JP5408406B2 - シート搬送装置、これを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの複合機などの画像形成装置に用いるシート搬送装置と、これを備えた画像形成装置に関する。

上述の各種の画像形成装置において、多くの紙種、紙厚への対応、省スペース化のためのストレート排紙経路と反転排紙経路の合流点における用紙の搬送性能、画像品質の向上が要求される。

特開平１１−１４３１３８号公報

本発明は、特許文献１に記載されるような構成の用紙の両面に画像形成可能な画像形成装置の反転排紙部の排紙合流点における用紙の搬送品質、画像品質を安定、向上させたシート搬送装置とこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明の転写ベルト装置のうち請求項１に係るものは、
用紙の先端が排紙合流爪に達した時に、該排紙合流爪を最適な用紙の受取位置に位置させる機構を備えるシート搬送装置において、
反転排紙のときに前記排紙合流爪が、搬送される用紙先端を受け取る位置である反転排紙の受取位置に位置し、用紙先端が緩やかにターンするようにガイドし、
ついで、用紙先端のガイドが終了する直前に、前記排紙合流爪が用紙先端を下流ガイド板に渡す位置である反転排紙の渡し位置に位置し、用紙先端が下流に位置する次のガイド板に入り易い位置でガイドし、
さらに、前記排紙合流爪が用紙先端以外の用紙面をガイドする位置である反転排紙のガイド位置に位置し、用紙先端が搬送方向で下流に位置する次のガイド板または次の搬送ローラに前記用紙面が十分に達した後、該用紙面をストレスを与えることなく緩やかにガイドする
ことを特徴とする。

請求項２に係るものは、
用紙の先端が排紙合流爪に達した時に、該排紙合流爪を搬送される用紙先端を受け取るのに最適な位置に位置させる機構を備えるシート搬送装置において、
ストレート排紙のときに前記排紙合流爪を前記用紙を搬送する軌道直線よりも下に位置させるとともに、
反転排紙のときに前記排紙合流爪が、搬送される用紙先端を受け取る位置である反転排紙の受取位置に位置し、用紙先端が緩やかにターンするようにガイドし、
ついで、用紙先端のガイドが終了する直前に、前記排紙合流爪が用紙先端を下流ガイド板に渡す位置である反転排紙の渡し位置に位置し、用紙先端が下流に位置する次のガイド板に入り易い位置でガイドし、
さらに、前記排紙合流爪が用紙先端以外の用紙面をガイドする位置である反転排紙のガイド位置に位置し、用紙先端が搬送方向で下流に位置する次のガイド板または次の搬送ローラに前記用紙面が十分に達した後、該用紙面をストレスを与えることなく緩やかにガイドすることを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項２のシート搬送装置において、前記排紙合流爪を排紙ストレート経路に切り換える場合、片面ストレートモードと両面モードとで異なる位置であって前記軌道直線よりも下の位置とすることを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項３のシート搬送装置において、搬送する用紙が排紙ストレート経路を通過する片面ストレートモードと両面モードのストレートガイド位置では、排紙合流爪以外のガイド板に接することがある場合には、前記排紙合流爪の材質を低摩擦あるいは高摺動性を有する材質で形成し、かつ搬送する用紙と前記排紙合流爪を接触させること特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項３のシート搬送装置において、搬送する用紙が排紙ストレート経路を通過する片面ストレートモードと両面モードのストレートガイド位置では、前記排紙合流爪以外のガイド板に接することがある場合には、該排紙合流爪の材質をフッ素樹脂で形成し、かつ搬送する用紙と前記排紙合流爪を接触させること特徴とする。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項１から５のいずれかのシート搬送装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、排紙合流爪が受取位置を有しているので、反転経路における排紙合流爪が用紙先端を受け取る時の搬送性能が向上でき、よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した用紙の搬送品質が得られる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は本発明の実施対象となる画像形成装置の一例の断面図で、用紙の搬送経路を示したものである。ただし、本発明が図示のような画像形成装置に限定されることを意味するものではない。

このような画像形成装置１では、用紙の片面に画像形成する片面モード（以下、単に片面、と称する時もある）時、給紙部３（３ａ〜３ｄ）に積載された用紙Ｐが給紙され、片面に画像形成部２で画像を転写され、定着部４で画像を定着される。

片面ストレート排紙モードでは、定着後、排紙分岐爪１０が反転経路１３を塞ぎ、ストレート経路１２が通紙可能となるストレート経路位置に切り換わり、切り換え部９を介して用紙Ｐは排紙部８からストレート排紙される。

反転排紙モードまたは両面に画像を形成する両面モード（以下では単に両面、と記すときもある）では、排紙分岐爪１０がストレート経路１２を塞ぎ反転経路１３へ通紙可能となる反転経路位置に切り換わり、用紙Ｐは反転経路１３へと搬送され、反転部６に放出され、反転部６でスイッチバックして反転される。

以下では、片面反転排紙モードでは、スイッチバックして反転された後、両面分岐爪１５が両面再給紙経路１６を塞ぎ、反転排紙経路１４が通紙可能となるように反転排紙経路位置に切り換わり、用紙Ｐは反転排紙経路１４へ搬送され、排紙部８を通って排紙される。また両面モードでは、反転部６でスイッチバックして反転された後、両面分岐爪１５が反転排紙経路１４を塞ぎ両面再給紙経路１６を通紙可能となる両面再給紙経路位置に切り換わり、用紙Ｐは両面再給紙部７を通って、再び給紙され、裏面に画像形成部２で画像を転写され、定着部４で画像を定着される。排紙分岐爪１０がストレート経路位置に切り換わり、用紙Ｐは排紙部８から排紙される。

連続して両面画像形成する場合、排紙分岐爪１０は、片面だけ画像像形成された用紙Ｐを反転経路１３に搬送し、両面とも画像形成された用紙Ｐをストレート排紙するために、反転経路位置とストレート経路位置とに交互に切り換わる。

ここで、ストレート経路は、片面ストレート排紙モードと両面モードで使用され、ストレート排紙される。反転排紙経路１４は、片面反転排紙モードでのみ使用され、反転排紙される。ストレート経路と反転排紙経路１４は排紙ローラ手前で合流する。この合流点において、用紙搬送品質に対する最適な条件が複雑で、環境、用紙Ｐの種類（紙種）、用紙Ｐの厚さ（紙厚）によって異なるため、用紙Ｐのジャム（紙詰り）、カール発生、耳折れなどの搬送品質問題や画像のこすれや筋の発生など画像品質問題が発生しやすい。本発明は、反転排紙経路１４とストレート経路の合流点における搬送品質と画像品質を改善するものである。

図２は、排紙合流部の構成図である。排紙合流爪２０の反転排紙モード時の反転経路位置（片面反転モード位置と称する）、両面モード時のストレート経路位置（両面モード位置と称する）、片面ストレート排紙時のストレート経路位置（片面ストレートモード位置と称する）に移動する。排紙合流爪２０は支点軸２１を中心に回転可能に設置され、支点軸上には合流爪従動ギヤ２３が設けられ、合流爪従動ギヤ２３は合流爪モータ２４軸上のモータギヤ２２と連結している。ステッピングモータで構成される合流爪モータ２４は排紙合流爪２０の位置を細かく制御できるように構成する。

排紙合流爪２０の支点軸２１と同軸にコロアーム２５が設けられており、該コロアーム２５の先端に爪ガイドコロ２６が回転可能に設けられている。このため、爪ガイドコロ２６は排紙合流爪２０を一緒に動き排紙合流爪２０と反対側の用紙の面をガイドする。この爪ガイドコロ２６によって、用紙を確実にガイドすると共に、回転することにより搬送をスムーズにする。

図３〜図８は、排紙合流爪２０の切換動作を示す図である。
図３は排紙合流爪部周辺の詳細図で、一般的な片面反転モード時の排紙合流爪２０の片面反転モード位置の時の図である。図中２７は排紙部８の排紙ローラ、２８はストレート下流搬送ローラ、２９は排紙上ガイド板、３０は排紙下ガイド板、３１は反転下流搬送ローラ、３２は反転下流ガイド板対、３３はストレート下ガイド板である。片面反転排紙モード時の位置については、後述の図６〜図８の説明を参照されたい。

図４、図５は、基本的なストレート経路に用紙が搬送される時、すなわち片面ストレートモードと両面モードの排紙合流爪２０の位置の図である。図４は両面モード時の排紙合流爪２０の両面モード位置であり、図５は片面ストレートモード時の排紙合流爪２０の片面ストレートモード位置を示す図である。すなわち、ストレート経路の時、両面と片面で位置が異なる。両面と片面の差異としては、用紙Ｐの図中で下側の面の画像の有り／無し以外にも、通紙できる用紙Ｐの種類（紙種）や厚さ（紙厚）が異なるため、それぞれに適した位置がある。
（１）画像の有無による違いとしては次のような場合がある。用紙Ｐがストレート経路を通過する片面ストレートモードと両面モードのストレートガイド位置では、排紙合流爪２０の上流直前と下流直後の搬送ローラ間を結ぶ用紙Ｐの軌道直線（搬送ローラ間に用紙Ｐが引っ張られた時の直線）に接しない位置である。
（２）用紙Ｐの厚さによる違いとしては次のような場合がある。両面モードに比べて片面ストレートモードでは、より薄い用紙Ｐからより厚い用紙Ｐまで対応する必要がる。

図４に示すように、用紙Ｐの搬送方向で上流側直前の搬送ローラ２８と下流側直後の搬送ローラ（図では排紙ローラ２７）間に用紙Ｐがある場合に、特に両面モード時は用紙Ｐから離れた位置とすることによって、排紙合流爪２０が用紙Ｐの画像面に触れないようにしているので、画像がこすれることがない。また、逆に上流直前と下流直後の搬送ローラ２７、２８間に用紙Ｐがある場合で、排紙合流爪２０以外のガイド板に接することがある場合には、排紙合流爪２０の材質をフッ素樹脂や低摩擦（高摺動）材質、トナーに対する離型性が良い材質など特殊な材質として、故意に用紙Ｐと排紙合流爪２０を接触させる（図９参照）ことにより、画像品質を安定させることもできる。

前者は、上流直前と下流直後の搬送ローラ２７、２８間に用紙Ｐがあり、排紙合流爪２０以外のガイド板に用紙Ｐが接しないレイアウトである場合、排紙合流爪２０を用紙Ｐに接しないようにすることによって、排紙合流爪２０の材質は他のガイド板と同程度とすることができるため低コスト化できる。

後者は、上流直前と下流直後の搬送ローラ２７、２８間に用紙Ｐがあり、排紙合流爪２０以外のガイド板に用紙Ｐが接するレイアウトである場合、トナーが付着しにくく（トナーに対する離型性の良く）低摩擦で摺動性の良い材質の排紙合流爪２０を意図的に用紙Ｐに接触させることによって、トナーが付着しやすく（トナーに対する離型性の悪く）摺動性が排紙合流爪２０より劣る他のガイド板類に用紙Ｐを接触させないことにより、画像品質と搬送品質の安定と共に、高価で高性能な材質の採用を排紙合流爪２０のみすることでコストも抑えることができる。

定着性の余裕について排紙合流爪２０を最適な位置を考えると、次のような例がある。
コート紙のような定着性に対する余裕度が低い用紙Ｐでは、用紙Ｐからトナーが取れて、搬送中にガイド板、排紙合流爪２０にトナーが付着する可能性がある。用紙Ｐからトナーが取れるため、画像にこすれたような跡が残る不具合となる。さらに、付着したトナーが蓄積されると、用紙Ｐが引っ掛かってジャムとなるなどの不具合が発生する。
そこで、定着性に余裕のないコートに対してのみ排紙合流爪２０を離すような制御とすることによって、それ以外の用紙Ｐに対しては排紙合流爪２０を不要に移動させることがないので、シンプルな制御にできるとともに、画像形成の生産性（速度）を向上することができる。
低温環境においては、定着性が低下するため、コート紙以外でも不具合がより発生しやすくなる。
この２つの方法は、トナーに関係なくＯＨＰに対しても有効である。ＯＨＰではそれ自体が傷つき易い。ＯＨＰの傷は投影されるため、極力傷つけないことがＯＨＰの搬送品質として重要である。そのため、ガイド板等にトナーが蓄積しないこと、ガイド板等にすでにトナーが蓄積された場合にその蓄積されたトナー接触しないようにすること、プラスチックで成型されたガイド板類の材料に添加された充てん材であるグラスファイバーなどの傷の原因となる物質に強く接触しないことなどが要求される。そのため、前述の２つの方法はＯＨＰの傷防止効果に有効である。

また別の条件として、用紙Ｐのコシの違いについて排紙合流爪２０を最適な位置にする場合、次のような例がある。
薄紙は紙のコシが弱いので用紙Ｐの先端が自重で垂れるため、特に用紙Ｐを曲げるストレスがかからないような経路（例えば、本例のストレート経路）では、薄紙の渡し位置は厚紙の渡し位置よりも次ガイド板に引っ掛からないための余裕度を大きくする必要がある。高湿度環境では、用紙Ｐのコシが弱くなるため、普通紙であっても薄紙と動傾向となる。
逆に、用紙Ｐを曲げることで用紙Ｐにストレスが掛かる経路（例えば、本例の反転排紙経路１４）では、厚紙の渡し位置は薄紙の渡し位置よりも次ガイド板に引っ掛からないための余裕度を大きくする必要がある。低湿度環境において、紙のコシが強くなるため、不具合は顕著となる。

ここで、排紙合流爪２０の用紙のガイドや受渡しの性能に注目すると、排紙合流爪２０には、用紙Ｐの先端を上流側のガイド板から受け取る位置、用紙Ｐの先端をガイドする位置、用紙Ｐの先端を下流側のガイド板へ渡す位置、用紙Ｐの面をガイドする位置にそれぞれ最適な位置が考えられる。本例では、ストレート経路において用紙の先端を受け取る、ガイドし、渡す位置をストレート受渡し位置、用紙の面（先端以外）をガイドする位置をストレートガイド位置と称する。

すると、前述の図４における排紙合流爪２０の位置をストレートガイド位置、図５をストレート受渡し位置として制御することで、より高性能な画像品質と搬送品質が得られる。ただし、両面と片面で位置を変える以外に、用紙位置に応じて排紙合流爪２０を変える制御が有用であるが、制御が複雑になるため、片面時は無駄な動作はしないなどのバランスを考慮する必要もある。

図６〜図８は、基本的な排紙合流爪２０の片面反転モード位置の動作説明図である。
図６は、排紙合流爪２０が用紙先端を受け取る位置である反転排紙の受取位置を示す。用紙Ｐの先端を受入れ易くするため受け取る幅を確保すると共に、用紙Ｐの先端を急激にターンさせるとジャムになり易いため用紙先端を緩やかにガイドする。
図７は、排紙合流爪２０が用紙Ｐの先端を下流ガイド板に渡す位置である反転排紙の渡し位置を示す。用紙Ｐの先端のガイドが終了する直前に、用紙Ｐの先端が下流に位置する次のガイド板に入り易い位置でガイドする。
図８は、排紙合流爪２０が用紙面（用紙Ｐの先端以外）をガイドする位置である反転排紙のガイド位置を示す。用紙Ｐの先端が下流に位置する次のガイド板、または、下流に位置する次の搬送ローラに用紙が十分に達した後、用紙面をストレスを与えることなく緩やかにガイドする。なお図８に示すように、爪ガイドコロ２６は、他のガイド板類に接触しないような位置であることが重要である。

片面反転モード位置は、複数あり条件によって最適な位置に制御される。片面反転モード位置において、図６に示す位置（受取位置）で用紙先端を受けた後、用紙Ｐ先端をターンさせるために用紙Ｐ先端をガイドしながら排紙合流爪２０は図７の位置（渡し位置）に移動する。用紙先端を下流のガイド板に受け渡した後（用紙Ｐ先端のガイドが終了した後）、排紙合流爪２０は用紙の面をガイドする位置である図８（ガイド位置）に移動する。

反転排紙経路において、用紙の排紙合流爪２０と反対側の面に画像が形成されている。また、排紙合流爪２０が位置する合流部分で、搬送経路が湾曲するため、用紙の画像形成面はいずれかのガイド板類に必ず接触する。本発明では、排紙合流爪２０と対になって同期して移動する爪ガイドコロ２６のみが紙の画像形成面に接触してガイドして、他のガイド板類への接触を防止している。爪ガイドコロ２６は、摺動性の良い低摩擦で、トナーが付きにくいトナーに対する離型性の良い材質であるため、搬送品質と画像品質を向上できる。

すなわち本発明では、排紙合流爪が受取位置を有しているので、反転経路における排紙合流爪が用紙先端を受け取る時の搬送性能が向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られる。また、排紙合流爪が渡し位置を有しているので、反転経路における排紙合流爪が用紙先端を下流直後の次ガイド板に渡す時の搬送性能が向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られ、さらに、排紙合流爪がガイド位置を有しているので、反転経路において用紙が下流直後の次搬送ローラに達した後、排紙合流爪が用紙面をガイド板にガイドする時の搬送性能が向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られる。

また、排紙合流爪は、片面ストレート位置を両面モード位置で異なる位置を有するので、それぞれに対して搬送性能が向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られ、排紙合流爪は、ストレート受渡位置を有するので、排紙ストレート経路において、用紙先端を受け取る時と、下流直後の次ガイドへの渡す時の搬送品質が向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られ、排紙合流爪は、ストレートガイド位置を有するので、排紙ストレート経路において、用紙面をガイドする時の搬送品質が向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られる。

さらに、ストレートガイド位置は、搬送ローラ間に用紙が引っ張られた時に、排紙合流爪に接しない位置であるので排紙合流爪に接しないので、用紙にストレスを与えないので搬送品質を向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られる。そして、排紙合流爪の材質が低摩擦（高摺動）材質で、かつ、用紙と排紙合流爪を接触するので、他のガイド板に触れることを防げるため画像品質や搬送品質が向上できる。例えば、排紙合流爪の材質をフッ素樹脂とすれば、擦れてもトナーを落とすことなく、かつ、用紙と排紙合流爪を接触するので、他のガイド板に触れることを防げるため画像品質や搬送品質が向上できる。なお、排紙合流爪は、連動する爪ガイドコロを有しているので、排紙合流爪の位置を問わず搬送品質を向上できる。よって、多くの紙種、紙厚、サイズ、環境条件に対して簡単に安定した搬送品質が得られる。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例の断面図 排紙合流部の構成図 排紙合流爪部周辺の詳細図 両面モード時の排紙合流爪の両面モード位置を示す図 片面ストレートモード時の排紙合流爪の両面モード位置を示す図 排紙合流爪が用紙先端を受け取る位置である反転排紙の受取位置を示す図 排紙合流爪が用紙の先端を下流ガイド板に渡す位置である反転排紙の渡し位置を示す図 排紙合流爪が用紙面（用紙の先端以外）をガイドする位置である反転排紙のガイド位置を示す図 排紙合流爪の材質をフッ素樹脂や低摩擦（高摺動）材質、トナーに対する離型性が良い材質など特殊な材質として故意に用紙と接触させる例を示す図

符号の説明

１：画像形成装置
２：画像形成部
３（３ａ〜３ｄ）：給紙部
Ｐ：用紙
４：定着部
７：両面再給紙部
８：排紙部
９：切り換え部
１０：排紙分岐爪
１２：ストレート経路
１３：反転経路
１４：反転排紙経路
１５：両面分岐爪
１６：両面再給紙経路
２０：排紙合流爪
２１：支点軸
２２：モータギヤ
２３：合流爪従動ギヤ
２４：合流爪モータ
２５：コロアーム
２６：爪ガイドコロ
２７：排紙ローラ
２８：ストレート下流搬送ローラ
２９：排紙上ガイド板
３０：排紙下ガイド板
３１：反転下流搬送ローラ
３２：反転下流ガイド板対
３３：ストレート下ガイド板

Claims (6)

1. 用紙の先端が排紙合流爪に達した時に、該排紙合流爪を最適な用紙の受取位置に位置させる機構を備えるシート搬送装置において、
   反転排紙のときに前記排紙合流爪が、搬送される用紙先端を受け取る位置である反転排紙の受取位置に位置し、用紙先端が緩やかにターンするようにガイドし、
   ついで、用紙先端のガイドが終了する直前に、前記排紙合流爪が用紙先端を下流ガイド板に渡す位置である反転排紙の渡し位置に位置し、用紙先端が下流に位置する次のガイド板に入り易い位置でガイドし、
   さらに、前記排紙合流爪が用紙先端以外の用紙面をガイドする位置である反転排紙のガイド位置に位置し、用紙先端が搬送方向で下流に位置する次のガイド板または次の搬送ローラに前記用紙面が十分に達した後、該用紙面をストレスを与えることなく緩やかにガイドする
   ことを特徴とするシート搬送装置。
2. 用紙の先端が排紙合流爪に達した時に、該排紙合流爪を搬送される用紙先端を受け取るのに最適な位置に位置させる機構を備えるシート搬送装置において、
   ストレート排紙のときに前記排紙合流爪を前記用紙を搬送する軌道直線よりも下に位置させるとともに、
   反転排紙のときに前記排紙合流爪が、搬送される用紙先端を受け取る位置である反転排紙の受取位置に位置し、用紙先端が緩やかにターンするようにガイドし、
   ついで、用紙先端のガイドが終了する直前に、前記排紙合流爪が用紙先端を下流ガイド板に渡す位置である反転排紙の渡し位置に位置し、用紙先端が下流に位置する次のガイド板に入り易い位置でガイドし、
   さらに、前記排紙合流爪が用紙先端以外の用紙面をガイドする位置である反転排紙のガイド位置に位置し、用紙先端が搬送方向で下流に位置する次のガイド板または次の搬送ローラに前記用紙面が十分に達した後、該用紙面をストレスを与えることなく緩やかにガイドする
   ことを特徴とするシート搬送装置。
3. 請求項２のシート搬送装置において、
   前記排紙合流爪を排紙ストレート経路に切り換える場合、片面ストレートモードと両面モードとで異なる位置であって前記軌道直線よりも下の位置とする
   ことを特徴とするシート搬送装置。
4. 請求項３のシート搬送装置において、
   搬送する用紙が排紙ストレート経路を通過する片面ストレートモードと両面モードのストレートガイド位置では、排紙合流爪以外のガイド板に接することがある場合には、前記排紙合流爪の材質を低摩擦あるいは高摺動性を有する材質で形成し、かつ搬送する用紙と前記排紙合流爪を接触させる
   こと特徴とするシート搬送装置。
5. 請求項３のシート搬送装置において、
   搬送する用紙が排紙ストレート経路を通過する片面ストレートモードと両面モードのストレートガイド位置では、前記排紙合流爪以外のガイド板に接することがある場合には、該排紙合流爪の材質をフッ素樹脂で形成し、かつ搬送する用紙と前記排紙合流爪を接触させる
   こと特徴とするシート搬送装置。
6. 請求項１から５のいずれかのシート搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。