JP5322505B2

JP5322505B2 - シート材搬送装置及び画像形成装置

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Publication number: JP5322505B2
Application number: JP2008149456A
Authority: JP
Inventors: 平井　　宏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: JP2009292616A; US20090302524A1; US8087665B2

Description

本発明は、シート材を反転して搬送する反転部を備えたシート材搬送装置及びこれを用いた複写機及びプリンタ等の画像形成装置に関し、より詳しくは、シート材を小間隔で連続搬送するシート材搬送装置及び画像形成装置に関する。

従来の反転部を備えたシート材搬送装置の一例を図12に示す。このシート材搬送装置は、片面に画像が形成されたシート材を反転することにより画像面を下向きにして排出（裏面排出）するものである。これは、画像形成したシート材のページ順を順番どおりに合わせるために行われる。

即ち、画像が定着器により上面に定着されたシート材は、第１切替え部材24が所定位置まで回転することで搬送路が切替えられ、第１反転パス51に搬送される。そして、シート材は、搬入用ローラ対52によって可撓性部材53Ｓが設けられたゲート53を通過し、第２反転パス54に搬送される。

この場合、シート材は、自身の腰の力によって可撓性部材53Ｓを撓ませゲート53を通過する。なお、可撓性部材53Ｓは、その一端がゲート53に貼られ、他端が第２反転パス54を構成するガイド板54Ｇに当接している。

そして、第２切替え部材56が所定位置まで回転することで搬送路が切替えられ、シート材は第３反転パス57に搬送される。

さらに、シート材は、反転ローラ58によってシート後端が反転ポイントＡに到達するまで搬送され、反転センサ55がシート後端を検知してから予め決められた時間経過後に反転ローラ58を停止する。なお、反転ローラ58は正逆転可能な不図示のステッピングモータによって駆動される。

その後、反転ローラ58を逆回転させる。このとき、シート反転方向先端はゲート53に貼られた可撓性部材53Ｓによって第１反転パス51への戻りを防止している。シート材は排出用ローラ対59を通過し、外排出ローラ対26により排出用トレイ27上に排出される。これにより、シート材は画像面が下向きになった状態で排出用トレイ27に積載される。

近年、画像形成装置の高速化が要望されている。このため、シート材の搬送速度を速くしたり、連続するシート材の間隔を短くしたりすることが行われている。そして、反転部では、シート材を反転させるための時間がかかるため、シート材の搬送速度を増速して高速化を図るようにしているものもある。そこで、図13〜15を用いて連続プリント時の裏面排出において、従来のシート材搬送装置の増速制御の動作について説明する。

先ず、シート材である先行紙Ｓ１及び後続紙Ｓ２は、その後端が定着器を抜けるまでは速度Ｖ１で搬送され、必要な定着性を確保する。このとき、先行紙Ｓ１及び後続紙Ｓ２は、その間隔がλ１で搬送される（図13）。

次に、先行紙Ｓ１の後端がＢポイントに到達したとき、搬入用ローラ対52と反転ローラ58のシート材搬送速度をＶ２に増速し、先行紙Ｓ１を第２反転パス54に引込む。そして、先行紙Ｓ１の後端がＡポイントに到達すると、反転ローラ58を停止する。このとき、先行紙Ｓ１と後続紙Ｓ２との間隔はλ２に広がる。ここで、ＢポイントからＡポイント間の距離をＬ１とすると、λ２は次式(1)で表される（図14）。

λ２＝λ１＋Ｖ２×（Ｌ１／Ｖ１）・・・(1)

その後、反転ローラ58を逆転させて、先行紙Ｓ１を速度Ｖ２で反転方向へ搬送する。先行紙Ｓ１の後端がＡポイントを通過以降のタイミングで後続紙Ｓ２がＡポイントに侵入する。先行紙Ｓ１は排出ローラ59、外排出ローラ26によって排出用トレイ27に排出される（図15）。

このようなシート材搬送装置では、速度Ｖ１が定着器において必要な定着性を確保するための速度で、Ｖ１を速くすれば、定着加熱量を増やさなければならないが、定着後にシート材の搬送速度をＶ２に増速するので、定着加熱量を多くすることが抑えられる。また、シート材をＶ２に増速してシート材間隔をλ２に拡大したので、第２反転パス54内において先行紙Ｓ１と後続紙Ｓ２とが衝突しないようにすることができる。なお、定着加熱量を多くすると、シート材に加わる熱量が多くなってシート材に大きなカールが生じたり、十分に乾燥されていない画像が定着器の直後のガイド面で擦れて剥がれたりするなどの弊害がある。

図16は、１分当たり97枚プリント出力、Ｖ１を500mm/ｓ、Ｖ２を1000mm/ｓの高速プリンタを例に増速反転搬送状態を示したダイアグラムである。横軸が時間、縦軸がシート材が反転し排出されるまでのシート搬送パス上の各部品の位置で、二点鎖線で示した横軸がＡポイント以降の各部品の位置を示している。

さらに、高速化を実現するため、λ２を小さくしたものが特許文献１に開示されている。この特許文献１では、先行紙と後続紙との第２反転パス内での擦れ違いを許している。

これによって、先行紙後端が反転ポイントＡに到達したときの後続紙との間隔λ２を小さくすることができ、結果としてλ１を小さくしている。図17に、この制御方法によって、プリント速度を97枚／分から105枚／分に高速化を図った例を示す。図17より、すり合わせ量が24mmになることが分かる。

特開平10-139248号公報

ところで、特許文献１では、後続紙の画像面が先行紙と相対速度Ｖ２×２で擦れ違うことになる。また、シート材搬送装置においては、シート材は定着直後であり、画像が十分に乾燥していない場合が多い。このような状態でシート材の画像面が擦られることは画像を著しく劣化させてしまう恐れがある。

本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像劣化を発生させずに高速化を実現することができる反転部を備えたシート材搬送装置及び画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係るシート材搬送装置は、シート材が搬送される第１シート材搬送路と、前記第１シート材搬送路を搬送されてきたシート材を反転搬送する反転ローラと、前記第１シート材搬送路と分岐し前記反転ローラによって反転搬送されるシート材が搬送される第２シート材搬送路と、前記第１シート材搬送路と前記第２シート材搬送路と間に可動に設けられたガイド部材であって、前記第１シート材搬送路を前記反転ローラの方へ向かうシート材を一方の側でガイドし、前記反転ローラによって反転された後に前記第２シート材搬送路を搬送されるシート材を前記一方の側と反対な他方の側でガイドするガイド部材と、を有し、前記第１シート材搬送路を搬送されるシート材の後端が前記ガイド部を通過した後に、前記ガイド部材が前記反転ローラの方へ動くことを特徴とする。

本発明によれば、連続プリントにおいて、画像形成時のシート間隔を小さくしつつ、反転部において、シート材の擦れ違いによるが画像の擦れを防止することができる。従って、連続するシート材の高速反転搬送が良好な画像を維持しつつ実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るシート材搬送装置をプリンタに適用した例を示す縦断面図である。

図１において、１はプリンタ本体であり、その上部には、原稿5を読み取り部２に連続的に搬送可能な自動原稿送り装置３が設けられている。

201は固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台であり、自動原稿送り装置によって原稿5を原稿台の所定の位置に画像面を下向きにして固定する。原稿台201の下側には原稿5を照明するランプ202と、照明した原稿5の光像を画像メモリー部203に導くための反射ミラー204、205、206及び結像レンズ11とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ202及び反射ミラー204、205、206は矢印ａ方向に所定の速度で移動して原稿5を走査する。

画像形成部は、感光ドラム12と、この感光ドラム12の表面に均一な帯電を施すための帯電器13とを有している。さらに、帯電器13により帯電された感光ドラム12の表面にスキャナ８から照射される光像により形成された静電潜像を現像してシート材Ｓに転写すべきトナー像を形成する現像器14を有する。また、画像形成部は、転写帯電器19と分離帯電器20とクリーナ15とを備えている。

転写帯電器19は感光ドラム12の表面に現像されたトナー像をシート材Ｓに転写する。分離帯電器20は感光ドラム12からトナー像が転写されたシート材Ｓを分離する。また、クリーナ15はシート材Ｓにトナー像が転写された後、感光ドラム12に残留したトナーを除去する。

給送トレイ32上のシート材Ｓの片面にプリントし、画像面を表向きに排出する場合、不図示のスタートボタンを押すと、シート材Ｓが給送ローラ36ａ、36ｂ、36ｃにより送り出される。そして、搬送ローラ対37、38で搬送されて、レジストローラ対45でシートＳの斜送を矯正し、所定のタイミングで画像形成部の転写位置に搬送される。

画像形成部の下流側にはトナー像が転写されたシートＳを搬送するためのベルト搬送部21と、ベルト搬送部により搬送されるシート材Ｓ上の像を永久画像として定着するための定着器22が設けられている。

定着器22で像が定着されたシート材Ｓは内排出ローラ対23を通過し、第１切替え部材24によってストレイト排出搬送路25に導かれ、外排出ローラ対26によってプリンタ本体１から排出される。プリンタ本体１の外側には排出トレイ27が設けられており、外排出ローラ対26によって排出されたシート材Ｓを受取りコピーが完了する。

次に、シート材搬送装置の構成を説明する。ここで、図２にシート材搬送装置の断面図、図３、４にシート材搬送装置の斜視図を示す。

図２において、第１シート材搬送路51を形成している反転中右ガイド62と第２シート材搬送路54を形成している反転中左ガイド64の内側に、複数のベルト71が固定軸73、75及び可動軸（ガイド部材）72、74に掛け回されている。このベルト71は、可撓性材料、例えばＰＥＴフィルム等の材料からなる。そして、第２シート材搬送路54は第１シート材搬送路51の下流側で接続している。可動軸74は第１シート材搬送路51と第２シート材搬送路54との接続部で移動可能となっている。

可動軸74は、図３、４に示すように、フレーム81Ｆ、81Ｒ間に配置され、その両端が軸受74Ｂによって支持されている。また、この可動軸74には複数の回転部材であるコロ74Ｃが同軸上に配設されている。これら複数のコロ74Ｃは、ベルト71の幅寸法より1ｍｍ程度大きい外形を有し、可動軸74の軸方向にベルト71と交互に並列している。そして、可動軸74はフレーム81Ｆ、81Ｒに設けた逆「く」の字形状の溝81ＦＨ１、81ＲＨ１に沿って軸受74Ｂを介して矢印Ａ方向へ移動可能になっている。

また、可動軸72も同様にフレーム81Ｆ、81Ｒに設けた溝81ＦＨ２、81ＲＨ２に沿って軸受71Ｂを介して矢印Ｂ方向へ移動可能になっている。可動軸72は引っ張りバネ76Ｆ、76Ｒによって矢印Ｂと反対方向へ付勢されている。引っ張りバネ76Ｆ、76Ｒは、その一端がフレーム81Ｆ、81Ｒに設けたバネ掛け軸81Ｐに支持され、他端が可動軸72に掛けられている。

可動軸74はアーム82によって駆動ギア83に連結され、駆動ギア83には係合軸83Ｂが一体成形されている。アーム82は可動軸74及び係合軸83Ｂに回動可能に支持されている。また、駆動ギア83は不図示のステッピングモータによって回転角度を高精度に制御可能となっている。

以下に、図５〜１０を用いてシート材反転搬送時の可動軸72、74の動作位置について説明する。先ず、通常またはプリント数が１枚の場合のプリント中、可動軸72、74は図５、６の位置にある。リンクギア83の位相角度を検知する不図示のセンサによってこの位置をホームポジションとして設定する。

シートＳ１が正転方向の移動（引き込み）を停止してから逆転方向の搬送（反転）を開始する以前に、可動軸72、74を図７、８の位置に移動する。これによってシートＳ１が搬入用シート搬送路51に戻ることを防止する。つまり、可動軸74が戻り防止手段として作用する。

その後、先行紙先端が合流位置を通過してから図５、６で示す位置に戻す。リンクギア83は可動軸74が所定の位置に停止するために、不図示のステッピングモータによってホームポジションから予め決められたステップ角を回転する。

そして、先行紙Ｓ１と後続紙Ｓ２が擦れ違いを発生するタイミングで可動軸74を図９、１０の位置に移動する。反転中の先行紙の後端が合流位置Ａを通過してから、後続紙Ｓ２が引き込みを終了する以前に図５、６で示す位置に戻す。これらの移動も不図示のステッピングモータによって予め決められたステップ角を回転して行う。

次に、図１１に示すフローチャートを用いてシート材搬送装置の制御方法について説明する。

Ｎｘ枚目のレジストローラ対45による搬送が開始されて以降の制御方法について説明する（ステップS1）。先ず、内排出センサがＮｘ枚目のシート材先端を検知したタイミングをＴ＝Ｔ０とする（ステップS2）。Ｎｘ枚目のシート材先端が合流位置に到達する以前で十分余裕のある時間（Ｔ＝Ｔ１）にリンクギア、可動軸74の位置を図５の位置に正確に固定する（ステップS3）。

Ｎｘ枚目が最終のプリントであれば、可動軸72、74はホームポジションのままで終了する。後続プリントがある場合に次の制御に移行する（ステップS4）。Ｎｘ枚目のシート材先端が合流位置に到達する以前で十分余裕のある時間（Ｔ＝Ｔ２、Ｔ２＞Ｔ１）になったら次の制御に移行する（ステップS5）。

不図示の可動軸移動用ステッピングモータを駆動して可動軸72、74を図９で示す位置に移動する。このとき先行紙Ｓ１（Ｎｘ-１枚目）と後続紙Ｓ２（Ｎｘ枚目）が擦れ違わないようになる（ステップS6）。

Ｎｘ枚目のシート材Ｓが引き込み動作を停止する前の予め決められた時間（Ｔ＝Ｔ３）になったら次の制御に移行する（ステップS7）。Ｎｘ枚目のシート材先端が確実に搬出用シート搬送路59に導かれるように移動軸74を図５の位置に戻す（ステップS8）。

Ｎｘ枚目の引き込み動作が終了したら、次の制御に移行する（ステップS9）。移動軸74を図７の位置に移動する。シート材Ｓの搬入用搬送路への戻りを確実に防止する（ステップS10）。搬出用ローラ57および不図示の反転ローラによって反転を開始する（ステップS11）。Ｎｘ枚目のシート材先端が合流位置を過ぎた一定時間後（Ｔ＝Ｔ４）に次の制御に移行する（ステップS12）。可動軸74を図５の位置に戻す（ステップS13）。以降、ステップS2に戻る。

このように、本実施形態では、可動軸74を移動させることで、ベルト71によって第２シート搬送路54を２分割する。これによって、画像形成時に連続搬送されるシート材Ｓの間隔を小さくしつつ、第２シート搬送路54内での先行紙Ｓ１と後続紙Ｓ２との擦れ違いを防止することができる。

また、可動軸74と同軸状のコロ74Ｃを設けたことで、シート材Ｓの画像面の擦れを防止することができる。

また、可動軸74及びベルト71が、シート材Ｓの第１シート材搬送路51への戻りを防止する位置に移動するので、剛性の小さなシート材Ｓであっても戻りが確実に防止される。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

たとえば、本実施の形態では、第２シート材搬送路54の分割手段に可動軸74及びベルト71を用いたが、これに限定されず、板金性のガイド部材を移動可能に構成しても同様の効果が期待できる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す縦断面図である。図１に示す画像形成装置のシート材搬送装置の断面図である。図１に示す画像形成装置のシート材搬送装置の斜視図である。図１に示す画像形成装置のシート材搬送装置の斜視図である。図２に示すシート材搬送装置のシート材搬送状態を説明する断面図である。図２に示すシート材搬送装置のシート材搬送状態を説明する断面図である。図２に示すシート材搬送装置のシート材搬送状態を説明する断面図である。図２に示すシート材搬送装置の動作を説明する断面図である。図２に示すシート材搬送装置の動作を説明する断面図である。図２に示すシート材搬送装置の動作を説明する断面図である。図２に示すシート材搬送装置の制御方法を説明するフローチャートである。従来のシート材搬送装置の断面図である。図12のシート材搬送装置のシート材搬送方法を示す断面図である。図12のシート材搬送装置のシート材搬送方法を示す断面図である。図12のシート材搬送装置のシート材搬送方法を示す断面図である。図12のシート材搬送装置において、シート材が反転排紙される状態を示したダイアグラムである。図12のシート材搬送装置において、高速反転を達成する手段によってシート材が反転排出される状態を示したダイアグラムである。

符号の説明

51 第１シート材搬送路
54 第２シート材搬送路
71 ベルト（可撓性フィルム）
72、74 可動軸
74Ｃコロ
73、75 固定軸
76Ｒ、76Ｆ可動軸付勢バネ
77 内排出センサ
81Ｆ、81Ｒフレーム
82 アーム
83 リンクギア
Ｓシート材
Ｓ１先行紙
Ｓ２後続紙

Claims

シート材が搬送される第１シート材搬送路と、
前記第１シート材搬送路を搬送されてきたシート材を反転搬送する反転ローラと、
前記第１シート材搬送路と分岐し前記反転ローラによって反転搬送されるシート材が搬送される第２シート材搬送路と、
前記第１シート材搬送路と前記第２シート材搬送路と間に可動に設けられたガイド部材であって、前記第１シート材搬送路を前記反転ローラの方へ向かうシート材を一方の側でガイドし、前記反転ローラによって反転された後に前記第２シート材搬送路を搬送されるシート材を前記一方の側と反対な他方の側でガイドするガイド部材と、を有し、
前記第１シート材搬送路を搬送されるシート材の後端が前記ガイド部を通過した後に、前記ガイド部材が前記反転ローラの方へ動くことを特徴とするシート材搬送装置。
前記ガイド部材は、シート材が前記反転ローラによって反転搬送を開始した後、前記反転ローラの方へ動くことを特徴とする請求項１に記載のシート材搬送装置。
前記ガイド部材は、シート材が前記反転ローラによって反転搬送を開始する前に反転搬送されるシート材が前記第１シート材搬送路へ戻るのを防ぐために前記第２シート材搬送路から前記第１シート材搬送路への通路を遮断する位置まで移動し、シート材が前記反転ローラによって反転搬送を開始した後に前記反転ローラの方へ動くことを特徴とする請求項２に記載のシート材搬送装置。
先行シート材が前記反転ローラによって反転されて前記第２シート材搬送路で搬送される共に後続シート材が前記第１シート材搬送路で前記反転ローラに向かって搬送されるときに、前記ガイド部材は、前記反転ローラの方へ動くことによって、前記反転ローラによって反転された後に前記第２シート材搬送路を搬送される先行シート材と、前記第１シート材搬送路を前記反転ローラの方へ向かう後続シート材とが擦れるのを防ぐために前記第２シート材搬送路を２分割する位置に位置することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のシート材搬送装置。
前記ガイド部材は、先行シートが前記第１シート材搬送路と前記第２シート材搬送路との合流位置を通過してから後続シートが引き込みを終了する以前に、前記反転ローラから遠ざかってホームポジションの位置まで戻ることを特徴とする請求項４に記載のシート材搬送装置。
前記ガイド部材に、シート材の移動に従って回転する回転部材が設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれか１項に記載のシート材搬送装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート材搬送装置と、前記シート材に画像を形成する画像形成部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。