JP5322811B2 - シート搬送装置及び画像読取装置並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート搬送装置及び画像読取装置並びに画像形成装置に関し、特に斜行したシートを斜行補正部材に当接させることによりシートの斜行を補正するようにしたものに関する。

従来の複写機等の画像形成装置、あるいはスキャナ等の画像読取装置においては、シート支持部に支持されたシートをシート給送ローラにより１枚ずつ順次送り出した後、画像形成部又は画像読取部に搬送するシート搬送装置を備えている。ところで、従来の画像形成装置において、シートに対する画像形成位置の精度（以下、画像形成位置精度という）は重要な画像品質要素の一つであるが、シートが斜行すると、画像形成位置精度が悪化する。また、画像読取装置においても、シートが斜行すると、画像読取精度が悪化する。そこで、従来の画像形成装置及び画像読取装置においては、シート搬送装置に斜行補正部を設け、この斜行補正部によってシートの斜行を補正することにより、画像形成位置精度又は画像読取精度の向上を図っている。

ここで、このような斜行補正部としては、シート搬送方向に対して垂直に位置する斜行補正部材の突き当て部にシートを突き当て、シート先端を突き当て部の突き当て面に倣わせることによりシートの斜行を補正するという方式のものがある（特許文献１参照）。なお、このような方式の場合、斜行補正に駆動制御系を必要としないため安価であると共に、構成が簡単であるため低コスト化や小型化が可能となる。

特開２０００−１３６０５１号公報

ところで、このような斜行補正部を備えた従来のシート搬送装置及び画像読取装置並びに画像形成装置において、斜行補正部材を、湾曲した搬送パスの内側に配置する場合がある。この場合、斜行したシートは、斜行補正部材の突き当て面に倣うことにより斜行が補正された後、斜行補正部材を回動させながら下流側に搬送されて行くが、この際、シートにジャムが生じる場合がある。この際、シートをシート搬送方向上流側に引抜くようにすると、シートと共に斜行補正部材もシート搬送方向上流側に回動するようになる。そして、このように斜行補正部材が回動すると、斜行補正部材がシートに食い込むようになり、ジャムしたシートの処理が難しくなり、ジャム処理性が低下する。そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、斜行補正部におけるジャム処理性を向上させることのできるシート搬送装置及び画像読取装置並びに画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、搬送されるシートの斜行を補正する斜行補正部を有するシート搬送装置において、前記斜行補正部は、シートを搬送する回転体対と、前記回転体対の一方の回転体と同軸上に回動自在に設けられ、前記回転体対に向かって搬送されるシートに突き当て部を当接させてシートの斜行を補正した後、斜行が補正されたシートにより押圧されて回動する斜行補正部材と、前記斜行補正部材をシート搬送方向と逆方向に付勢し、かつ前記斜行補正部材の突き当て部が前記回転体対のニップ部よりもシート搬送方向上流でシートに突き当たる位置に前記斜行補正部材を保持する付勢部材と、を備え、前記斜行補正部材を回動させた状態で停止しているシートをシート搬送方向と逆方向に引抜く際、前記斜行補正部材をシートと同じ方向に回動させることなくシートを引抜くことができるようシートを引抜く際、シート搬送方向上流側張力とシート搬送方向下流側張力の合成力により前記斜行補正部材に生じるモーメントＭ_Ａと、前記突き当て部とシートとの間の摩擦力により前記斜行補正部材に生じるモーメントＭと、前記付勢部材により前記斜行補正部材に生じるモーメントＭ_Ｓ とが、
Ｍ＋Ｍ_Ｓ＜Ｍ_Ａ
が成り立つように設定されていることを特徴とするものである。

本発明のように、斜行補正部材を回動させた状態で停止しているシートを引抜く際、斜行補正部材をシートと同じ方向に回動させることなくシートを引抜くことができるようにすることにより、斜行補正部におけるジャム処理性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像読取装置の構成を説明する図。 上記シート搬送装置であるＡＤＦに設けられたレジストシャッタユニットの構成を説明する図。 上記レジストシャッタユニットの動作を説明する図。 斜行補正の際、上記レジストシャッタユニットに作用する力、モーメント等を説明する図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像読取装置の構成を説明する図である。図１において、５０は画像読取装置であり、この画像読取装置５０は、画像読取部を構成する読取センサ５５及びシート搬送装置であるＡＤＦ（自動原稿搬送装置）６０を備えている。なお、この読取センサ５５は、光源としてのＬＥＤアレイから原稿の画像情報面に光を照射し、画像情報面で反射した反射光をセルフォックレンズ（商標）でセンサ素子に結像して画像情報を読取るものである。また、この読取センサ５５は、原稿搬送方向に移動可能となっており、静止した原稿の画像を読み取る時は、図中の右側を走査することで原稿画像を読取るようになっている。さらに、この読取センサ５５は、ＡＤＦ６０により搬送された原稿を流し読みにて読取る場合は、図１に示すプラテンガラス５６の下方位置で固定され、搬送されて来る原稿を読取る構成となっている。

ＡＤＦ６０は、原稿載置台６１に載置されたシートである不図示の原稿を最上位の原稿から１枚ずつ分離して送り出す分離給送部６２と、分離給送部６２により１枚ずつ分離された原稿を搬送し、読取センサ５５の上方を通過させる搬送ローラ対２を備えている。なお、６３は搬送ローラ対２が配置された湾曲した原稿搬送路（シート搬送通路）であり、この湾曲した原稿搬送路６３には、原稿の有無を検出する不図示の原稿有無センサ、排紙ローラ６４等が配置されている。

このような画像読取装置５０において、原稿を流し読みにて読取る場合は、操作者が原稿を原稿載置台６１に載置し、不図示の操作部から読取開始を指示すると、分離給送部６２により原稿が１枚ずつ分離給送される。この後、原稿は搬送ローラ対２によって、原稿搬送路６３に沿って読取センサ５５の上方の画像読取位置へと搬送され、読取センサ５５による画像情報の読取りが開始される。次に、画像が読み取られた原稿は、排紙ローラ対６４に向かい、排紙ローラ対６４により排紙トレイ６５に排出される。

ところで、本画像読取装置５０は、湾曲した原稿搬送路６３に原稿の斜行を補正する斜行補正部である、図２に示すレジストシャッタユニット２０を設けている。このレジストシャッタユニット２０は、原稿を搬送する回転体対である搬送ローラ対２を構成する駆動ローラ２ａ及び従動コロ２ｂを備えている。なお、駆動ローラ２ａと従動コロ２ｂは、駆動ローラ２ａに対して従動コロ２ｂを押圧する不図示の機構を介して一定の値のニップ圧力を設定できるように構成されている。

また、このレジストシャッタユニット２０は、付勢部材であるねじりコイルばね４により、図３において矢印Ｇで示すシート搬送方向である原稿搬送方向と逆方向に常時付勢されている斜行補正部材であるレジストシャッタ２１を備えている。なお、２ｃは駆動ローラ２ａの駆動軸であり、レジストシャッタ２１は、この駆動軸２ｃに駆動ローラ２ａと同軸上に回動自在に保持されている。また、レジストシャッタ２１は、搬送ローラ対２に向かって搬送されるシートに当接する突き当て部である複数のシャッタ爪２２（２２ａ〜２２ｄ）を備えている。なお、複数のシャッタ爪２２は、連結板２２ｅによって連結されていて一体的に回動する。そして、レジストシャッタ２１は、通常、ねじりコイルばね４によって付勢されて不図示のストッパに突き当たり、シャッタ爪２２が搬送ローラ対２のニップ部よりも原稿搬送方向上流側で原稿搬送路６３に原稿搬送方向に対して略直角となる待機状態に保持される。つまり、通常、レジストシャッタ２１はねじりコイルばね４の付勢力により、ストッパに突き当たってシャッタ爪２２が、図３の（ａ）に示す搬送ローラ対２のニップ部の原稿搬送方向上流側（シート搬送方向上流側）に位置する待機位置に保持される。

このような構成のレジストシャッタユニット２０において、分離給送部６２により原稿Ｐが図３の（ａ）の矢印Ｅ方向から搬送されてくると、原稿先端はレジストシャッタ２１のシャッタ爪２２に当接する。ここで、原稿Ｐが斜行して搬送されてくると、原稿Ｐの先行している側の先端端部が、レジストシャッタ２１のシャッタ爪２２のうちの原稿搬送方向と直交する幅方向の一端部のシャッタ爪２２、例えば図２のシャッタ爪２２ｄに当接し、ループを形成する。そして、この後、原稿Ｐがさらに搬送されると、斜行している原稿Ｐは、原稿搬送路６３内でループを成長させながら搬送され、ループが所定量を越えると、剛性により、斜行した原稿Ｐは全てのシャッタ爪２２に倣うようになり、斜行が補正される。

次に、このように原稿Ｐが斜行補正された状態となり、原稿Ｐの進行方向の力がねじりコイルバネ４の反力に打ち勝つようになると、原稿Ｐにより押圧されてレジストシャッタ２１が、ねじりコイルバネ４に抗しながら原稿搬送方向へ回動する。そして、このように斜行が補正された後、原稿Ｐは、レジストシャッタ２１を回動さながら搬送ローラ対２のニップに達し、この後、搬送ローラ対２により画像読取位置へと搬送される。なお、原稿Ｐの先端が搬送ローラ対２にニップされた直後、搬送ローラ対２により搬送される原稿に押され、レジストシャッタ２１は原稿搬送方向に更に回動する。これにより、原稿Ｐが搬送ローラ対２に搬送されているとき、図３の（ｂ）に示すようにシャッタ爪２２の先端側の部分が、搬送ローラ対２のニップ部よりも下流側に位置するようになる。なお、原稿Ｐの後端がレジストシャッタ２１を通過すると、レジストシャッタ２１は、ねじりコイルばね４により、図３の（ａ）に示す待機位置に復帰する。

本実施の形態において、図３に示すように、レジストシャッタ２１は、原稿搬送路６３の内側に配置された駆動ローラ２ａの軸２ｃを中心に回動するように設けられている。また、レジストシャッタ２１は、原稿搬送路６３の内側であって、かつ上方の分離給送部６２と下方の画像読取位置との間のスペースに設けられており、これにより画像読取装置５０の小型が可能となる。仮に、従動コロ２ｂの軸にレジストシャッタ２１を取り付けた場合には、レジストシャッタ２１を配置するスペースを確保するために画像読取装置５０の左右方向の大きさが大きくなってしまう。しかし、本実施の形態のような位置にレジストシャッタ２１を配置することにより、スペースを有効に利用して画像読取装置５０の小型化を達成することができる。なお、図３において、３ａ、３ｂは湾曲した原稿搬送路６３に設けられた上部及び下部外側ガイドリブ、５ａ、５ｂは上部及び下部外側ガイドリブ３ａ，３ｂと共に原稿搬送路６３を形成する上部及び下部内側ガイドリブである。

ところで、レジストシャッタ２１を回動させながら原稿が搬送されて行く際、原稿にジャムが生じる場合がある。この場合、ユーザは操作ラベル等の表示に従い、原稿を引き抜くようにするが、このとき原稿Ｐを原稿搬送方向上流側（矢印Ｄ方向）から引き抜く場合がある。しかし、このように原稿を引抜く際、原稿と共にレジストシャッタ２１が原稿搬送方向上流側に回動すると、レジストシャッタ２１が下部外側ガイドリブ３ｂの間に入り込んで原稿Ｐに食い込むようになり、ジャムした原稿Ｐの処理が難しくなる。

ここで、原稿Ｐがジャムした際、原稿Ｐは、例えば図４に示すように、搬送ローラ対２により挟持されると共に、搬送ローラ対２の原稿搬送方向下流側に設けられた下部外側ガイドリブ３ｂと、シャッタ爪２２の先端部Ｒに接した状態で停止している。なお、このとき原稿Ｐは、レジストシャッタ２１のシャッタ爪２２の先端部Ｒに、従動コロ２ｂの接線Ｌ_１の方向からガイドリブ３ｂに沿って巻付き角θで接した状態で停止している。そして、この状態で原稿Ｐを引抜こうとすると、例えば原稿先端が排紙ローラ対６４まで到達しているとき、例え排紙ローラ対６４のニップ圧を解除していても原稿Ｐと原稿搬送路６３との摩擦力等により負荷がかかる。

このため、原稿Ｐを引抜こうとすると、シャッタ爪２２には、原稿Ｐと原稿搬送路６３との摩擦力による原稿搬送方向下流側張力（シート搬送方向下流側張力）Ｆ_１と、原稿搬送方向上流側張力（シート搬送方向上流側張力）Ｆ_２が発生する。そして、このような２つの張力Ｆ_１，Ｆ_２が発生すると、この２つの張力Ｆ_１，Ｆ_２の合成力Ｆ_Ａにより、レジストシャッタ２１を矢印Ｃ方向に回すモーメントＭ_Ａが発生する。また、これと同時に、シャッタ爪２２（レジストシャッタ２１）には原稿Ｐとの摩擦力によってレジストシャッタ２１を矢印Ｂ方向に回すモーメントＭが発生する。また、ねじりコイルばね４により、シャッタ爪２２（レジストシャッタ２１）にはレジストシャッタ２１を矢印Ｂ方向に回すモーメントＭ_Ｓが発生する。ここで、このようなモーメントが発生したとき、下記の式（１）が成立すれば、レジストシャッタ２１は矢印Ｂ方向には回動しなくなる。
Ｍ＋Ｍ_Ｓ＜Ｍ_Ａ ・・・（１）

一方、原稿Ｐとシャッタ爪２２の先端部Ｒの摩擦力Ｆは、巻付き角θの中間点Ａにおいて先端部Ｒの接線方向に作用するので、原稿Ｐとの摩擦によってシャッタ爪２２を矢印Ｂ方向に回すモーメントＭは、下記の式（２）で表される。なお、ｒは合成力Ｆ_Ａの力点Ａとレジストシャッタ回動中心、すなわち駆動ローラ２ａの軸２ｃの中心とを結ぶ直線の長さ、言い換えればシャッタ爪２２の駆動ローラ２ａの軸２ｃの中心からの長さを示している。また、αは直線ｒと合成力Ｆ_Ａとの成す角である。
Ｍ＝ｒ・Ｆｃｏｓα ・・（２）

また、直線ｒと合成力Ｆ_Ａとから成る角αとしたとき、式（１）は、下記の式（３）、あるいは式（４）で表される。
ｒ・Ｆｃｏｓα＋Ｍ_Ｓ＜ｒ・Ｆ_Ａｓｉｎα ・・・（３）
ｒ・Ｆｃｏｓα＜ｒ・Ｆ_Ａｓｉｎα−Ｍ_Ｓ ・・・（４）

さらに、合成力Ｆ_Ａは、下記の式（５）で表される。
Ｆ_Ａ＝Ｆ_１ｃｏｓ［（π−θ）／２］＋Ｆ_２ｃｏｓ［（π−θ）／２］・・・（５）

これにより、上記式（４）は下記のように表される。
ｒ・Ｆｃｏｓα
＜ｒ・｛Ｆ_１ｃｏｓ［（π−θ）／２］＋Ｆ_２ｃｏｓ［（π−θ）／２］｝・ｓｉｎα
−Ｍ_Ｓ ・・・（６）

ここで、オイラーのベルト理論を、ベルトを原稿、プーリをシャッタ爪２２の先端部Ｒ（固定されたプーリ）とすると、原稿搬送方向下流側張力Ｆ_１と原稿搬送方向上流側張力Ｆ_２は、下記の式（７）及び式（８）で表される。なお、下記の式（７）及び式（８）において、μはシートとシャッタ爪２２との摩擦係数である。
Ｆ_１＝［ｅ^μθ／（ｅ^μθ−１）］・Ｆ ・・・（７）
Ｆ_２＝［１／（ｅ^μθ−１）］・Ｆ ・・・（８）

そして、これの式（７）及び式（８）を上記式（６）に代入すると、式（６）は下記の（９）のように表される。
１＜［（ｅ^μθ＋１）／（ｅ^μθ−１）］・ｃｏｓ［（π−θ）／２］・ｔａｎα
−Ｍ_Ｓ／（ｒ・Ｆｃｏｓα） ・・・（９）

ここで、この式（９）が成立すれば、ジャム処理時に原稿Ｐを原稿搬送方向上流側に引抜いたとき、レジストシャッタ２１は、矢印Ｃ方向と反対方向である矢印Ｂ方向に回動することはない。したがって、この式（９）が成立するように、例えばシャッタ爪２２の長さｒやレジストシャッタ２１の形状及び材質等を設定すれば、原稿を引抜くときに矢印Ｂ方向にレジストシャッタ２１が回動するのを防ぐことができる。このため、原稿を上方に引抜くようにしても、レジストシャッタ２１を矢印Ｂ方向に回動させることなく原稿を引き抜くことができる。この結果、原稿を上方に引抜く際、レジストシャッタ２１が原稿と搬送ローラ対２のニップとの間に食い込むようになって原稿の引抜きを妨げることはない。

なお、本実施の形態では、シャッタ爪２２の長さｒを１０．８４ｍｍに設定している。また、この場合、測定によると、巻き付き角θは１４．３３度、αは４０．９４度、下流側張力Ｆ_１は８Ｎ、摩擦係数μは０．７、ねじりコイルばねモーメントＭ_Ｓは０．５Ｎｍｍであった。これらの値を式（９）に代入すると、１＜１．１８８となる。そして、この場合は、レジストシャッタ２１を矢印Ｂ方向に回動させることなく原稿を引き抜くことができる。

以上説明したように、原稿Ｐを原稿搬送方向上流側に引抜く際、レジストシャッタ２１を原稿Ｐと同じ方向に回動させることなく原稿Ｐを引抜くことができるようにすることにより、レジストシャッタユニット２０におけるジャム処理性を向上させることができる。また、このようにレジストシャッタユニット２０を構成することにより、ＡＤＦ６０の省スペース化及び低コスト化が可能になる。

なお、これまでは画像読取装置５０のＡＤＦ６０に、本発明を用いた場合について述べてきたが、本発明はこれに限らない。例えば、画像形成部を備えた画像形成装置において、画像形成部にシートを搬送するシート搬送装置として、本発明のシート搬送装置を用いるようにしても良い。さらに、画像読取部と、画像読取部により読み取られた原稿情報に基づいて画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置において、画像読取部にシートを搬送するシート搬送装置として、本発明のシート搬送装置を用いるようにしても良い。

２…搬送ローラ対、４…ねじりコイルばね、２０…レジストシャッタユニット、２１…レジストシャッタ、２２…シャッタ爪、５０…画像読取装置、５５…読取センサ、６０…ＡＤＦ（自動原稿搬送装置）、６２…分離給送部、６３…原稿搬送路（シート搬送通路）、Ｆ_１…原稿搬送方向下流側張力（シート搬送方向下流側張力）、Ｆ_２…原稿搬送方向上流側張力（シート搬送方向上流側張力）、Ｆ…原稿とシャッタ爪の先端部の摩擦力、Ｆ_Ａ…張力Ｆ_１，Ｆ_２の合成力、Ｍ…原稿との摩擦力によってレジストシャッタをシート搬送方向上流側に回すモーメント、Ｍ_Ａ…合成力Ｆ_Ａによりレジストシャッタをシート搬送方向下流側に回すモーメント、Ｍ_Ｓ…ねじりコイルばねによりレジストシャッタをシート搬送方向上流側に回すモーメント、Ｐ…原稿、ｒ…合成力Ｆ_Ａの力点とレジストシャッタ回動中心とを結ぶ直線の長さ、α…直線ｒと合成力Ｆ_Ａとの成す角

Claims (5)

1. 搬送されるシートの斜行を補正する斜行補正部を有するシート搬送装置において、
   前記斜行補正部は、
   シートを搬送する回転体対と、
   前記回転体対の一方の回転体と同軸上に回動自在に設けられ、前記回転体対に向かって搬送されるシートに突き当て部を当接させてシートの斜行を補正した後、斜行が補正されたシートにより押圧されて回動する斜行補正部材と、
   前記斜行補正部材をシート搬送方向と逆方向に付勢し、かつ前記斜行補正部材の突き当て部が前記回転体対のニップ部よりもシート搬送方向上流でシートに突き当たる位置に前記斜行補正部材を保持する付勢部材と、を備え、
   前記斜行補正部材を回動させた状態で停止しているシートをシート搬送方向と逆方向に引抜く際、前記斜行補正部材をシートと同じ方向に回動させることなくシートを引抜くことができるようシートを引抜く際、シート搬送方向上流側張力とシート搬送方向下流側張力の合成力により前記斜行補正部材に生じるモーメントＭ_Ａと、前記突き当て部とシートとの間の摩擦力により前記斜行補正部材に生じるモーメントＭと、前記付勢部材により前記斜行補正部材に生じるモーメントＭ_Ｓ とが、
   Ｍ＋Ｍ_Ｓ＜Ｍ_Ａ
   が成り立つように設定されていることを特徴とするシート搬送装置。
2. 停止しているシートを引抜く際の前記シート搬送方向上流側張力及びシート搬送方向下流側張力の合成力の力点と前記斜行補正部材の回動中心とを結ぶ直線をｒ、停止したシートが前記斜行補正部材の突き当て部に巻き付く巻付き角をθ、直線ｒと前記合成力との成す角をα、シートと前記斜行補正部材の突き当て部との摩擦係数をμ、前記斜行補正部材の突き当て部の先端の接線方向の摩擦力をＦとしたとき、前記斜行補正部材をシートと同じ方向に回動させることなくシートを引抜くことができるよう巻付き角θ、角α、摩擦係数μ及び摩擦力Ｆは、
   １＜［（ｅ^μθ＋１）／（ｅ^μθ−１）］・ｃｏｓ［（π−θ）／２］・ｔａｎα
   −Ｍ_Ｓ／（ｒ・Ｆｃｏｓα）
   が成り立つように設定されていることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
3. 前記回転体対及び前記斜行補正部材が配置され、搬送されるシートが通過する湾曲したシート搬送通路を備え、
   前記斜行補正部材が設けられる前記回転体対の一方の回転体を、前記湾曲したシート搬送通路の内側に配置された回転体とすることを特徴とする請求項１又は２記載のシート搬送装置。
4. 画像形成部と、前記画像形成部にシートを搬送する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート搬送装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 画像読取部と、前記画像読取部にシートを搬送する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート搬送装置とを備えたことを特徴とする画像読取装置。

Images