搬送路Ｌ１から第三の搬送路Ｌ３へと案内する第一のガイド面８を構成する。シート４は、この第一のガイド面８によって、第一の搬送路Ｌ１からスイッチバック搬送路Ｌ３内の固定ガイドである排出上固定ガイド（上部固定ガイド）１４の近傍まで案内される。従って、シート４と排出上固定ガイド１４との接触角度を充分に小さくすることができる。その結果、シート４の座屈等も起こらずジャムの発生を減らすことができる。

第一の搬送路Ｌ１を構成している分岐固定ガイド（左固定ガイド）１５と排出下固定ガイド（右固定ガイド）１０との内、スイッチバック搬送路Ｌ３と共通の固定ガイドである排出下固定ガイド１０とこの第一のガイド面８とで、第一の搬送路Ｌ１からスイッチバック搬送路Ｌ３の深部まで第一の分岐搬送路Ｌ４を形成すると考えてもよい。

スイッチバック搬送路Ｌ３へ搬送されてきたシート４は、排出ローラ対６に到達し、排出ローラ対６は矢印Ｒ５方向へ回転することによって、排紙トレイ７の方向へとシート４を搬送する。そして、搬送されるシート４が第一のガイド面８を形成する第二の分岐部材２の第一の面２ａを抜けきる前に、このシート４の後端をセンサ１１が検出する。センサ１１は光学センサなどが用いられる。センサ１１は、検出結果をマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）などの制御装置（不図示）に伝達する。

センサ１１から検出結果を伝達された制御装置によって制御された排出ローラ対６は、矢印Ｒ６方向へ逆回転する。それと同時に、第二の分岐部材２の駆動手段であるソレノイド１２が、制御装置からの指示によって駆動し、図３に示すように第二の分岐部材２が矢印Ｒ４方向へ揺動する。第二の分岐部材２が矢印Ｒ４方向へ揺動すると、連動部材５によって連結された第一の分岐部材１は、矢印Ｒ３方向へ揺動する。この状態を分岐手段３の第二の分岐状態と称する。

第二の分岐状態では、第一の分岐部材１の第二の面１ｂと第二の分岐手段２の第二の面２ｂとが対向した隙間部分におけるスイッチバック搬送路側の開口部１３が、第一の分岐状態の時よりも大きく開いて、第二の搬送路へ向けての入り口ガイドを形成する。そして、矢印Ｄ２方向へスイッチバック搬送されるシート４を第二の搬送路Ｌ２へと導く。このとき、互いに対向する第一の分岐部材１の第二の面１ｂと第二の分岐手段２の第二の面２ｂとで、第二のガイド面９を形成する。第一の分岐部材１と第二の分岐部材２とが対向する面同士で、第二の分岐搬送路Ｌ５を形成すると考えてもよい。

このように構成することによって、第一の分岐状態で第一のガイド面８を排出上固定ガイド１４近傍まで延長しても、スイッチバック時に第二の分岐状態に切り替えた時にはシート４の先端から分岐手段３が充分に退避できるので、良好に第二の搬送路Ｌ２へとシート４を案内することができる。その結果、分岐手段３にシート４がぶつかってジャムを起こすような問題も減少する。

第二のガイド面９によって案内されて、スイッチバック搬送路Ｌ３から第二の搬送路Ｌ２へ搬送されたシート４は、用途に応じて不図示の分岐手段によって、両面印刷装置や、後処理装置へと搬送される。

なお、センサ１１は、第二の搬送路Ｌ２へ搬送されるシート４の後端（排出ローラ対６の逆転前は先端であった側）を検出すると、マイコンなどの制御装置へ伝達する。そして、制御装置によって制御された排出ローラ対６は、再び、標準状態の矢印Ｒ５方向に回転する。後続のシート４が第一の搬送路Ｌ１より搬送されてこないときには回転を停止してもよい。

このように、第一の搬送路Ｌ１を搬送されるシート４をスイッチバック搬送路Ｌ３へ搬送する第一の分岐状態には、第一の分岐部材１と第二の分岐部材２とで、シート４を案内する連続した第一のガイド面８を形成し、分岐手段３を介してスイッチバック搬送路Ｌ３から第二の搬送路Ｌ２へ搬送する第二の分岐状態には、第一の分岐部材１と第二の分岐部２とが対向する面の両方で、第二の搬送路Ｌ２へ搬送されるシート４を案内する第二のガイド面９を形成することによって、シート４のどちらの搬送時にもジャムを防いで良好なシート搬送装置を提供できる。

［第二の実施の形態］
上記、第一の実施の形態においては、分岐手段３を構成する第二の分岐部材２を駆動手段としてのソレノイド１２で駆動し、連動するように連結された第一の分岐部材１と共に揺動して、第一及び第二の分岐状態を形成することを説明した。第二の実施の形態では、ソレノイド１２を使用しない駆動手段を図４に基づいて説明する。

第一の分岐部材１と第二の分岐部材２とは、シート４が搬送されないときは、自重によって第一の分岐状態となっている。すなわち、第一の搬送路Ｌ１からスイッチバック搬送路Ｌ３へシート４を搬送する状態となっている。この状態で、第一の搬送路Ｌ１を搬送されてきたシート４は、上記と同様にスイッチバック搬送路Ｌ３へと搬送されていく。

第二の実施の形態に係るシート搬送装置は、シート４の後端を検出するセンサ１１は備えていない。シート４が第一の分岐部材１の第一の面１ａを通り過ぎ、第二の分岐部材２第一の面２ａの端部のみにかかる位置まで搬送されるときには、シート４はすでに排出ローラ対６によって挟みこまれ、排紙トレイ７の方向へ搬送されている。

このとき、排出ローラ対６のニップ部（接触部）における接線（ニップ接線）と、第一のガイド面８の下流側の端部を構成する第二の分岐部材２の第一の面２ａと排出ローラ対６のニップ部とを結ぶシート４の搬送経路と、は一致しない。従って、第二の分岐部材２の第一の面２ａには、シート４が自身の形を保とうとする保形力によって、矢印Ｒ４方向へ回転させられるような力が働く。このいわゆるシート４の「こし」と称される力を利用して、第二の分岐部材２は矢印Ｒ４方向へ揺動する。それに伴って、第二の分岐部材２と連結されている第一の分岐部材１も矢印Ｒ３方向へ揺動する。

また、第二の分岐部材２が第二の分岐状態に揺動したことをフォトインタラプタ等の検出スイッチ１４によって検出する。この検出結果はマイコン等の制御装置（不図示）に伝達され、この制御装置の指示によって、排出ローラ対６が矢印Ｒ６方向へ逆回転する。シート４が第二の搬送路Ｌ２へと搬送されると、第二の分岐状態から第一の分岐状態に復帰したことが検出スイッチ１４によって検出され、制御装置へ伝達される。そして、排出ローラ対６の回転方向が矢印Ｒ５方向へ復帰する。後続のシート４が第一の搬送路Ｌ１より搬送されてこないときには、回転を停止してもよい。

このように構成することによって、シートの厚さや反りに依存せず、安定した分岐、搬送性能を確保すると共に、ソレノイド等の駆動手段を不要とすることができる。

本例では、第一の分岐状態は、第一の分岐部材１及び第二の分岐部材２の自重で揺動することによって維持され、搬送されるシート４の保形力で第二の分岐部材２を駆動することによって、第二の分岐状態への切り替えを行うと共に、スイッチバック搬送路Ｌ３内でのシート４の搬送方向を切り替える構成を示した。

しかし、例えば定着部２４（図１参照）の定着ローラの搬送力などが充分ある場合には、別の構成をとることもできる。すなわち、第二の分岐状態は、第一の分岐部材１及び第二の分岐部材２の自重で揺動することによって維持され、搬送されるシート４の搬送力によって第一の分岐部材１を駆動することによって、第一の分岐状態への切り替えを行うと共に、スイッチバック搬送路Ｌ３内でのシート４の搬送方向を切り替える構成としてもよい。

本発明の実施例に係るシート搬送装置を搭載する画像形成装置のシート搬送経路の一例を示す略図 本発明の第一の実施の形態に係るシート搬送装置の一例を示す略図 本発明の第一の実施の形態に係るシート搬送装置の一例を示す略図 本発明の第二の実施の形態に係るシート搬送装置の一例を示す略図 従来のシート搬送装置の一例を示す略図 従来のシート搬送装置の一例を示す略図

１ 第一の分岐部材
２ 第二の分岐部材
３ 分岐手段
４ シート
５ 連動部材
６ 排出ローラ対
Ｌ１ 第一の搬送路
Ｌ２ 第二の搬送路
Ｌ３ スイッチバック搬送路

Claims (2)

1. 第一の搬送路を搬送されるシートを、分岐手段によってスイッチバック搬送路へ搬送し、前記スイッチバック搬送路内でスイッチバックして、前記分岐手段を介して前記第一の搬送路とは異なる第二の搬送路へ搬送するシート搬送装置において、
   前記分岐手段は、前記第一の搬送路の上流側に揺動可能に支持された第一の分岐部材と、前記第一の搬送路の下流側に揺動可能に支持された第二の分岐部材と、前記第一及び第二の分岐部材が互いに逆方向へ揺動するように連動させる連動部材とを有し、
   前記分岐手段は、前記シートを前記第一の搬送路から前記スイッチバック搬送路へ搬送する第一の分岐状態では、前記第一の分岐部材の一の面とこの面に連続する前記第二の分岐部材の面とで、前記シートを案内する連続した第一のガイド面を形成し、
   前記シートを前記スイッチバック搬送路から前記第二の搬送路へ搬送する第二の分岐状態では、前記第一の分岐部材の他の面と、この面に対向する前記第二の分岐部材の面とで、前記シートを案内する第二のガイド面を形成するシート搬送装置。
2. 前記第一又は第二の分岐状態の一方は、前記第一及び第二の分岐部材の自重で揺動することによって維持され、
   搬送される前記シートの搬送力又は保形力によって前記第一又は第二の分岐部材を駆動することによって、前記第一又は第二の分岐状態の他方への切り替えを行うと共に、前記スイッチバック搬送路内でのシートの搬送方向を切り替える、
   請求項１に記載のシート搬送装置。

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