JP4437537B2

JP4437537B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4437537B2
Application number: JP2004184457A
Authority: JP
Inventors: 将史藤本
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: JP2006008271A

Description

本発明は、用紙搬送路が２方向に分岐する箇所を有する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、用紙は用紙収納部から画像形成部および定着部を経て用紙排出部まで、用紙搬送路を搬送される。画像形成装置によっては、用紙排出部を複数箇所有するものや、用紙の両面に画像を形成するために用紙反転部を有するものがあり、これらの画像形成装置では、用紙搬送路は途中の１箇所または複数箇所の分岐点で２方向に分岐している。

また、一般に画像形成装置においては用紙の搬送状態を検知する検知機構が用紙搬送路の各所に設けられ、紙詰まりなど異常を検知した場合にブザーなどで使用者に処理を促す。

図５および図６は、従来の定着部１０６近傍の概略構成図である。これらの図に示すように、定着ローラ１６１と加圧ローラ１６２からなる定着部１０６の下流部で、用紙搬送路１８１が画像形成装置上方の図示しないトレイの方向に向かう用紙搬送路１８１ａおよび開閉可能なトレイ１０３の方向に向かう用紙搬送路１８１ｂへ分岐する場合、用紙をいずれかの方向に誘導する用紙搬送方向切り替え手段１８５の配置には２通りの方式があった。

その１は、図５に示す通り、定着部１０６よりも用紙搬送方向下流部に排出ローラ対１８４を設けて上方のトレイに向かう用紙もトレイ１０３に向かう用紙もすべて排出ローラ対１８４を通すものとし、この排出ローラ対１８４下流に用紙搬送方向切り替え手段１８５を設ける方式である。この場合、用紙の有無や搬送状態を検知するための検知機構１８７は、定着部１０６と排出ローラ対１８４との間に１個設ければよい。

その２は、図６に示す通り、定着部１０６よりも用紙搬送方向の直下流部に用紙搬送方向切り替え手段１８５を設けて用紙を振り分け、トレイ１０３に向かう用紙は用紙搬送方向切り替え手段１８５よりも下流側にある排出ローラ対１８４を通し、上方のトレイに向かう用紙は排出ローラ対１８４を通さない方式である。これは、画像形成装置の設計により定着部１０６の下流側が狭いため、排出ローラ対１８４の通過後に用紙の搬送方向を切り替えるのが難しい場合の方式である。この場合、定着部１０６の直下流部に用紙搬送方向切り替え手段１８５を設けて用紙搬送路１８１を確保するが、定着部１０６と用紙搬送方向切り替え手段１８５の間に検知機構を配置することがスペース的に困難となるため、分岐後の各々の用紙搬送路１８１ａおよび１８１ｂに対して検知機構１８７ａおよび検知機構１８７ｂを設けて対処している。

しかし、上記の従来例のうち、その２のようにスペース的に１個の検知機構だけでは検知するのが困難な場合や、両面印刷など多機能化により用紙搬送路の全長が長くなった場合は、その分検知機構も多く必要となり、部品点数の面からも組み付け工数の面からも製造原価の上昇につながる。

そこで、できるだけ少ないセンサで用紙搬送路の多くの箇所での用紙の搬送状態を検知できるような検知機構が特許文献１や特許文献２において提案されている。特許文献１においては、２本のレバーと１個のセンサにより分岐のない用紙搬送路の２箇所での用紙の検知が可能な検知機構が提案されている。また、特許文献２においては、１対の回転体からシート先端が排出されたこと、シートが１対の回転体から完全に排出されたこと、回転体へのシートの巻き付き等の搬送異常状態となったことの３種類の検知を１個のセンサで可能とした検知機構が提案されている。
特開平９−１１８４５２号公報（第３頁−第４頁、図１）特開２０００−３４４３９３号公報（第４頁−第５頁、図３）

しかし、特許文献１および特許文献２で提案された検知機構は、いずれもセンサが１個で用紙搬送路の２箇所での用紙の搬送状態または１箇所での用紙の複数の状態を検知できるものの、部品点数が多くなっており、また、分岐する搬送路には対応していない。

そこで、本発明では、分岐する搬送路の分岐点下流部近傍の用紙の通過状況を、いずれの方向に向かう用紙についても、単一の共通センサで検知できる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の画像形成装置では、分岐点において２方向に分岐する用紙搬送路と、装置全体を制御する制御部と、前記制御部の制御により前記２方向のいずれかの方向へ用紙を誘導する用紙搬送方向切り替え手段とを備える画像形成装置において、前記用紙搬送方向切り替え手段にはアクチュエータが、前記用紙搬送方向切り替え手段に対する相対姿勢が一定となるように付勢手段を介して取り付けられ、前記アクチュエータは前記用紙搬送方向切り替え手段が誘導する用紙の搬送路に干渉し、用紙によって変位せしめられ、この変位を前記アクチュエータの姿勢を検知する単一のセンサでとらえることにより、用紙がいずれの方向へ誘導されても通紙状況を認識することができる構成とする。

また、本発明の画像形成装置では、前記センサが光透過型センサからなり、前記アクチュエータの光路干渉／非干渉を検知して通紙状況を認識するものであって、前記用紙搬送方向切り替え手段が一方の切り替え姿勢にあるときは前記アクチュエータの光路干渉をもって通紙、光路非干渉をもって非通紙と認識し、前記用紙搬送方向切り替え手段が他方の切り替え姿勢にあるときは前記アクチュエータの光路干渉をもって非通紙、光路非干渉をもって通紙と認識するものとする。

また、本発明の画像形成装置では、用紙が前記アクチュエータに接していることを認識している時間が所定の時間よりも長くなると、用紙の搬送動作を停止するものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記付勢手段が圧縮コイルばねからなるものとする。

また、本発明の画像形成装置では、前記付勢手段が板ばねからなるものとする。

本発明による画像形成装置は、用紙搬送方向切り替え手段にはアクチュエータが、用紙搬送方向切り替え手段に対する相対姿勢が一定となるように付勢手段を介して取り付けられ、アクチュエータはいずれの方向に搬送される用紙によっても変位せしめられ、この変位をセンサでとらえるものであることから、用紙がいずれの方向へ誘導されても通紙状況を認識することができる。また、アクチュエータの変位をとらえるセンサは１個で足りる。

また、本発明によれば、光透過型センサでアクチュエータの光路干渉／非干渉を検知して通紙状況を認識するため、いずれの搬送路を用紙が通過するかによりセンサからの情報の解釈を逆転させるという使い方を無理なく行うことができる。

また、本発明によれば、用紙が前記アクチュエータに接していることを認識している時間が所定の時間よりも長くなると、用紙の搬送動作を停止するため、用紙が用紙搬送路に詰まったときなどに搬送動作を続けることによって用紙がきつく挟まって取り除きにくくなることや、詰まった用紙により搬送ローラが傷むことなどを防ぐことができる。

また、本発明によれば、用紙方向切り替え手段とアクチュエータを介する付勢手段は圧縮コイルばねからなるため、用紙方向切り替え手段とアクチュエータに設けたコイルばねの取り付け部にねじ込むだけで容易に取り付けることができる。

また、本発明によれば、用紙方向切り替え手段とアクチュエータを介する付勢手段が板ばねからなるため、ばねの振れやすさに方向性が生じ、振れやすい方向を用紙の搬送方向に一致させれば確実にセンサが変位を検知することができる。

以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１は本発明の画像形成装置の実施形態に係るプリンタの概略構成図である。本体１の上面にはフェイスダウントレイ２、左側面には開閉可能なフェイスアップトレイ３、右側面には開閉可能な手差し給紙トレイ４３が設けられている。

本体１の内部には、給紙部４、画像形成部５、定着部７および本体１の全体の動作を制御する制御部９が内蔵されている。まず給紙部４について説明する。給紙部４は給紙カセット４１、給紙ローラ４２、手差し給紙トレイ４３および給紙ローラ対４４からなる。給紙カセット４１は用紙Ｐが収容され、本体１の下部に配設される。用紙Ｐはここから給紙ローラ４２により１枚ずつ用紙搬送路８１へ送り出され、搬送ローラ対群８２によって搬送される。また、手差し給紙トレイ４３は開閉可能であり、本体１の右側に備えられている。手差し給紙トレイ４３を開き、その上に置いた用紙Ｐを手で本体１のなかに押し込んで行けば、給紙カセット４１の用紙Ｐと同様に用紙Ｐは給紙ローラ４４により１枚ずつ用紙搬送路８１へ送り出され、搬送ローラ対群８２によって搬送される。

次に画像形成部５について説明する。画像形成部５はマゼンタ、シアン、イエローおよびブラック用の画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄ、一次転写ローラ５８、中間転写ベルト６１、二次転写ローラ６３からなる。

中間転写ベルト６１は、支持ローラ６２ａ、６２ｂおよび６２ｃによって張架支持されている。中間転写ベルト６１の上側の外面に全ての画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄが接触している。支持ローラ６２ａは中間転写ベルト６１を駆動させるものであり、中間転写ベルト６１は図１において右回り（矢印Ａ方向）に回転する。ただし、支持ローラは、本発明の実施形態では６２ａ、６２ｂおよび６２ｃの３本としているが、４本以上であってもよい。

画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄはタンデム配置されており、配列順序は変更可能である。各々の画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄと中間転写ベルト６１を挟んで対向する位置に一次転写ローラ５８が１本ずつ配置される。

二次転写ローラ６３は一次転写ローラ５８と同様のローラからなり、支持ローラ６２ａのところで中間転写ベルト６１との間にニップを形成する。画像を形成する際に、後に説明するように画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄから一次転写ローラ５８によって各色のトナー画像を転写された中間転写ベルト６１は、二次転写ローラ６３のニップ部において用紙Ｐにトナーを転写する。

画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄの画像を形成する部分はいずれも同じ構造であり、中間転写ベルト６１の回転に合わせて回転する感光体ドラム５１の周囲に、感光体ドラム５１の上方から回転方向（矢印Ｂ方向）に従って、帯電器５２、光走査ユニット５３、現像器５４、さらに中間転写ベルト６１との接触部を挟んで、クリーニング器５５を周辺要素として配列している。

最後に定着部７について説明する。定着部７は定着ローラ７１と加圧ローラ７２とが圧接してなり、ここで用紙Ｐに転写されたトナー画像が加熱・加圧されて用紙Ｐに定着される。

次に全体の画像形成動作を説明する。使用者が、本体１に直接またはネットワークを経由して接続された図示しないパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」と略称で呼ぶ）から画像形成の指示を出すと制御部９が指示を受け、中間転写ベルト６１は図１において右回り（矢印Ａ方向）に回転し、これに接触する各画像形成ユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄの感光体ドラム５１は対応して左回り（矢印Ｂ方向）に回転する。感光体ドラム５１が回転すると、感光体ドラム５１の表面は、まず帯電器５２により均一に帯電される。次に多数のＬＥＤからなる光走査ユニット５３から、パソコンから送られた画像の電気信号に基づいて照射される照射光により、用紙Ｐに形成される画像の部分又は前記画像以外の部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム５１の表面に静電潜像が形成される。そして現像器５４によって感光体ドラム５１上の前記静電潜像にトナーが供給されトナー画像として顕像化する。

感光体ドラム５１がさらに回転し、前記トナー画像が中間転写ベルト６１を挟んで一次転写ローラ５８と対向する位置に来たときに、一次転写ローラ５８にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、前記トナー画像が感光体ドラム５１から中間転写ベルト６１に転写される。転写されなかった残留トナーはクリーニング器５５によって除去される。

中間転写ベルト６１上に画像形成ユニット５０ａから５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの順にトナー画像が転写により積み重ねられ、さらに中間転写ベルト６１が回転し、前記積み重ねられたトナー画像が二次転写ローラ６３と対向する位置に来たときに、それに合わせて中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６３との間に用紙Ｐが用紙搬送路４６を搬送されてくる。このとき二次転写ローラ６３にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、前記積み重ねられたトナー画像が中間転写ベルト６１から用紙Ｐに転写される。中間転写ベルト６１上の転写されなかった残留トナーは、中間転写体６１に接するブレードを備えるクリーニング器６５によって中間転写ベルト６１上から除去される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着部７に搬送され、前述したようにトナー画像が定着され、使用者の指示に応じて制御部９により用紙の誘導態勢が切り替えられた用紙搬送方向切り替え手段８５に誘導され、フェイスダウン排出ローラ対８３またはフェイスアップ排出ローラ対８４により、フェイスダウントレイ２またはフェイスアップトレイ３に排出される。

図２は本発明の実施形態に係る用紙搬送方向切り替え手段８５の周辺の部分斜視図である。本発明の実施形態において、用紙搬送方向切り替え手段８５は本体１の奥行き方向に長い板状であり、用紙搬送方向の上流側に向かう端が自由端となるように、その反対側に回動支点が設けられ、回動支点で本体１の手前と奥の壁面内側に接続されており、図示しない動力源によって角度を変えられる。

図３および図４は用紙搬送方向切り替え手段８５がフェイスアップトレイ３への誘導態勢およびフェイスダウントレイ２への誘導態勢の場合の、用紙搬送方向切り替え手段８５近傍の部分構成図である。用紙搬送方向切り替え手段８５が図３の角度、すなわちフェイスアップトレイ３への誘導態勢になると、定着部７から排出された用紙Ｐはフェイスアップ排出ローラ対８４へ向かい、図４の角度、すなわちフェイスダウントレイ２への誘導態勢になると用紙Ｐはフェイスアップ排出ローラ対８４へは向かわずに上方のフェイスダウントレイ２へ向かう。

このように動作する用紙搬送方向切り替え手段８５には、切り欠き８５ａおよび８５ｂが設けられ、切り欠き８５ａでフェイスアップ排出ローラ対８４と重なるようになっている。また、図２および図３（ａ）に示すように、切り欠き８５ｂには円柱状の突起８５ｃが設けられ、アクチュエータ８７には円柱状の接続部８７ａが設けられている。用紙搬送方向切り替え手段８５とアクチュエータ８７は、突起８５ｃと接続部８７ａに両端をねじ込まれたねじりコイルばねからなる付勢手段８６により接続され、これにより用紙搬送方向切り替え手段８５とアクチュエータ８７とは、突起８５ｃと接続部８７ａの軸が一直線上に並ぶ状態が定常の相対姿勢となるように連結されている。また、アクチュエータ８７を挟み込むように、光透過型の検知センサ８８が本体１の内壁に設けられたフレーム８９上に設けられている。アクチュエータ８７は図３に示すように、接続部８７ａと、フェイスダウントレイ方向へ搬送される用紙に干渉するアーム８５ｂと、フェイスアップトレイ方向へ搬送される用紙に干渉するアーム８５ｃと、検知センサ８８の発光部と受光部の間の光路に干渉するセンサ干渉部８７ｄからなる。ただしアクチュエータ８７の形状はこれに限定されない。これらの部分と同様の役割を果たすことができるものであればどのような形状でもよい。

図３および図４を用いてアクチュエータ８７と検知センサ８８とによって、フェイスダウントレイ方向、フェイスアップトレイ方向のいずれかの方向に搬送される用紙の搬送状態を検知する方法を説明する。

図３は用紙搬送方向切り替え手段８５がフェイスアップトレイ３への誘導態勢となった場合を示す。図３（ａ）に示す非通紙の状態では、アクチュエータ８７は付勢手段８６によって用紙搬送方向切り替え手段８５との相対姿勢が定常状態となっており、アーム８５ｃがフェイスアップトレイ方向に搬送される用紙に干渉する位置に来るとともに、センサ干渉部８７ｄは検知センサ８８に干渉する位置に来ている。図３（ｂ）に示す通紙中の状態では、アーム８５ｃが搬送される用紙Ｐに接触してアクチュエータ８７は変位せしめられ、センサ干渉部８７ｄは検知センサ８８の光路に干渉しない位置に来ている。

また、図４は用紙搬送方向切り替え手段８５がフェイスダウントレイ２への誘導態勢となった場合を示す。図４（ａ）に示す非通紙の状態では、アクチュエータ８７は付勢手段８６によって用紙搬送方向切り替え手段８５との相対姿勢が定常状態となっており、アーム８５ｂがフェイスダウントレイ方向に搬送される用紙に干渉する位置に来るとともに、センサ干渉部８７ｄは検知センサ８８に干渉しない位置に来ている。図４（ｂ）に示す通紙中の状態では、アーム８５ｂが搬送される用紙Ｐに接触してアクチュエータ８７は変位せしめられ、センサ干渉部８７ｄは検知センサ８８の光路に干渉する位置に来ている。

制御部９は用紙搬送方向切り替え手段８５の方向を制御しているため、用紙搬送方向切り替え手段８５がいずれかの方向であるかを認識している。これと、センサ干渉部８７ｄが光路に干渉しているか、干渉していないかによって、いずれの搬送方向であっても用紙の搬送状態を認識することができる。具体的には、用紙搬送方向切り替え手段８５がフェイスアップトレイ３への誘導態勢で、光路が干渉されていれば非通紙状態、非干渉であれば通紙状態であり、用紙搬送方向切り替え手段８５がフェイスダウントレイ２への誘導態勢で、光路が干渉されていれば通紙状態、非干渉であれば非通紙状態であると認識する。

また、制御部９が通紙状態と認識している時間が用紙の搬送方向の長さと用紙の搬送速度から計算される所定の時間よりも長くなると、紙詰まりなどの異常が発生したと判断して搬送動作を停止し、音を発したり、図示しない表示板に異常を表示したりすることにより使用者に異常を知らせる。

このように構成することにより、狭い空間に設けられた１個のアクチュエータと１個のセンサからなる１組の検知機構によって、２方向に分岐する原稿搬送路を搬送される用紙の搬送状態を検知することができる。また、紙詰まりが発生したあと、そのまま搬送ローラを回転させて搬送動作を継続することによって、用紙がきつく挟まって取り除きにくくなったり、詰まった用紙により搬送ローラが傷んだりすることを防ぐことができる。また、使用者は異常が発生した際にすみやかに対処することができる。

本発明の実施形態において、付勢手段８６は、板ばねからなるものであってもよい。その場合板ばねの振れやすさに方向性が生じるので、振れやすい方向を用紙の搬送方向に一致させることにより検知センサ８８が確実にアクチュエータ８５の変位を検知することができる。

本発明に係る用紙の搬送状態の検知機構は、用紙の排出方向を決める部分に限らず、両面に画像を形成する場合に用いる用紙反転ユニットなどに用紙を誘導する部分のように、用紙搬送路が２方向に分岐する箇所であれば使用可能である。

本発明の画像形成装置の実施形態に係るプリンタの概略構成図本発明の実施形態に係る用紙搬送方向切り替え手段の周辺の部分斜視図フェイスアップトレイへの誘導態勢である用紙搬送方向切り替え手段の周辺の部分構成図フェイスダウントレイへの誘導態勢である用紙搬送方向切り替え手段の周辺の部分構成図従来の定着部近傍の概略構成図従来の定着部近傍の概略構成図

符号の説明

１本体
７定着部
９制御部
７１定着ローラ
７２加圧ローラ
８１用紙搬送路
８４フェイスアップ排出ローラ対
８５用紙搬送方向切り替え手段
８６付勢手段
８７アクチュエータ
８８検知センサ

Claims

分岐点において２方向に分岐する用紙搬送路と、装置全体を制御する制御部と、前記制御部の制御により前記２方向のいずれかの方向へ用紙を誘導する用紙搬送方向切り替え手段とを備える画像形成装置において、
前記用紙搬送方向切り替え手段にはアクチュエータが、前記用紙搬送方向切り替え手段に対する相対姿勢が一定となるように付勢手段を介して取り付けられ、前記アクチュエータは前記用紙搬送方向切り替え手段が誘導する用紙の搬送路に干渉し、用紙によって変位せしめられ、この変位を前記アクチュエータの姿勢を検知する単一のセンサでとらえることにより、用紙がいずれの方向へ誘導されても通紙状況を認識することができることを特徴とする画像形成装置。
前記センサが光透過型センサからなり、前記アクチュエータの光路干渉／非干渉を検知して通紙状況を認識するものであって、前記用紙搬送方向切り替え手段が一方の切り替え姿勢にあるときは前記アクチュエータの光路干渉をもって通紙、光路非干渉をもって非通紙と認識し、前記用紙搬送方向切り替え手段が他方の切り替え姿勢にあるときは前記アクチュエータの光路干渉をもって非通紙、光路非干渉をもって通紙と認識することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
用紙が前記アクチュエータに接していることを認識している時間が所定の時間よりも長くなると、用紙の搬送動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記付勢手段が圧縮コイルばねからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記付勢手段が板ばねからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。