JP4845658B2 - シート搬送装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタおよび複合機などの電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）に備わり、その画像形成部に用紙、封筒およびハガキなど記録材シートを搬送するシート搬送装置に関するものである。

シート搬送装置において、シートが搬送中に斜行すると紙詰まり（ジャム）や画質低下などの原因となるため、斜行したシートを真っ直ぐ方向に矯正して搬送させる斜行矯正機構を設けたものがある（たとえば、特許文献１，２参照）。

図１０〜図１２は、斜行矯正機構の一例を示す。搬送路上にシート１を矢印Ａ方向に搬送する搬送ローラ８０２を有し、これに対向して搬送方向Ａに対して回転軸線を斜めに所定角度を持たせた傾斜ローラ８０３が配置されている。それら搬送ローラ８０２と傾斜ローラ８０３の間にシート８０４を挟んで回転摩擦力でもって搬送方向Ａに送る。また、両ローラ近傍の搬送路脇には搬送路に沿って規制板８０１が設けられ、搬送方向Ａに平行な当接面８０１ａを有している。斜行状態で搬送されてきたシート１ａをこの端面が規制板８０１の当接面８０１ａに突き当たるように接触させ、当接面８０１ａでガイドすることによって、斜行シート１ａが搬送方向Ａに向くように真っ直ぐに矯正する。

傾き角度Ｚで斜行してきたシート１ａの端面が規制板８０１に突き当たると、傾斜ローラ８０３を回転させてその斜行シート１ａが搬送方向Ａに向くよう、斜めに向いた角度を強制的に捩り力を加えて真っ直ぐ方向に斜行シート１ａを矯正する。矯正後、シート１はその端面を規制板８０１の当接面８０１ａにガイドされつつ搬送方向Ａへ搬送される。すなわち、シート１は規制板８０１によって幅寸法を規制することで位置決めされる。この斜行矯正機構の場合、給紙精度を向上させるというより、むしろ構造が簡素であることに利点がある。

特開平８−２０８０７５号公報 特開平７−３３４６３０号公報

しかしながら、図１０〜図１２に示す従来例、ならびに上記特許文献１，２に開示された装置には共通するつぎの問題点がある。

図１０で明らかなように、傾き角度Ｚの斜行状態で搬送されてきたシート１ａは、その傾き角度Ｚを解消すべく矯正され始めるのは、シート端面が規制板８０１の端部に突き当たってからである。突き当てに始まってシート端面の全域が規制板８０１の当接面８０１ａに沿って接触して案内されるとき、シート１は搬送方向Ａに向いて真っ直ぐに矯正完了する。ところで、規制板８０１に斜行シート１ａの一個所が当接するまでその間の斜行はそのままで、当接までに搬送される搬送距離Ｘは不要な距離である。すなわち、その不要距離Ｘを搬送路に見込んで設ける分だけ、搬送路を余分に長くする必要があり、装置全体の大型化につながる不具合がある。

加えて、図１１は、斜行シート１ａの傾き角度Ｚが大きく、その状態のまま規制板８０１に当接する例を示す。この場合、シート１ａの傾き角度Ｚが大きいために、真っ直ぐに矯正するために必要な距離Ｙはそれだけ長くなる。それに対して、図１２は、斜行シート１ａの傾き角度Ｚが比較的に小さく規制板８０１に当接する例を示す。この場合は斜行シート１ａの傾き角度Ｚが小さいので真っ直ぐに矯正するために要する距離Ｙは短くて済む。反面、当接するまでの直前の搬送距離Ｘは傾き角度Ｚが小さいほど長くなるのが通常的である。

以上から分かるように、当接前に要する搬送距離Ｘと、傾き角度Ｚを真っ直ぐに矯正するに要する距離Ｙの両方を短縮できれば、搬送路をそれだけ詰めて短く設定できる。すなわち、当接前搬送距離Ｘを極力小さくし、傾き角度Ｚを過大過小にならない適度なものに設定できるならば、搬送路を短縮でき、装置全体の小型化実現に有効であると着目することができる。

以上から、本発明の主たる目的は、搬送路においてシートの斜行矯正に要する距離を最短化することで装置全体の小型化が実現可能なシート搬送装置を提供することにある。

併せて、本発明の目的は、かかる矯正距離最短化を実現したシート搬送装置を装備することで、シート搬送装置の小型化はもとより、画像形成装置本体の全体の小型化も可能であり、またシート搬送時間を短縮することで処理速度アップを実現できる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のシート搬送装置は、搬送方向に沿って搬送路に設けられた規制部材であって、シートの側端を当該規制部材に当接させながらシートを搬送させることにより、シートの斜行を矯正する規制部材と、シートを挟圧して搬送するための２組のローラ対を有し、前記２組のローラ対のうちの一方のローラ対を正回転させ他方のローラ対を逆回転させることで、シートを回転させるシート回転機構と、前記シート回転機構によって回転されたシートを挟圧して当該シートを搬送方向に搬送させるシート搬送機構と、前記シート搬送機構により搬送されるシートの側端と前記規制部材とが当接可能な規制位置から、前記シート回転機構により回転されるシートと前記規制部材とが当接しない退避位置へ、前記規制部材を移動させる移動手段と、を備えており、前記規制部材は、前記規制位置の規制部材と前記シート回転機構により回転されるシートの回転の軌道とが重なる位置に設けられており、前記移動手段は、前記シート回転機構によるシートの回転中は、前記規制部材が前記退避位置となるように前記規制部材を移動させ、さらに、前記シート回転機構によるシートの回転の後に、前記移動手段が前記規制部材を規制位置に移動させ、前記シート搬送機構が、前記シート回転機構により回転されたシートの側端を前記規制部材に当接させながら搬送方向に搬送させることで、シートの斜行補正を行うことを特徴とする。
また、本発明の他のシート搬送装置は、搬送方向に沿って搬送路に設けられた規制部材であって、シートの側端を当該規制部材に当接させながらシートを搬送させることにより、シートの斜行を矯正する規制部材と、シートを挟圧して搬送するための２組のローラ対を有し、前記２組のローラ対のうちの一方のローラ対を正回転させ他方のローラ対を逆回転させることで、シートを回転させるシート回転機構と、前記シート回転機構によって回転されたシートを挟圧して当該シートを搬送方向に搬送させるシート搬送機構と、前記シート回転機構によるシートの回転中は、前記シート回転機構により回転されるシートと前記規制部材とが当接しない退避位置となるように前記規制部材を移動させ、前記シート回転の後に、前記シート搬送機構により搬送されるシートの側端と前記規制部材とが当接可能な規制位置へ前記規制部材を移動させる移動手段と、前記シート回転機構により回転されるシートの位置を検出するシート検出手段と、を備え、前記規制部材は、前記規制位置の規制部材と前記シート回転機構により回転されるシートの回転の軌道とが重なる位置に設けられており、前記シート回転機構により回転されるシートの位置が、シートの側端が前記規制部材の端部に当接する位置、または、その近傍位置となったことを前記検出手段が検出したことに応じて、前記シート回転機構によるシートの回転を停止させ、その後、回転されたシートの側端を前記規制部材に当接させながら前記シート搬送機構により搬送方向に搬送させることで、シートの斜行補正を行うことを特徴とする。

また、前記２つの機構のローラが圧接離間可能であり、前記シート幅規制部材が搬送時に障害とならない位置に退避可能になっており、シートの回転後の位置を安定させるためにシート検出手段を備え、シート搬送装置によって搬送されてきたシートに画像を形成する画像形成部を備えたことを特徴とするものである。

本発明のシート搬送装置によれば、斜め姿勢で斜行して送られてきたシートをシート回転機構によって一旦逆向きの斜め姿勢に所要の傾き角度になるまで回転させ、それからシート幅規制板に当接させてガイドさせつつシート矯正機構によって正規の搬送方向にシート姿勢を矯正して搬送する。そのようにすることで、シートを正規の搬送方向に真っ直ぐに矯正するために要する搬送距離が最短ですみ、それだけ搬送路を短く詰めることができるのでシート搬送装置を小型化でき、それだけ搬送速度をアップさせることが可能になる。

また、本発明の画像形成装置によれば、そうしたシート搬送装置を装備することで、画像形成装置本体の小型化と処理速度向上に寄与でき、斜行もなく正しい姿勢で画像形成部に送り込まれることで、画像ずれなどもなく、高画質の印字などを得ることができる。

以下、本発明のシート搬送装置および画像形成装置のそれぞれ好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、搬送路上に横断するようにシート回転機構が配置され、このシート回転機構は上下一対の回転ローラ２ａ（第１駆動ローラ）と回転ローラ２ｂ（第１従動ローラ）が配置されている。駆動側の回転ローラ２ａは従動側の回転ローラ２ｂに対して接離可能に上下移動でき、それら回転ローラ２ａ，２ｂ間にシート１を挟んで回転摩擦力で搬送する。本例では、回転ローラ２ａ，２ｂを一対としたものの２つの組みが、搬送方向Ａに直交する左右両側に並置されている。また、回転ローラ２ａは、図２に示すように、回転ローラ２ｂとの間にシート１を挟圧して矢印Ｄで示す方向に真っ直ぐ送り（正規の搬送方向も含み）できるとともに、図３に示すようにシート１を挟圧して矢印Ｃ方向に回転送りが可能となっている。すなわち、図３において、左右に一側のローラ組と他側のローラ組におけるそれぞれの駆動側回転ローラ２ａ，２ａを互い違い方向に、つまり一方は正回転させ、他方を逆回転させることによって、矢印Ｃ方向にシート１を捩るようにして回転させることができる。

また、図１において、そうしたシート回転機構の下流側には、斜行したシート１を正規の姿勢に矯正して下流側に向かって搬送するシート矯正機構が配置されている。シート矯正機構は回転軸線を搬送方向に直交させた搬送ローラ（第２駆動ローラ）３を有し、この搬送ローラ３と対を成して間にシート１を挟圧して搬送するための自由回転するコロ形状の斜送ローラ（第２従動ローラ）４が設けられている。斜送ローラ４は、斜行状態で送られてきた以下「斜行シート１ａ」と呼ぶシートが、シート幅規制板５の当接面５ａに確実に接触して沿うよう回転軸線を搬送ローラ３の回転軸線に対して斜めに角度を設けて配置してある。また、斜送ローラ４とシート幅規制板５は共に、図１（ｂ）に示すように、回転送りローラ２ａ，２ｂによってシート１が真っ直ぐ送りまたは回転送りされて作動中に上昇動（矢印Ｆ４，Ｆ５）し、退避してシート１の動きを邪魔しない。

つぎに、図１〜図３を併用し、図４（ａ），（ｂ）において本実施形態のシート斜行矯正動作を説明する。

図１（ａ），（ｂ）において、斜行状態で搬送されてきた斜行シート１ａはシート斜行機構に差し掛かり、左右２組のローラ組におけるそれぞれの回転ローラ２ａ，２ｂ間に挟圧される。その際、下流側のシート矯正機構の斜送ローラ４と、シート幅規制板５は共にシート回転動作に邪魔にならない高さ位置まで退避する〔図１（ｂ）参照〕。一側のローラ組の回転ローラ２ａと他側のローラ組の回転ローラ２ａを正回転と逆回転に互い違い方向に回転させ、斜行シート１ａを矢印Ｂ方向に回転動させる。図１（ｂ）中符号１ｂで示す姿勢になるまで回転させたシートを以下「回転シート１ｂ」と呼ぶ。この回転シート１ｂのように、シート姿勢が回転前の斜行シート１ａと向き角度が反対に斜めに傾いた状態になったとき、回転ローラ２ａの回転作動を停止させてオフにする。そのように斜行シート１ａを回転シート１ｂの姿勢に矯正する動作で、回転シート１ｂの端面が確実に、かつ逸早くシート幅規制板５の端部位置まで接近し、それだけ回転シート１ｂの端部がシート幅規制板５に近づく時間や距離が短縮される。

図４（ａ），（ｂ）は、そのように回転シート１ｂの端面をシート幅規制板５の端部にいち早く当接させた状態（円内で囲む個所）を示す。その動作にほぼ同期して、駆動側の回転ローラ２ａを上昇動させて従動側の回転送りローラ２ｂから離間させ、回転シート１ｂに干渉しないようにする。同時に、それまで上方位置に退避していた斜送ローラ４と下降動して搬送ローラ３に圧接し、シート幅規制板５もまた矢印Ｇ５のように規制位置まで下降動する。搬送ローラ３を回転開始させると、回転シート１ｂが斜送ローラ４との間に引っ張り込まれ、斜送ローラ４の作用で回転シート１ｂが斜めの姿勢が真っ直ぐになる方向に戻される。やがて、そのシート端面がシート幅規制板５の当接面５ａに沿うように寄せられ、当接面５ａの全長に接触して案内される状態になると、回転シート１ｂがシート１として真っ直ぐな姿勢で搬送方向Ａに搬送される状態に、斜行矯正を完了する。

ここで、図１（ａ）に示すように、回転ローラ２ａを回転動させて斜行シート１ａを矢印Ｂ方向に回転動させた後に停止させる。その停止位置を決める回転角度や回転距離（以下、「回転量」という）には適切範囲があり、過多過小にならないようにすることが重要となる。

図５のように、回転量が過小の場合、回転シート１ｂがシート幅規制板５の下に潜り込み、規制不能となって斜行の矯正ができなくなる。その場合、そうした回転量不足やシート幅方向への微小な位置ずれで斜行シート１ａがシート幅規制板５の当接面５ａからわずかな隙間で離間し、図６のように、当接面５ａの接触せず案内されずじまいになってしまう。そのように斜行が矯正されず、そのまま画像形成部に送り込まれると、画像ずれなど画質低下の原因になる。

それに対して、図７のように、回転量が過多の場合、回転シート１ｂが斜めに大きく傾いた姿勢になってシート幅規制板５に接触した個所のシート端面に大きな力が働き、斜行の矯正が困難になって完全に矯正しきれない事態が生じ、これまた画質低下につながる。

以上から理解されるように、シート１が斜行シート１ａとして斜めに傾いて送られてきて、その斜行シート１ａを一旦逆の方向に斜めに回転させて回転シート１ｂの姿勢にする際、回転量の設定は重要である。したがって、回転量はシート材質や搬送速度、シート幅規制板５の当接面５ａの形状や材質に応じて適量に決められる。回転送りローラ２ａの回転駆動源にステッピングモータなど使用した場合、そのステップ数を制御すること、シート回転量を好適に設定する。そうした制御によって、シート端面をシート幅規制板５の当接面５ａに近い位置で自在に止めることが可能になり、矯正前の搬送距離を目標の「ほぼ０」に達成することができる。また、回転前の斜行シート１ａの回転角度を予め適切な角度に設定可能となったことで、搬送路を大幅に短縮できる設計が可能となる。それはシート搬送装置の小型化と画像形成装置の装置本体の小型化を実現するものであり、しかもシート搬送時間が短くなる分、画像形成処理の能率アップが期待できる。

なお、本発明のシート搬送装置について好適な上記実施形態について説明されたが、その実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であればその他の実施形態、応用例、変形例、そしてそれらの組み合わせも可能である。

たとえば、図４（ａ）中、符号Ｓの円内部分において、回転ローラ２ａの回転動によって回転シート１ｂの姿勢にし、確実にシート幅規制板５の端部に突き当ててから、当接面５ａの近傍で回転シート１ｂの端部を停止させるために高精度の位置制御が望まれる。それを実現するために、当接面５ａの近傍にシート検出センサを配置し、回転後の回転シート１ｂの端部の位置を検出し、検出信号に基づく作動制御で停止させ、当接面５ａの近傍の好適位置にシート端部を高精度に臨ませることができる。また、斜行シート１ａを一旦逆の斜めに傾いた回転シート１ｂとして回転させた姿勢で止め、シート端面をシート幅規制板５に必ず接触して当接面５ａに沿うように動作制御する。そのように制御すれば、斜送ローラ４の回転軸線の傾きを搬送方向Ａに対して傾けずとも、斜行の矯正が可能になる。

具体的には、斜行状態で前記シート回転機構に接近するシートの端部を検出するシート検出センサを設け、このシート検出信号の検出信号に基づいてシートの傾き角度を演算する。その演算結果から、作動信号を出力して前記シート回転機構を作動させてシートを所要の回転量だけ回転させる制御手段を設けることができる。また、図８で示される回転動作後のシート１ｃが斜行矯正動作時、シート幅規制板が下がり切らないなどの不具合が起きた場合、シートはそのままの姿勢で進みシート１ｄで示されるように当接面に沿うことなく斜行して搬送路内でシート詰まりを起こすことになる。このシート詰まりを防ぐために、図９に示すように、当接面５ａの端点に接し回転終了後のシート１ｃの端面１ｂと、シート幅規制板の端面５ｃと、シートのエッジを通り搬送方向に平行な直線Ｌの３つの直線で囲まれる範囲にシート検出センサ６を配置する。シート検出センサ６は、斜行の矯正動作時にシート１ｃがシート幅規制板５に潜り込み斜行したまま進んでシート１ｄのような状態になると、正常時にはシートを検出しないシート検出センサ６がシートを検出することで、斜行矯正エラーの検知が可能になる。斜行矯正エラー検知すると搬送を止め、エラーとしてシートの排出動作を行う。またシート検出センサ６は回転回転時と矯正動作時に使用しておりセンサを追加することなく、シート詰まりを回避し、信頼性の向上を行うことができる。このようなシート搬送装置を装備することで、画像形成装置本体の小型化と処理速度向上に寄与でき、斜行もなく正しい姿勢で画像形成部に送り込まれることで、画像ずれなどもなく、高画質の印字などを得ることができる。

同図（ａ），（ｂ）は本発明によるシート搬送装置の実施形態を示す平面図と側面図。 同実施形態において駆動側回転ローラと従動側回転ローラからなるシート回転機構が搬送方向への作動する状態を示す斜視図。 同実施形態において左右両側の回転ローラを正逆異なる方向に回転させて斜行シートを回転動させる状態を矯正前準備の形態を示す斜視図。 同図（ａ），（ｂ）は斜行矯正開始初期を示す平面図と側面図。 斜行シートに対する回転量過小時の状態を示す平面図。 同じく斜行シートに対する回転量過小時の状態を示す平面図。 斜行シートに対する回転量過大時の状態を示す平面図。 シート規制板が下がりきらず用紙が斜行して進んだ状態を示す平面図 シート検出センサ配置について示す平面図。 従来例の斜行矯正機構を示す平面図。 同従来例における斜行矯正前シート姿勢を示す平面図。 同従来例における斜行矯正前シート姿勢を示す平面図。

符号の説明

１ シート
１ａ 斜行シート
１ｂ 回転シート
２ａ 回転ローラ（シート回転機構−第１駆動ローラ）
２ｂ 回転ローラ（シート回転機構−第１従動ローラ）
３ 搬送ローラ（シート矯正機構−第２駆動ローラ）
４ 斜送ローラ（シート矯正機構−第２従動ローラ）
５ シート幅規制板
５ａ 当接面
Ａ 正規搬送方向
Ｂ 回転方向

Claims (8)

1. 搬送方向に沿って搬送路に設けられた規制部材であって、シートの側端を当該規制部材に当接させながらシートを搬送させることにより、シートの斜行を矯正する規制部材と、
   シートを挟圧して搬送するための２組のローラ対を有し、前記２組のローラ対のうちの一方のローラ対を正回転させ他方のローラ対を逆回転させることで、シートを回転させるシート回転機構と、
   前記シート回転機構によって回転されたシートを挟圧して当該シートを搬送方向に搬送させるシート搬送機構と、
   前記シート搬送機構により搬送されるシートの側端と前記規制部材とが当接可能な規制位置から、前記シート回転機構により回転されるシートと前記規制部材とが当接しない退避位置へ、前記規制部材を移動させる移動手段と、を備えており、
   前記規制部材は、前記規制位置の規制部材と前記シート回転機構により回転されるシートの回転の軌道とが重なる位置に設けられており、
   前記移動手段は、前記シート回転機構によるシートの回転中は、前記規制部材が前記退避位置となるように前記規制部材を移動させ、さらに、前記シート回転機構によるシートの回転の後に、前記移動手段が前記規制部材を規制位置に移動させ、
   前記シート搬送機構が、前記シート回転機構により回転されたシートの側端を前記規制部材に当接させながら搬送方向に搬送させることで、シートの斜行補正を行うことを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記シート搬送機構は、第１駆動ローラと第１従動ローラとを有し、前記第１従動ローラは、前記第１駆動ローラから退避させることが可能であり、前記シート回転機構によるシートの回転中は、前記第１従動ローラが前記駆動ローラから退避することを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記駆動ローラの回転軸は、搬送方向に直交しており、前記第１従動ローラの回転軸は、前記第１駆動ローラの回転軸に対して角度をもっていることを特徴とする請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記２組のローラ対は、それぞれ第２駆動ローラと第２従動ローラとを有しており、前記規制部材および前記シート搬送機構によるシートの斜行補正中は、前記２組のローラ対の前記第２駆動ローラが前記２組のローラ対の前記第２従動ローラから退避することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のシート搬送装置。
5. 前記シート回転時にシートの端部を検出するシート検出手段と、
   前記シート検出手段の検出信号に基づいて回転シートを所要の回転量だけ回転させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
6. 前記シート検出手段を用いて前記シート搬送機構作動時または斜行補正完了後にシートが斜行していることを検知するようにしたことを特徴とする請求項５に記載のシート搬送装置。
7. 前記請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート搬送装置によって搬送されてきたシートに画像を形成する画像形成部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 搬送方向に沿って搬送路に設けられた規制部材であって、シートの側端を当該規制部材に当接させながらシートを搬送させることにより、シートの斜行を矯正する規制部材と、
   シートを挟圧して搬送するための２組のローラ対を有し、前記２組のローラ対のうちの一方のローラ対を正回転させ他方のローラ対を逆回転させることで、シートを回転させるシート回転機構と、
   前記シート回転機構によって回転されたシートを挟圧して当該シートを搬送方向に搬送させるシート搬送機構と、
   前記シート回転機構によるシートの回転中は、前記シート回転機構により回転されるシートと前記規制部材とが当接しない退避位置となるように前記規制部材を移動させ、前記シート回転の後に、前記シート搬送機構により搬送されるシートの側端と前記規制部材とが当接可能な規制位置へ前記規制部材を移動させる移動手段と、
   前記シート回転機構により回転されるシートの位置を検出するシート検出手段と、を備え、
   前記規制部材は、前記規制位置の規制部材と前記シート回転機構により回転されるシートの回転の軌道とが重なる位置に設けられており、
   前記シート回転機構により回転されるシートの位置が、シートの側端が前記規制部材の端部に当接する位置、または、その近傍位置となったことを前記検出手段が検出したことに応じて、前記シート回転機構によるシートの回転を停止させ、その後、回転されたシートの側端を前記規制部材に当接させながら前記シート搬送機構により搬送方向に搬送させることで、シートの斜行補正を行うことを特徴とするシート搬送装置。

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