JP4619572B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、用紙上に画像の形成を行う画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特許第2941021号公報、特開平9-110313号公報には、電子写真方式の画像形成において、給紙カセットからプリンタエンジンに用紙を供給する途上で、搬送中の用紙を搬送経路の途上から分岐している反転路に先端から収納し、この用紙の後端を先端とするようにスイッチバックしてから供給する技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
プリンタエンジンに搬送中の用紙を搬送経路の途上から分岐している反転路でスイッチバックすることにより、搬送途上の先行する用紙と後続の用紙との間の間隔を狭め、連続給紙による連続画像形成の生産性を向上させることが可能となる場合がある。
【0004】
すなわち、反転路をバッファのように使用して、反転路からレジストローラに先行する用紙を搬送するときの搬送速度を、給紙カセットから反転路に後続の用紙を搬送するときの搬送速度より大きくした場合等である(特願2000-215038の明細書、特願2000-230153の明細書などを参照)。また、この場合に、反転路内で先行する用紙と後続の用紙とが、少なくとも部分的に重畳しあってすれ違うようにすれば、さらに用紙間隔を短縮することができる。
【0005】
このような技術において、反転路に収納した用紙をスイッチバックし後端を先頭として送り出す動作は、反転路に設けられた互いに対峙する半月コロとローラとで行い(特願2000-326375の明細書などを参照)、あるいは、反転路に設けられた接離自在な一対のローラによって行うことができる(特願2000-215038の明細書などを参照)。また、半月コロとローラとを用いる場合に、反転路内への用紙の搬送は、半月コロより反転路の出口側に設けられた切換爪を備えたローラにより行うことができる(特願2000-329412の明細書などを参照)。
【0006】
反転路内に用紙を搬送するときは、半月コロを用いる場合は、その平面状の切欠部を用紙側に向けて待機させる。また、接離自在なローラを用いる場合は、2つのローラを離間した状態で待機させる。それゆえ、反転路内への用紙搬送は、切換爪を備えたローラだけに頼ることになる。そして、この切換爪を用いた機構の搬送力は、ローラ対で用紙をニップする機構に比べて小さい。そのため、この搬送力不足に起因して、用紙が完全に切換爪を抜けて反転路内に搬送できない場合が発生するという不具合がある。これは、特に低温低湿などの環境下で起こりやすい。このため、用紙を反転路内に搬送する際に搬送力を補助する機構が必要である。
【0007】
また、反転路内に用紙を搬送する際、搬送力は切換爪のローラのみのために、用紙は反転路内に放り出される様に搬送される。そのため、用紙サイズや用紙の種類(特に表面状態や紙の質量)によって、放り出した後に停止する位置にバラツキが生じる。このバラツキは、用紙間隔が短く、かつ、一定間隔で搬送する場合には、用紙搬送の生産性に大きく影響する。例えば、先行する用紙が半月コロによって搬送された後に、一定間隔で次の用紙を搬送するように、半月コロは駆動されるが、次の用紙の飛出し量が多く、停止位置が半月コロの近傍になった場合、用紙の搬送が遅れて用紙間隔は広がってしまうという不具合がある。
【0008】
このバラツキに対応するため、半月コロの駆動間隔を短縮して早めに搬送し、反転路から搬送経路に送り出した後の最初の搬送ローラで停止して待機させる制御を行うことが考えられる。しかし、この場合、反転路を用いて用紙をスイッチバックする技術では、後続の用紙の飛出し量が少なく、切換爪を備えたローラに近い位置で停止すると、半月コロの駆動後に先行する用紙に追いついてしまい、両者を重送してしまう不具合がある(先行する用紙は、プリンタエンジンの直前に設けられたレジストローラにニップされて後は速度は遅くなるため(すなわち、用紙の移動速度は給紙速度から画像形成プロセス速度へ移行する)、後続の用紙が追いつくことになる)。このことから、反転路内での用紙の停止位置を一定とするため、用紙サイズに対応したストッパ機構が必要である。
【0009】
この発明の目的は、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。
【0010】
この発明の目的は、反転路内の用紙の飛出しによる用紙の曲がり等を防止し、また、用紙サイズに応じたストッパを不要にして、製造コストを低減することができる。
【0011】
この発明の目的は、反転路への用紙の搬送力が更に増加し、用紙搬送精度の信頼性を更に向上させることである。
【0012】
この発明の目的は、用紙搬送路と直交する水平方向の用紙のズレを防止して、ジョガーの設置を不要とし、製造コストを低減することである。
【0013】
この発明の目的は、装置のレイアウトの自由度を向上させることである。
【0014】
この発明の目的は、反転路内で所定停止位置での用紙の停止を高精度で行うことである。
【0015】
この発明の目的は、後続の用紙の反転路への受け入れ動作を的確に行って、用紙間隔を更に短縮することである。
【0016】
この発明の目的は、用紙搬送路の反転路より下流側での縦レジスト補正動作を省くことである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を1枚ずつ分離給紙する分離給紙装置と、給紙された用紙上に画像形成を行うプリンタエンジンと、前記用紙収納部から前記プリンタエンジンに至る用紙搬送路と、この用紙搬送路で用紙搬送を行う用紙搬送装置と、この用紙搬送路の途中から分岐していて当該用紙搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記用紙搬送路と前記反転路との分岐箇所に配置されて回転駆動し、その外周面に当接される用紙を前記用紙収納部側から前記反転路側に送り込むローラと、前記分岐箇所に配置され、前記反転路に送り込まれる用紙に対向する第1ガイド面と前記反転路から送り出される用紙に対向する第2ガイド面とを有し、前記第1ガイド面と前記ローラとの間に用紙を通過させる第1切換位置と、前記反転路から送り出された用紙が前記第1ガイド面と前記ローラとの間に入り込むことを禁止する第2切換位置との間で切換え動作を行う切換部材と、前記反転路から前記プリンタエンジンに向けて送り出される先行する用紙の後端と前記用紙収納部側から前記反転路に送り込まれる後続の用紙の先端とが重なる位置であるすれ違いポイントより前記反転路の奥側に設けられ、前記反転路への用紙の送り込み、及び、この送り込み後の用紙の前記反転路からスイッチバックしての送り出しを行う第1の用紙反転装置と、を備え、
前記送り込むローラよりも前記用紙搬送路側に配置されて回転駆動し、用紙を前記用紙収納部側から前記送り込むローラ側に送り込むローラの用紙搬送速度を、前記分岐箇所よりも前記プリンタエンジン側に配置されて回転駆動し、前記反転路から前記プリンタエンジンに向かう用紙を搬送するローラの用紙搬送速度よりも大きくした画像形成装置である。
【0018】
したがって、第1の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。また、第1の用紙反転装置は、用紙を反転路の所定の停止位置で停止するストッパとなるので、反転路内の用紙の飛出しを防止し、飛出しによる用紙の曲がり等を防ぐことができる。そして、用紙サイズに応じたストッパ(用紙の停止位置を制御する突起形状のストッパ等)の設置が不要となり、製造コストを低減することができる。
【0019】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記第1の用紙反転装置より前記反転路の手前側の位置に配置され、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記用紙搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行の用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が前記反転路で重畳することを許容する開放状態とに切換え自在な第2の用紙反転装置を備えている。
【0020】
したがって、比較的短い用紙長の用紙を使用しても、第2の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が更に増加し、用紙搬送精度の信頼性を更に向上させることができる。
【0021】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記第2の用紙反転装置は、一方は外周部の一部に切欠部分が形成されているローラ対からなり、前記切欠部分の向きにより、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である。
【0022】
したがって、第2の用紙反転装置は、一方のローラに形成された切欠部分の向きにより、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【0023】
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記第2の用紙反転装置は、接離動作可能なローラ対からなり、前記接離動作により、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である。
【0024】
したがって、第2の用紙反転装置は、両ローラの接離動作により、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【0025】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかの一に記載の画像形成装置において、前記第1の用紙反転装置は、正逆回転可能で常時用紙をニップ可能に当接しているローラ対を備えている。
【0026】
したがって、先行する用紙と後続の用紙が、常時どれかのローラにニップされることになり、用紙搬送路と直交する水平方向の用紙のズレが無くなり、この方向のレジストを調整するためのジョガーも不要となり、製造コストを低減することができる。また、両ローラは常時用紙をニップ可能であるため、重力に左右されることなく用紙を搬送でき、反転路を縦置きに設置可能になるなど、レイアウトの自由度が増す。
【0029】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかの一に記載の画像形成装置において、前記第1の用紙反転装置の近傍に配置され、前記反転路で用紙を検出するセンサを備えている。
【0030】
したがって、第1の用紙反転装置の近傍にセンサを設けたので、反転路内で所定停止位置での用紙の停止を高精度で可能となり、また、後続の用紙の反転路への受け入れ動作を的確に行って、用紙間隔を更に短縮することが可能となる。
【0031】
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の画像形成装置において、前記センサが前記反転路に進入する用紙の先端を検出したときは、この検出信号に基づいて所定のタイミングで前記第1の用紙反転装置による用紙の搬送を停止する停止制御手段を備えている。
【0032】
したがって、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができ、用紙収納部から反転路までの搬送に発生した用紙の停止位置のバラツキを吸収することができる。これは、縦レジスト補正として機能し、用紙搬送路の反転路より下流側での縦レジスト補正動作を省くことができる。
【0033】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の画像形成装置において、X3=D2+X1−S1……(2)
(但し、X3:前記センサが用紙の先端を検出してから前記第1の用紙反転装置が用紙を搬送する距離、D2:用紙長、X1:前記切換部材から前記反転路内で停止した用紙の端部までの距離、S1:前記切換部材から前記センサまでの距離)で定義される(2)式により求められる距離X3だけ、前記センサによる用紙先端の検出後に当該用紙を前記反転路に搬送してから停止するように前記第1の用紙反転装置を制御して、前記反転路への用紙の送り込みを行う制御手段を備えている。
【0034】
したがって、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができる。
【0035】
請求項9に記載の発明は、請求項6〜8のいずれかの一に記載の画像形成装置において、前記センサが前記反転路から送り出される用紙の後端を検出したときは、この検出信号に基づいて当該用紙の後続の用紙の前記反転路への進入のタイミングを制御する進入制御手段を備えている。
【0036】
したがって、センサを設けない場合に比べて、用紙のスイッチバック時に反転を開始した用紙の後端が、第1の用紙反転装置を通過したことを検出することができるので、すぐに後続の用紙の受け入れ動作へ移行でき、先行する用紙と後続の用紙との間隔をさらに短縮して、反転路内に搬送することができる。
【0037】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態について説明する。
【0038】
図1は、この実施の形態である画像形成装置の構造を概略的に示す正面図である。この画像形成装置Aには、用紙を積層保持する用紙収納部としての給紙トレイ1から電子写真方式で用紙上に画像形成を行うプリンタエンジン2、さらに形成した画像を用紙上に定着する定着装置3を経由して、画像形成後の用紙が排紙される排紙スタッカ4に至る用紙の搬送経路5が形成されている。搬送経路5のうち給紙トレイ1からプリンタエンジン2までが用紙搬送路6である。
【0039】
用紙搬送路6の途中の分岐点8からは、最奥部が行き止まりになったトレイ状の反転路7が分岐して設けられている。この分岐点8より用紙搬送方向の上流側には、モータ9(図5参照)で駆動されて用紙を搬送する搬送ローラ10が設けられている。また、分岐点8より用紙搬送方向の下流側には、反転路7で後述のようにスイッチバックした用紙をプリンタエンジン2へ送るようにモータ11(図5参照)で駆動される搬送ローラ12と、レジストセンサ13により検出した用紙をプリンタエンジン2へ送り出すタイミングをプリンタエンジン2での画像形成動作に同期させるレジストレーション動作を行うレジストローラ14とが設けられている。レジストセンサ13は、レジストローラ14より用紙搬送方向の上流側に設けられている。そして、搬送ローラ12による用紙搬送路6の反転路7より下流側での用紙の搬送速度より、搬送ローラ10による用紙搬送路6の反転路7より上流側での用紙の搬送速度(後述の縦搬送速度V1)は大きく設定されている。搬送ローラ10,12などにより用紙搬送装置を実現している。
【0040】
反転路7には、モータ15(図5参照)により間欠駆動されて外周部の一部に切り欠かれた平坦面である切欠部16aが形成された半月コロ状の駆動ローラ16と、反転路7を挟んで駆動ローラ16に対向する位置に配置され、駆動ローラ16の切欠部16aが形成された部分以外に当接したときに連れ回りされる従動ローラ17とにより構成される第2の用紙反転装置である用紙反転装置18が設けられている。この用紙反転装置18により、反転路7へ送り込まれた用紙がスイッチバックされてプリンタエンジン2に向けて送り出される。
【0041】
ここで、図4は、用紙反転装置18の概略を示す正面図である。図4(a)に示すように駆動ローラ16の切欠部16aが従動ローラ17に対向している場合には、反転路7への用紙の送り込みが許容される。また、図4(b)に示すように、駆動ローラ16の外周面と従動ローラ17の外周面とが当接している場合には、駆動ローラ16が回転駆動されることにより従動ローラ17が連れ回りされ、反転路7からの用紙の送り出しが行われる。また、反転路7には、反転路7への用紙の出し入れのタイミングを制御するために用紙を検出する用紙通過センサ19が設けられている(図1参照)。このように用紙反転装置18は、反転路7に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて用紙搬送路6へ送り出す送り出し状態と、反転路7から送り出されている先行の用紙と反転路7に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切換自在である。
【0042】
給紙トレイ1の用紙搬送方向の下流側には、積層保持された用紙を取り出すピックアップローラ20と、取り出した用紙を一枚ずつに分離する分離ローラ21とからなる分離給紙装置22が設けられている。
【0043】
プリンタエンジン2は感光体23を備えている。この感光体23の回りには、感光体23に一様に帯電させる帯電器24と、感光体23の上に静電潜像を光書き込みするデジタル光書込装置25と、感光体23上の静電潜像をトナーで現像する現像器26と、現像後のトナー画像を用紙上に転写する転写器27と、感光体23の上の残存トナーを除去するクリーニング装置28など、の画像形成プロセスを実行するための周知の各装置が設けられており、デジタル電子写真プロセスで用紙上に画像を形成する。
【0044】
定着装置3には、用紙上に転写したトナー像を用紙に定着する加圧ローラ29と加熱ローラ30とが設けられている。定着装置3より用紙搬送方向の下流側には、トナー画像を定着した用紙を排紙スタッカ4へ排紙する排紙ローラ31が設けられている。
【0045】
分岐点8の近傍には、モータ32(図5参照)で駆動される入口ローラ33と、切換部材である複数個の分岐爪34とが設けられている。これらの入口ローラ33と分岐爪34とについての詳細を図2、図3を参照して説明する。
【0046】
用紙搬送路6における分岐点8の直前位置には、用紙搬送路6を搬送された用紙の向きを反転路7側に向けるように案内する入口ガイド板35a,35bが設けられている。そして、入口ガイド板35a,35bにそって用紙の進行方向を約90°曲げた位置に入口ローラ33と分岐爪34とが配置されている。入口ローラ33は、モータ32(図5参照)は用紙を反転路7に送り込む向きに常時回転駆動されている。
【0047】
分岐爪34は、反転路7に送り込まれる用紙に対向する第1ガイド面34aと、反転路7から送り出される用紙に対向する第2ガイド面34bと、第1ガイド面34aと第2ガイド面34bとに挟まれて反転路7に対向する鋭角的な分岐爪先端部34cとを有する部材である。そして、この分岐爪34は、入口ローラ33の中心軸33aの近傍にこの中心軸33aと平行に配置された支軸36に固定され、支軸36は軸受(図示せず)により回動自在に軸支されている。支軸36の端部にはアーム37の一端が固定され、アーム37の他端にはアーム37を引き付けるように付勢するスプリング38の一端が係止されている。また、スプリング38の付勢力によりアーム37が回動する方向には、アーム37の回動位置を規制するためのストッパ39が設けられている。
【0048】
分岐爪34は、支軸36と共に支軸36の軸心回りに回動することにより、第1切換位置(図2において実線で示す位置)と、第2切換位置(図2において二点鎖線で示す位置)とに位置の切換が可能である。
【0049】
第1切換位置は、反転路7に送り込まれる用紙が入口ローラ33の外周面と分岐爪34の第1ガイド面34aとの間を進行しているときの回動位置である。第2切換位置は、入口ローラ33の外周面と分岐爪34の第1ガイド面34aとの間に用紙がないときの回動位置である。
【0050】
分岐爪34が第2切換位置に回動しているとき、分岐爪先端部34cは二点鎖線で示すように、入口ローラ33の外周部より内側に入り込んで位置している。分岐爪34はスプリング38の付勢力が作用し、この付勢力は、分岐爪34の第1ガイド面34aと入口ローラ33の外周面との間を通って反転路7に送り込まれる用紙を入口ローラ33の外周面に押し付ける向きに作用している。このスプリング38の付勢力は、反転路7に送り込まれる用紙の腰の強さにより第1切換位置に位置している分岐爪34を第2切換位置へ回動させることができる大きさに設定されている。
【0051】
図5は、画像形成装置Aの制御系の電気的接続を示すブロック図である。用紙搬送に関わる制御系は、各部を集中的に制御するマイコン50を備えている。マイコン50には、搬送ローラ10を回転するモータ9を駆動するモータドライバ51、搬送ローラ12を回転するモータ11を駆動するモータドライバ52、駆動ローラ16を回転するモータ15を駆動するモータドライバ53、入口ローラ33を回転するモータ32を駆動するモータドライバ54、用紙通過センサ19、レジストセンサ13等、各種アクチュエータ、センサが接続されている。
【0052】
なお、用紙反転装置18は、図6に示すような構成としてもよい。図6の用紙反転装置18は、ドライバ55を介して動作するモータ32(図5参照)により回転駆動される駆動ローラ41、この駆動ローラ41に対して接離する位置に移動自在に設けられて当接時に連れ回りされる従動ローラ42、従動ローラ42を駆動ローラ41に接離する位置へ移動させる移動機構等により構成されている。
【0053】
従動ローラ42を移動させる移動機構は、一端に従動ローラ42が連結されて他端が支点43により支持されたリンク44と、リンク44の軸方向の略中央部に連結されて従動ローラ42を駆動ローラ41に当接させる向きに付勢するスプリング45と、リンク44に連結されて従動ローラ42を駆動ローラ41から離反させる向きに付勢する、ドライバ56(図5参照)を介して駆動するソレノイド46により構成されている。
【0054】
図6(b)は、スプリング45の付勢力により従動ローラ42が駆動ローラ41に当接され、駆動ローラ41が矢印方向へ回転駆動されることにより駆動ローラ41と従動ローラ42とで挟持されている用紙が反転路7から送り出される送り出し状態である。
【0055】
図6(a)は、ソレノイド46の駆動により従動ローラ42が下方へ回動され、駆動ローラ41と従動ローラ42との間に隙間が生じた開放状態である。この開放状態のとき、反転路7内への用紙の送り込みが行われる。
【0056】
反転路7内では、先行する用紙と後続の用紙のすれ違い搬送をしているため、用紙が重なっている間は、用紙反転装置18で用紙のすれ違い搬送を許容できるように、図4に示すように、半月コロ状の駆動ローラ16を用いるか、あるいは、図6に示すように、駆動ローラ41と従動ローラ42とを接離自在な機構としている。
【0057】
このような用紙反転装置18では、用紙は反転路7内に放り出される様に搬送される。しかし、この時の用紙の停止位置は一定しないままスイッチバックして送り出されるため、搬送誤差が生じる。特に、前記のように反転路7をバッファとして、その上流側と下流側とで用紙搬送速度を変えて用紙間隔を大きく短縮する場合においては、搬送誤差は大きな問題である。
【0058】
そこで、反転路7内での用紙の停止位置を一定とするために、図1、図7に示すように、同じく反転路7内で用紙反転装置18の位置より奥側に第1の用紙反転装置である用紙反転装置61を設け、用紙通過センサ19を反転路7内で用紙反転装置18の位置より奥側に設けた。用紙反転装置61は、一対の駆動ローラ62及び従動ローラ63とからなり、駆動ローラ62は、マイコン40により制御されてドライバ58を介してモータ59により(図5参照)、正逆両方向に回転可能である。図7には、用紙P1も示している。
【0059】
図8〜図10に示すように、反転路7内のすれ違いポイント64(先行する用紙P1の後端と後続の用紙P2の先端とがすれ違うポイント)より入口ローラ33及び分岐爪34の側では、2枚の用紙P1とP2が重なる状態が発生するので、常時用紙P1,P2をニップする対のローラは設置できない。
【0060】
そこで、すれ違いポイント64よりも反転路7の奥側に用紙反転装置61の駆動ローラ62及び従動ローラ63を設置し、用紙P1又はP2を常時ニップ可能とするものである。
【0061】
すれ違いポイント64の位置は、次の(1)式に基づいた計算により、すれ違い距離X2を求めることで決定することができる。
【0062】
X2=D2+X1−V2(D1+D2−V1×T1)/(V1+V2)…… (1)
ここで、
X1:停止距離(分岐爪34の先端から反転路7内で停止した用紙P1の端部までの距離)(mm)
X2:すれ違い距離(分岐爪34の先端からすれ違いポイント64までの距離)(mm)
D1:用紙間隔(反転路7より上流側における用紙P1と用紙P2との間隔)
D2:用紙長(mm)
V1:反転搬送速度(反転路7で用紙P1を送り出す用紙搬送速度)(mm/s)
V2:縦搬送速度(反転路7より上流側における用紙搬送路6での用紙搬送速度)(mm/s)
T1:反転路7内での用紙P1の保持時間(sec)
【0063】
用紙P1が反転路7内に搬送されると、駆動ローラ16を通過して、両ローラ62と63とにニップされる。この両ローラ62と63は、分岐爪34及び入口ローラ33の用紙搬送の補助をする形で、搬送ローラ10並びに入口ローラ33及び分岐爪34が用紙P1,P2を搬送する縦搬送速度V1と同じ速度で正回転することで、反転路7に用紙P1を送り込む。両ローラ62と63にニップされた後、用紙P1は、用紙通過センサ19を通過する。この用紙通過センサ19で用紙P1が検出されると、用紙停止位置が一定となるように、両ローラ62と63は、用紙サイズを考慮した回転数分回転した後に停止する。例えば、用紙通過センサ19の配置位置が、図11に示すように、分岐爪34からの距離がセンサ距離S1だけ離れた地点である場合だと、一定の停止距離X1に合わせて、次の式(2)より算出された回転距離X3分だけ回転して停止する。
【0064】
X3=D2+X1−S1……(2)
ここで、
X3:回転距離(用紙通過センサ19が用紙P1の先端を検出してから駆動ローラ62が回転する距離)(mm)D2:用紙長(mm)X1:停止距離(分岐爪34の先端から反転路7内で停止した用紙P1の端部までの距離)(mm)S1:センサ距離(分岐爪34の先端から用紙通過センサ19までの距離)(mm)
【0065】
このようにして、所定の停止位置で用紙P1を停止させた後、用紙P1をスイッチバックして反転搬送する際には、駆動ローラ16と速度、タイミングを同期させて逆回転を開始する。そして、用紙通過センサ19を用紙P1の後端が通過し、用紙通過センサ19で用紙P1の通過を検出すると、用紙P1の後端が駆動ローラ62、従動ローラ63間のニップ部分を通過するのに十分な回転数分だけ回転してから、この逆回転を停止し、その後再び、縦搬送速度V1で正回転を始め、次の用紙P2が搬送可能な状態となる。
【0066】
図12は、反転路7における用紙P1をスイッチバックして送り出す制御について説明するフローチャートである。
【0067】
図12に示すように、マイコン40は、用紙通過センサ19がOFFからONになったとき(ステップS1のY)、すなわち、用紙通過センサ19が反転路7に進入してくる用紙P1の先端を検出したときは、この検出信号に基づき、例えば、モータ59を予め設定している所定のパルス数だけ回転させてから(ステップS2)、停止することで(ステップS3)、前記した所定の停止位置で用紙P1を停止する。ステップS3により停止制御手段を実現している。そして、予め設定されている所定のディレイタイムが経過すると(ステップS4のY)、モータ59の逆転を開始して(ステップS5)、駆動ローラ62及び従動ローラ63で用紙P1を反転路7から送り出す。そして、用紙通過センサ19がONからOFFになったとき(ステップS6のY)、すなわち、用紙通過センサ19が反転路7から送出される用紙P1の後端を検出したときは、この検出信号に基づき、モータ9,32,15,59などを所定のタイミングで制御して、後続の用紙P2の反転路7への送り込み動作を行う(ステップS7)。ステップS7により進入制御手段を実現している。
【0068】
以上説明したように、反転路7内に、用紙反転装置18又は61と、式(1)より算出したすれ違いポイント64よりも奥側には、正逆転可能で用紙Pを常時ニップすることができる駆動ローラ62及び従動ローラ63とを設けたので、反転路7への用紙Pの搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。
【0069】
また、用紙P1,P2が、常時どれかのローラにニップされることになり、用紙搬送路6と直交する水平方向の用紙Pのズレが無くなり、この方向のレジストを調整するためのジョガーも不要となり、製造コストを低減することができる。
【0070】
駆動ローラ62及び従動ローラ63は常時用紙P1,P2をニップ可能であるため、重力に左右されることなく用紙Pを搬送でき、反転路7を縦置きに設置可能になるなど、レイアウトの自由度が増す。
【0071】
駆動ローラ62及び従動ローラ63は、用紙P1を所定の停止位置で停止するストッパとなる。これにより、反転路7内の用紙P1の飛出しを防止し、飛出しによる用紙P1の曲がり等を防ぐ。そして、用紙サイズに応じたストッパ(用紙P1の停止位置を制御する突起形状のストッパ等)の設置が不要となり、製造コストを低減することができる。
【0072】
また、駆動ローラ62及び従動ローラ63の近傍に用紙通過センサ19を設けたので、精度よく用紙P1を所定の停止位置で停止させる制御が可能になり、給紙トレイ1から反転路7までの搬送に発生した用紙P1の停止位置のバラツキ(主に分離給紙装置22のピックアップローラ20のスリップや、そのピックアップ時の用紙位置のズレ、反転路7までの搬送におけるスリップによるもの)を吸収することができる。
【0073】
これは、縦レジスト補正として機能し、用紙搬送路6の反転路7より下流側での縦レジスト補正動作を省くことができる(停止しているレジストローラ14に用紙P1を突き当てて、たわませ、所定のタイミングで搬送開始するという縦レジスト補正動作を省略することができる)。また、用紙通過センサ19を設けない場合に比べて、用紙P1のスイッチバック時に反転を開始した用紙P1の後端が駆動ローラ62及び従動ローラ63のニップ部を通過したことを検出することができるので、すぐに後続の用紙P2の受け入れ動作へ移行でき、先行する用紙P1と後続の用紙P2との間隔をさらに短縮して、反転路内7に搬送することができる。
【0074】
なお、使用する用紙Pが、搬送ローラ12と駆動ローラ62及び従動ローラ63との間の経路長よりも長いもののみである場合、また、各ローラのレイアウトにおいて、搬送する一番短尺の用紙Pの用紙長よりも短い経路長で、搬送ローラ12と駆動ローラ62及び従動ローラ63との間の経路長を設定した場合、用紙反転装置18を省き、反転路7上の用紙搬送機構を駆動ローラ62及び従動ローラ63だけの構成としてもよい。
【0075】
この場合には、駆動ローラ16及び従動ローラ17が回転し、用紙P1にニップする瞬間や、離間していた駆動ローラ41と従動ローラ42とが用紙P1に接触する際に発生する騒音を無くすことができる。また、用紙反転装置18を省くことで、製造コストを低減することができる。
【0076】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明は、第1の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。また、第1の用紙反転装置は、用紙を反転路の所定の停止位置で停止するストッパとなるので、反転路内の用紙の飛出しを防止し、飛出しによる用紙の曲がり等を防ぐことができる。そして、用紙サイズに応じたストッパ(用紙の停止位置を制御する突起形状のストッパ等)の設置が不要となり、製造コストを低減することができる。
【0077】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、比較的短い用紙長の用紙を使用しても、第2の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が更に増加し、用紙搬送精度の信頼性を更に向上させることができる。
【0078】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、第2の用紙反転装置は、一方のローラに形成された切欠部分の向きにより、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【0079】
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、第2の用紙反転装置は、両ローラの接離動作により、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【0080】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかの一に記載の画像形成装置において、先行する用紙と後続の用紙が、常時どれかのローラにニップされることになり、用紙搬送路と直交する水平方向の用紙のズレが無くなり、この方向のレジストを調整するためのジョガーも不要となり、製造コストを低減することができる。また、両ローラは常時用紙をニップ可能であるため、重力に左右されることなく用紙を搬送でき、反転路を縦置きに設置可能になるなど、レイアウトの自由度が増す。
【0081】
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかの一に記載の画像形成装置において、第1の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。
【0082】
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれかの一に記載の画像形成装置において、第1の用紙反転装置の近傍にセンサを設けたので、反転路内で所定停止位置での用紙の停止を高精度で可能となり、また、後続の用紙の反転路への受け入れ動作を的確に行って、用紙間隔を更に短縮することが可能となる。
【0083】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の画像形成装置において、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができ、用紙収納部から反転路までの搬送に発生した用紙の停止位置のバラツキを吸収することができる。これは、縦レジスト補正として機能し、用紙搬送路の反転路より下流側での縦レジスト補正動作を省くことができる。
【0084】
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の画像形成装置において、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができる。
【0085】
請求項10に記載の発明は、請求項7〜9のいずれかの一に記載の画像形成装置において、センサを設けない場合に比べて、用紙のスイッチバック時に反転を開始した用紙の後端が、第1の用紙反転装置を通過したことを検出することができるので、すぐに後続の用紙の受け入れ動作へ移行でき、先行する用紙と後続の用紙との間隔をさらに短縮して、反転路内に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態である画像形成装置の構造を概略的に示す正面図である。
【図2】前記画像形成装置の部分拡大正面図である。
【図3】前記画像形成装置の入口ローラ及び分岐爪の斜視図である。
【図4】前記画像形成装置の用紙反転装置の説明図である。
【図5】前記画像形成装置の制御系の電気的な接続を示すブロック図である。
【図6】前記画像形成装置の他の例を示す説明図である。
【図7】前記画像形成装置の各用紙反転装置及び用紙通過検出センサの配置を示す斜視図である。
【図8】前記画像形成装置における用紙の連続給紙について説明する説明図である。
【図9】同説明図である。
【図10】同説明図である。
【図11】同説明図である。
【図12】前記画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
A 画像形成装置
1 用紙収納部
2 プリンタエンジン
6 用紙搬送路
7 反転路
10 用紙搬送装置
12 用紙搬送装置
16 ローラ
16a 切欠部
17 ローラ
18 第2の用紙反転装置
19 センサ
22 分離給紙装置
33 ローラ
34 切換部材
41 ローラ
42 ローラ
61 第1の用紙反転装置
Claims (9)
- 用紙を積層保持する用紙収納部と、
前記用紙収納部から用紙を1枚ずつ分離給紙する分離給紙装置と、
給紙された用紙上に画像形成を行うプリンタエンジンと、
前記用紙収納部から前記プリンタエンジンに至る用紙搬送路と、
この用紙搬送路で用紙搬送を行う用紙搬送装置と、この用紙搬送路の途中から分岐していて当該用紙搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、
前記用紙搬送路と前記反転路との分岐箇所に配置されて回転駆動し、その外周面に当接される用紙を前記用紙収納部側から前記反転路側に送り込むローラと、
前記分岐箇所に配置され、前記反転路に送り込まれる用紙に対向する第1ガイド面と前記反転路から送り出される用紙に対向する第2ガイド面とを有し、前記第1ガイド面と前記ローラとの間に用紙を通過させる第1切換位置と、前記反転路から送り出された用紙が前記第1ガイド面と前記ローラとの間に入り込むことを禁止する第2切換位置との間で切換え動作を行う切換部材と、
前記反転路から前記プリンタエンジンに向けて送り出される先行する用紙の後端と前記用紙収納部側から前記反転路に送り込まれる後続の用紙の先端とが重なる位置であるすれ違いポイントより前記反転路の奥側に設けられ、前記反転路への用紙の送り込み、及び、この送り込み後の用紙の前記反転路からスイッチバックしての送り出しを行う第1の用紙反転装置と、を備え、
前記送り込むローラよりも前記用紙搬送路側に配置されて回転駆動し、用紙を前記用紙収納部側から前記送り込むローラ側に送り込むローラの用紙搬送速度を、前記分岐箇所よりも前記プリンタエンジン側に配置されて回転駆動し、前記反転路から前記プリンタエンジンに向かう用紙を搬送するローラの用紙搬送速度よりも大きくした画像形成装置。 - 前記第1の用紙反転装置より前記反転路の手前側の位置に配置され、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記用紙搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行の用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が前記反転路で重畳することを許容する開放状態とに切換え自在な第2の用紙反転装置を備えている請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第2の用紙反転装置は、一方は外周部の一部に切欠部分が形成されているローラ対からなり、前記切欠部分の向きにより、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記第2の用紙反転装置は、接離動作可能なローラ対からなり、前記接離動作により、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記第1の用紙反転装置は、正逆回転可能で常時用紙をニップ可能に当接しているローラ対を備えている請求項1〜4のいずれかの一に記載の画像形成装置。
- 前記第1の用紙反転装置の近傍に配置され、前記反転路で用紙を検出するセンサを備えている請求項1〜5のいずれかの一に記載の画像形成装置。
- 前記センサが前記反転路に進入する用紙の先端を検出したときは、この検出信号に基づいて所定のタイミングで前記第1の用紙反転装置による用紙の搬送を停止する停止制御手段を備えている請求項6に記載の画像形成装置。
- X3=D2+X1−S1……(2)
(但し、X3:前記センサが用紙の先端を検出してから前記第1の用紙反転装置が用紙を搬送する距離、D2:用紙長、X1:前記切換部材から前記反転路内で停止した用紙の端部までの距離、S1:前記切換部材から前記センサまでの距離)で定義される(2)式により求められる距離X3だけ、前記センサによる用紙先端の検出後に当該用紙を前記反転路に搬送してから停止するように前記第1の用紙反転装置を制御して、前記反転路への用紙の送り込みを行う制御手段を備えている請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記センサが前記反転路から送り出される用紙の後端を検出したときは、この検出信号に基づいて当該用紙の後続の用紙の前記反転路への進入のタイミングを制御する進入制御手段を備えている請求項6〜8のいずれかの一に記載の画像形成装置。
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