JP5393246B2 - シート積載装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、排出されたシートを積載するシート積載装置に関し、特に、シート上に画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられたシート積載装置に関する。

従来のシート積載装置は、例えば図１０に示すように、排紙部が排紙ローラ３０１と排紙コロ３０２、バネ３０４によって構成されている。また、排紙コロ３０２は排紙コロホルダ３０３によって支持されている。排紙コロホルダ３０３はバネ３０４によって排紙コロ３０２を排紙ローラ３０１に押付ける方向に付勢されており、バネ３０４の他端は排紙フレーム（不図示）に支持されている。１４は排出されるシートを示している。

また、図１１に示すように、３１２は変形手段としての腰付けリブ、３１３は腰付けリブ３１２を排紙ローラ３０１側に付勢するための付勢手段としてのバネである。腰付けリブ３１２は上下方向にのみ自由に動けるように、かつある一定の高さ（排紙ローラ３０１と排紙コロ３０２のニップより高い位置）以上には行かないように、排紙フレーム等によってその動きを制限されている。排紙ローラ３０１と排紙コロ３０２はシートを排出する排出部を構成する。排紙コロ３０２は排出されるシートの後端に当接して押し出す蹴り出し突起３０２ａを有する（特許文献１参照）。

従来のシート積載装置において、腰付けリブ３１２のシート案内部３１２ａは排紙ローラ３０１と排紙コロ３０２のニップ位置３０１ａより高い位置に設定されており、排紙されるシートに腰を付けることが可能となる。このため、排紙されたシートのシート搬送方向のカールは小さくなり、整列性および積載性が向上する。すなわち、排紙されるシートの先端が垂れ下がって、排紙トレイ上で丸まってしまうことが防止できる。さらに、腰付けリブ３１２はバネ３１３によって排紙ローラ３０１側に付勢されており、厚紙などの腰の強いシートが通る場合、シートの腰とバネ３１３とのバランスの取れるところまで腰付けリブ３１２は下がるため、シートがジャムを起こす心配もない。

特開平０８−１２７４５３号公報

上述したように、シートに腰を付けるとともに、シート搬送方向のカールを小さくし、整合性、積載性を向上させるために、上記提案がなされているが、シートの積載量が満載に近い状態ではシートの腰が抵抗となるという問題があった。すなわち、既積載シートの上面を摺擦しながら排出されるシートに対して腰付けすると、抵抗が大きくなってしまい、排出シートにダメージを与えたり、先に排紙トレイに積載されたシートの後端又は上面に当接し、これを押し出したりする可能性がある。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、シート積載量にかかわらず、良好な整列性および積載性を実現するシート積載装置、及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明に係るシート積載装置、画像形成装置の代表的な構成は、シートを排出する排出部と、前記排出部により排出されたシートを積載する積載部と、前記積載部上に積載されたシートに押圧され、積載シートの重量の増加に伴って移動可能なレバー部材と、前記レバー部材に設けられ、前記排出部により排出されるシートの排出経路に突出し、排出されるシートを変形させる変形手段と、を備え、前記変形手段が前記排出経路に突出する突出量は、積載シートの重量の増加による前記レバー部材の移動に伴い、減少することを特徴とする。

本発明によれば、シート積載量が少なく、シート排出口から排紙トレイに積載されたシート上面までの距離が長くなる場合には排出シートに腰付けをするため、積載シートが排紙トレイ上で丸まることなく、良好に積載することが可能となる。また、シート積載量が多いときには排出シートに腰付けを行わないようにするので、シートにダメージを与えたり、既積載シートを押し出したりすることがない。このように、ジャムや破損の少ないシート積載装置を提供しつつ、画像品質の向上を実現することができる。

本発明の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザプリンタの断面図である。 本発明の実施の形態に係るシート積載装置を説明する断面図である。 本発明の実施の形態に係る満載時のシート積載装置を説明する断面図である。 本発明の実施の形態に係るシート積載装置を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態に係るシート積載装置のシート腰付け状態を説明する斜視図である。 排出されるシートが腰の強い厚紙の場合の本発明の実施の形態に係るシート積載装置の腰付けリブ動作を示す断面図である。 シートがシート搬送方向にカールする場合の本発明の実施の形態に係るシート積載装置のシートもたれ検知動作を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御に関するブロック構成図である。 本発明の実施の形態に係る満載検知フローチャートを示す。 従来のシート積載装置の概略図である。 従来のシート積載装置の断面図である。

本実施の形態における画像形成装置として、プロセスカートリッジを装着したレーザービームプリンタ（以下、レーザプリンタ）を図１に示す。

図１はレーザプリンタＡの断面図であり、レーザプリンタＡは、画像形成部を構成するプロセスカートリッジ１０１を装着して電子写真方式により画像を形成し、その画像をシートに記録するものである。

上記プロセスカートリッジ１０１は、その枠体内に像担持体である感光体ドラム１０２を回転可能に設けている。そして、その周囲には感光体ドラム１０２の表面を一様に帯電する帯電手段と、帯電した感光体ドラム１０２に画像情報に応じた光像を照射して形成した潜像を現像材（以下、トナーと称す）によって現像し、トナー像として可視像化する現像手段と、を備える。さらに、トナー像をシートＰに転写した後に感光体ドラム１０２の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段が配設されており、これらは枠体内に収められ、カートリッジ化されている。なお、レーザプリンタＡはプリンタ本体内にプロセスカートリッジ１０１を装着するための装着機構を有している。

一方、プリンタ本体内のプロセスカートリッジ１０１の上部には、感光体ドラム１０２に対して画像情報に応じた光像を照射するための光学系１０３が設けられている。

給紙カセット１０４内に収納されたシートＰは、不図示のホストコンピュータからのプリント信号により作動する給紙ローラ１０５と分離パッド１０６によって１枚ずつ分離されて給送される。このシートＰは、給紙反転部を通って表裏を反転されて搬送され、搬送ローラ１０７、搬送コロ１０８からなる搬送部を通ってプリンタ本体内後方（図１の左方）へ送られる。そして、このシートＰは、転写ガイド１０９に案内されて感光体ドラム１０２と転写ローラ１１０とのニップ部へ搬送される。

一方、不図示のホストコンピュータからの画像情報は、光像として光学系１０３から感光体ドラム１０２に照射されて感光体ドラム１０２に画像情報に応じた潜像が形成され、その潜像はトナーによって現像されて可視化される。そして、トナー像として現像する画像形成のタイミングに合わせてシートＰがニップ部に搬送され、感光体ドラム１０２上に形成されたトナー像と逆極性の電圧を転写ローラ１１０に印加することにより、感光体ドラム１０２上のトナー像がシートＰに転写される。

トナー像が転写されたシートＰは、転写部を通過した直後に電荷を除去するための除電針１１１の真上を通過し、電装ユニット１１２の上方に設けられた搬送路１１３上を通って定着部１に搬送される。シートＰが定着部１の定着フィルムと加圧ローラのニップ部を通過することによってトナー像の定着がなされる。そして、定着部１を通過したシートＰは、プリンタ本体内後部を通って再び表裏反転され、排出部を構成する排紙ローラ対３によってプリンタ本体上部に積載部として設けられた排紙トレイ４上へ排出される。

図２において、２は定着搬送されたシートＰを排紙口まで搬送する搬送ローラ対、５は積載シートの積載高さを検知する満載検知センサレバー、６は満載検知センサレバー５の回転中心であるセンサレバー軸である。そして、７は満載検知センサレバー５と一体に形成され、満載検知センサレバー５の他端に設けられたセンサフラグ、９はセンサフラグ７を検知する満載検知センサである。満載検知センサレバー５、センサフラグ７、そして満載検知センサ９は第一の検知手段を構成する。

上記構成において、レーザプリンタ本体Ａは、不図示のホストコンピュータからの画像出力信号によりプリント動作を開始する。感光体ドラム１０２と転写ローラ１１０とのニップ部において画像を転写されたシートＰは、定着部１に搬送され、シートＰ上の画像が定着される。

シートＰは、そのまま搬送ローラ対２により排紙ローラ対３まで搬送される。レバー２００は、排紙トレイ４の下方の回動軸２００ａに回動可能に支持され、排紙トレイ４の排紙方向上流側（排紙ローラ対３）に延伸するアーム部２００ｂを有するとともに、ばね２０３により図中時計回り（矢印Ｃ方向）に所定の力で付勢されている。また、排紙ローラ対３のニップ部近傍には、レバー部材としてのレバー２００の一端に変形手段である腰付けリブ２０２が回動自在に設けられ、弾性部材としての付勢バネ２０１により排出シートに当接する向き（矢印Ｂ方向）に付勢されている。付勢バネ２０１により付勢された腰付けリブ２０２は、不図示のストッパによりシートＰの排出経路に突出する突出位置に位置決めされる。

また、図４に示すように、レバー２００は、排紙ローラ対３の排紙方向と直交するシート幅方向に複数設けられ、腰付けリブ２０２は、シート排出方向と交差するシート幅方向において排紙ローラ対３の外側に配置されている。つまり、排出されるシートＰは、シート幅方向の端部が腰付けリブ２０２に接触して樋（凹）状に変形しながら排紙ローラ対３により排紙トレイ４上に排出される。

このとき、シートＰは、満載検知センサレバー５を押し上げるようにシート排出口から排出される。そのため、排出されるシートＰは、満載検知センサレバー５に押さえつけられるように排紙トレイ４に積載される。満載検知センサレバー５の回動中心であるセンサレバー軸６は、排紙口の上部に配置されている。満載検知センサレバー５は、センサフラグ７と一体であるが、センサレバー軸６を中心に常に、自重あるいはバネ力等により排紙トレイ４のシート積載面側へ付勢されている。（図３の満載検知センサレバーの破線位置５ａ）また、付勢された満載検知センサレバー５は、プリンタ本体Ａに設けられた回動ストッパにより位置決めされている。

以上のような排紙動作が連続で行われると、図３に示すように、排紙トレイ４上にシートＰがそれ以上積載できなくなる、いわゆる満載状態になる。満載状態に至る過程で、積載シートの排紙方向上流側端部に当接する端部規制部としてのレバー２００のアーム部２００ｂは、排紙トレイ４上に積載されたシートの自重により押圧され、回動軸２００ａを回転中心として矢印Ｄの方向へと回動を始める。シートＰの押圧力に対して、バネ２０３によりレバー２００を矢印Ｄと反対の図中時計回りに付勢力を発生させ、シート積載量（重量）に応じてつり合いをとっている。

もたれ検知フラグ２０４は、積載シートＰの自重の変化により回動するレバー２００に一体で設けられレバー２００の所定の位置への移動によりレバー検知センサ２０５を遮ると、レバー検知センサ２０５がレバー２００の移動を検知し、信号を発生する。レバー２００、もたれ検知フラグ２０４、そしてレバー検知センサ２０５は、第二の検知手段を構成する。

一方、一端が排紙トレイ４上のシートの上面と当接する満載検知センサレバー５の他端に設けられたセンサフラグ７は、排紙トレイ４に積載されたシートの積載高さが所定の積載高さに達したとき、満載検知センサ９を遮光する位置に回動する。満載検知センサ９は、対向する位置に赤外線の発光部、受光部があり、その間が遮光されることにより機能するセンサである。排紙トレイ４に積載されたシートの積載高さが積載可能枚数として予め設定した所定の積載高さに達し、満載検知センサ９が遮断されることにより信号を発生し、プリンタ本体Ａの制御部（ＣＰＵ）が満載と判断する。

ここで、レバー２００の移動が検知される際のシート積載量（重量）は、満載検知センサレバー５の回動が検知される際のシート積載量（積載高さ）とほぼ等しくなるよう設定される。つまり、通常、画像形成装置で使用されるシートの重量と厚みの関係を予め算出し、満載と判断されるべき積載シートの重量と積載高さがシートの積載量として一致するよう２つのセンサの検出位置を設定する。

レバー２００は、回動軸２００ａを排紙ローラ対３のシート排出口から離れた位置に配置しているため、シート排出口近くに積載されたシートＰの自重がモーメントとして大きくレバー２００の回動力に寄与するようになっている。さらに、レバー２００のアーム部２００ｂの、シート積載面近くにおいて積載シートと当接する面を排紙トレイ４側に傾斜させているため、シート積載量が少ないときにはレバー２００の回動力への影響が小さい。

また、排紙トレイ４のシート積載面のシート排紙口に近い部分を傾斜形状、排紙口から遠い部分を水平とすることにより、排紙トレイ４の傾斜部に載っている積載シートの自重の水平分力がレバー２００の回転力として働くようになっている。したがって、排紙トレイ４のシート積載面の傾斜部を超える長さのシート（例えばＡ３サイズ）であってもレバー２００に対して発生する回動力が排紙トレイ４の傾斜部を超えない長さのシート（例えばＡ４サイズ）とほぼ同じになるよう設定することができる。

上述したように、シート積載量が少ないときには腰付けリブ２０２は、シートＰの排出経路に突出する突出位置にあるため、シートＰが排紙ローラ対３のニップ部を抜ける際、腰付けリブ２０２がシートＰに当接するようになっている。このため図５に示すように、シートＰは、腰付けリブ２０２と排紙ローラ対３とによって、樋（凹）状に腰付けされて排出される。これにより、腰の弱い薄紙であっても、丸まったり、座屈したりすることなく排紙トレイ４上に排出される。

一方、排出されるシートが腰の強い厚紙の場合について図６を用いて説明する。腰の強いシートＰが排紙ローラ対３へ送られてくると、腰付けリブ２０２は、シートＰの腰（撓み反力）により回動軸２０２ａを中心に、破線で示される２０２ｃの位置から実線で示される２０２ｂの位置へと回動する。シート積載量が少ないとき、腰付けリブ２０２は付勢バネ２０１によりシートＰの排出経路に突出する突出位置へ保持されている。付勢バネ２０１のバネ力は、厚紙が排出される際のシートＰの腰により腰付けリブ２０２が排出経路外の退避位置である２０２ｂへと退避するように設定しているため、厚紙の場合は、腰付けリブ２０２の腰付けの効力が発揮されない。

また、シート積載量が満載状態に至る増加の過程で、排紙トレイ４上に積載されたシートの自重により回動するレバー２００に設けられた腰付けリブ２０２も回動し、排出されるシートＰを変形させる量を小さくする。満載状態に近い場合、シートＰの排出経路から退避する。これにより、不要な腰付けによるシートへのダメージを防止し、シートＰの排出時の腰付けリブ２０２との摺擦による不快な騒音を低減し、既積載シートのシートＰとの摺擦による押し出しを防止させることができる。

次に、図７に示すように、シートＰがシート搬送方向に大きくカールするような場合について説明する。カールしたシートＰが排紙トレイ４上に順次積載されてくると、シートＰのシート搬送方向上流側がレバー２００にもたれかかったような状態になり、本来の積載可能枚数に達する以前に排紙ローラ対３のシート排出口を塞いでしまうようになる。このとき満載検知センサレバー５は、図７のようにこの状態を検知することが困難となってしまう。

ところが、カールしたシートＰは回動軸２００ａから離れたシート排出口近くでレバー２００に当接するためシートＰの自重が通常積載時よりも大きなモーメントとして作用する。このため、レバー２００にシート搬送方向上流側がもたれかかったシートＰがある程度の枚数になると、シートＰの自重により押圧されて回動軸２００ａを回転中心として矢印Ｄの方向へと回動を始める。このときのレバー２００が回動を始めるシートＰの自重に対しては、バネ２０３によりレバー２００を矢印Ｄと反対方向へ付勢力を発生させている。このバネ２０３の反力を調整することにより、レバー２００が回動を始めるシートＰの積載枚数を決定する。このシートＰの積載枚数は、もたれたシートＰが排紙ローラ対３のシート排出口を塞いでしまわない程度に設定することが望ましい。所定の積載枚数に達したシートＰのもたれにより回動したレバー２００は、回動中心である回動軸２００ａに一体に設けられた、もたれ検知フラグ２０４により、レバー検知センサ２０５でレバー２００の回動を検知する。そして、排紙トレイ４上の積載シートを取り除くようにユーザへ促すメッセージを出す。また前述したように、レバー２００は回動軸２００ａを排紙ローラ対３のシート排出口から離れた位置に配置しているため、シート排出口近くに積載されたシートＰの自重がモーメントとして回動力に大きく作用するようになっている。そのため、通常の積載状態よりもレバー２００の回動軸２００ａから離れた位置にシートＰの自重が作用するシートもたれ状態においては、より敏感に検知することが可能となっている。さらに、レバー２００のアーム部２００ｂの、シート排出口近くにおいて積載シートと当接する面を、シート積載面近くの当接面よりも積載シートの自重の影響を受けやすい角度に設定している。つまり、排紙トレイ４の傾斜部の傾斜と直交する角度に近くなるよう設定することで、排紙トレイ４の傾斜部の傾斜に沿った方向における積載シートの自重の成分がモーメントとしてレバー２００の回動力に大きく寄与することになる。

レバー２００をこのように構成することにより、通常の満載検知センサレバーでは検知できないような大きいカールが発生するシートを使用されたとしても、排出シートの折れ、破損や、排紙トレイからの落下などのトラブルを未然に防止することができる。また、著しいジャムや紙つまりに起因する装置本体の故障も防ぐことが出来る。

前述したレバー２００と満載検知センサレバー５の２つの位置を検知するセンサの検知結果により、シートが正常に積載されたことによる満載検知であるか、カール等による異常積載検知であるかの積載状態をプリンタ本体Ａの制御部により判断する。

図８はプリンタ本体Ａの制御部の制御ブロックを示す説明図である。制御部を構成するＣＰＵ４００には、ＣＰＵ４００からの指令により画像形成のためのレーザー照射を行うよう光学系駆動モータ４０１が連結されている。画像形成部を構成するプロセスカートリッジ１０１を駆動するプロセスカートリッジ駆動モータ４０４と画像形成のためのバイアス電圧を発生させる高圧発生装置４０５とはそれぞれＣＰＵ４００に連結され、画像形成プロセスを制御している。また、表示手段である表示装置４０８は、ＣＰＵ４００からの入力信号により各種警告、メッセージを表示する。さらにＣＰＵ４００には、排紙ローラーモータ４０７、定着駆動モータ４０６、シート搬送駆動モータ４０３、給紙カセット駆動モータ４０２と連結されていてシート材の搬送制御を各種行っている。また、上述した満載検知センサ９、レバー検知センサ２０５からの検知信号がＣＰＵ４００に入力され、その検知信号に基づいて排紙トレイ４上に積載されたシートの積載状態が判断される。

以上の制御部構成をもって、図９に示すフローチャートを以下に説明する。

不図示のホストコンピュータからの画像出力信号によりプリント動作を開始する（Ｓ１０１）。まず、プリンタ本体Ａの制御部は、レバー２００の回動の有無を確認する（Ｓ１０２）。レバー２００の回動が確認される（Ｙ）と、続いて満載状態を確認する（Ｓ１０３）。満載状態である（Ｙ）と判断されたら、プリント動作を一時停止させる（Ｓ１０４）。そして、排紙トレイ４上の積載シートを取り除くよう、操作部に表示する（Ｓ１０５）。Ｓ１０３で満載ではない（Ｎ）と判断された場合は、積載シートのシート搬送方向のカールによるシート排出口へのもたれ、いわゆる「もたれ積載」が発生している可能性が有るのでプリント動作を一時停止させ（Ｓ１０７）、警告表示を行う（Ｓ１０８）。これにより、過積載による排紙トレイ４上でのシートの押出し、落下等が防止できるとともに、カールによるもたれ積載等、シート積載異常をユーザに報知することができる。

一方、Ｓ１０２でレバー２００の回動が確認されない場合（Ｎ）、続けて満載状態を確認する（Ｓ１０６）。満載状態である（Ｙ）と判断された場合、排紙トレイ４上に異物が置かれる等、シート積載に異常が発生している可能性が有るので、プリント動作を一時停止させ（Ｓ１０７）、警告表示を行う（Ｓ１０８）。Ｓ１０６で、満載ではない（Ｎ）と判断された場合、正常なシート積載が行われていると判断し、次にプリントが終了したかどうかを判断する（Ｓ１０９）。つまり、最終ページでなければ（Ｎ）、再びＳ１０１に戻ってプリント動作を開始させ、最終ページであれば（Ｙ）終了する。

以上、本実施の形態によれば、排出されるシートに当接して腰付けをする腰付けリブ２０２を、排紙トレイ４上に積載されたシートの自重により回動するレバー２００に設けたので、シート積載量にかかわらず、良好な整列性および積載性を実現する。

なお、上記実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

上記実施の形態では、腰付けリブ２０２をレバー２００に一体的に設けた構成について説明したが、レバー２００の移動と連動して腰付けリブ２０２のシートＰを変形させる量が変化すればよく、各々別体で設けてもよい。

また、上記実施の形態では、シート積載量が満載状態において、腰付けリブ２０２をシートＰの排出経路から退避させるようにした構成について説明したが、排出されるシートの抵抗とならぬ程度に腰付けリブ２０２を当接させるようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態では、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に一体的に組み込まれたシート積載装置について説明したが、例えば、シート処理装置として画像形成装置に別体で接続されるフィニッシャに適用しても本発明は有効である。その場合、プリンタ本体Ａに搭載された制御部（ＣＰＵ）で直接、フィニッシャを制御するか、フィニッシャ側にフィニッシャ制御部を設け、通信によりフィニッシャ制御部を介してフィニッシャを制御する。

１ 定着ユニット
２ 搬送ローラ対
３ 排紙ローラ対（排出部）
４ 排紙トレイ（積載部）
５ 満載検知センサレバー
６ センサレバー軸
７ センサフラグ
２００ レバー（レバー部材）
２００ａ 回動軸
２０１ 付勢バネ
２０２ 腰付けリブ（変形手段）
２０３ バネ
２０４ もたれ検知フラグ
２０５ レバー検知センサ
Ａ レーザプリンタ
Ｐ シート

Claims (5)

1. シートを排出する排出部と、
   前記排出部により排出されたシートを積載する積載部と、
   前記積載部上に積載されたシートに押圧され、積載シートの重量の増加に伴って移動可能なレバー部材と、
   前記レバー部材に設けられ、前記排出部により排出されるシートの排出経路に突出し、排出されるシートを変形させる変形手段と、を備え、
   前記変形手段が前記排出経路に突出する突出量は、積載シートの重量の増加による前記レバー部材の移動に伴い、減少することを特徴とするシート積載装置。
2. 前記変形手段は、前記レバー部材に回動自在に設けられ、弾性部材により前記排出経路に突出する方向に付勢されることを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
3. 前記積載部上に積載されたシートが所定の積載高さに達したときに信号を発生する第一の検知手段と、前記レバー部材が前記積載部上に積載されたシートに押圧されて所定の位置に移動したときに信号を発生する第二の検知手段と、を備え、前記第一の検知手段が信号を発生せず、前記第二の検知手段が信号を発生したとき、前記積載部上に積載されたシートの積載状態は、異常と判断されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート積載装置。
4. 前記変形手段は、前記排出部により排出されるシートのシート排出方向と交差するシート幅方向の端部に当接するよう配設されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート積載装置。
5. シートに画像を形成する画像形成手段と、画像形成されたシートを積載する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート積載装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。