JP5538912B2

JP5538912B2 - シート反転装置及び画像形成装置

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Publication number: JP5538912B2
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Inventors: 正俊瀧口
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Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等のシートに画像を形成する画像形成装置に用いられるシート反転装置、及び、これを備える画像形成装置に関する。

従来、シートに画像を形成する画像形成装置では、シートの両面に画像を形成するために、両面ユニットが内蔵又は取付け可能になっている。シートの両面に印刷する場合には、シートは、シート収納庫から搬送されていき、シートの第１面には、感光体ドラム及び転写装置の間で画像が転写され、定着装置で画像が定着される。そして、シートがシート反転装置の駆動により両面パスを通過して、シートの第１面及び第２面が反転され、シートの第２面に画像が転写及び定着される。こうしたシート反転装置に関する発明として特許文献１に記載の発明が開示される。

特許文献１に記載の発明は、フラッパの切換駆動の駆動源、及び、このフラッパの切換に関連するローラ対の回転駆動の駆動源が共通の駆動源とされるシート反転装置の発明である（特許文献１の図２、図３、図４参照）。このシート反転装置では、搬送ローラの平行ピンがギアの内周側の凸部に係合して駆動力が伝達され、フラッパが第１姿勢に切替えられてシートが排出方向へと搬送される。また、このシート反転装置では、駆動ローラの平行ピンがギアの内周側の凸部から係合解除されて駆動力の伝達が解除され、フラッパがバネの付勢力で第２姿勢に切替えられた後に、搬送ローラに逆方向の駆動力が伝達され、シートが両面パスへと搬送される。

こうした構成によれば、アクチュエータが必要なくなり、駆動源を停止させることなく、フラッパの切換動作に必要な時間だけ、シートの搬送が停止される。そのために、シート反転装置及び画像形成装置の小型化及びコストダウン化が実現される。

特開２００７−１４５４７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシート反転装置では、フラッパの切替機構が必要となる。こうした構成を追加しなければならない分だけ、シートを反転する空間が限定され、シート反転装置の小型化及びコストダウン化は妨げられる。

また、シートの搬送速度を高速にすると、シートの先端の挙動が不安定になったり、シートを反転するタイミングの制約が厳しくなったり、シートの搬送不良が発生する懸念があった。

本発明は、上記実情に鑑み、余分な機構を省略してシートの搬送速度の高速化及び装置本体の小型化を実現しつつ、シートの搬送不良を抑制することができるシート反転装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のシート反転装置は、シートを搬送可能な第１ローラ対と、前記第１ローラ対によって搬送されるシートを正方向回転して搬送した後に、逆方向回転してシートを搬送する第２ローラ対と、前記第１ローラ対から前記第２ローラ対へ向かう第１搬送方向に搬送されるシートを案内する第１ガイドと、前記第２ローラ対の逆方向回転によって前記第２ローラ対から前記第１搬送方向とは別の第２搬送方向に搬送されるシートを案内する第２ガイドと、前記第１搬送方向に搬送されるシートの前側を第１端部、シートの後側を第２端部としたとき、シートが前記第１搬送方向から前記第２搬送方向への方向転換をした後であって前記第２端部が前記第２ガイドに接触を開始するまでの搬送速度を、シートが前記第２搬送方向に搬送されて前記第２端部が前記第２ガイドに接触した後に搬送されるときの搬送速度よりも低い速度となるように前記第２ローラ対の駆動を制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の他のシート反転装置は、シートを搬送可能な第１ローラ対と、前記第１ローラ対によって搬送されるシートを正方向回転して搬送した後に、逆方向回転してシートを搬送する第２ローラ対と、前記第１ローラ対から前記第２ローラ対へ向かう第１搬送方向に搬送されるシートを案内する第１ガイドと、前記第２ローラ対の逆方向回転によって前記第２ローラ対から前記第１搬送方向とは別の第２搬送方向に搬送されるシートを案内する第２ガイドと、前記第１搬送方向に搬送されるシートの前側を第１端部、シートの後側を第２端部としたとき、シートが前記第１搬送方向に搬送される際に、前記第２端部が前記第１ガイドから離れる前にシートの搬送速度を減速し、減速後にシートの搬送方向を前記第２搬送方向に方向転換するように前記第２ローラ対の駆動を制御するコントローラとを有し、シートが前記第２搬送方向に搬送されて前記第２端部が前記第２ガイドに接触した後の搬送速度よりも、シートが前記第２搬送方向への方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触するときまでの搬送速度を低速とし、且つ、前記第２搬送方向への方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触するときにはシートの搬送速度が一定な速度で通過していくように、前記コントローラが前記第２ローラ対の駆動を制御することを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、シートを反転する前や反転後の搬送速度が減速されることにより、シートを反転する前後の時間は確保される。その結果、余分な機構を省略してシートの搬送速度の高速化及び装置本体の小型化を実現しつつ、シートの搬送不良を抑制することができるシート反転装置が提供される。

本発明の実施例１に係るシート反転装置及び画像形成装置の断面図である。シート反転装置の拡大断面図である。シート反転装置の工程図である。シート反転装置の工程図である。シート反転装置のシーケンスグラフである。従来のシート反転装置のシーケンスグラフである。本発明の他実施例に係るシート反転装置のシーケンスグラフである。本発明の他実施例に係るシート反転装置のシーケンスグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明の実施例１に係るシート反転装置６０を備える画像形成装置５０の構成を示す断面図である。画像形成装置５０は、電子写真画像形成プロセスを利用した両面印刷機能を有する画像形成装置である。図１に示されるように、画像形成装置５０は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）５０Ａを有し、この装置本体５０Ａの内部には、シートＳに画像を形成する画像形成部５１が設けられる。画像形成部５１は、『像担持体』である感光体ドラム８、『転写装置』である転写ローラ９等を含む。少なくとも感光体ドラム８については、プロセスカートリッジ７に含まれ、プロセスカートリッジ７として装置本体５０Ａに組み込まれる構成となっている。なお、このプロセスカートリッジ７には、その他、図示しない一次帯電装置、クリーニング装置等を含む場合がある。

装置本体５０Ａの内部には、シート搬送方向に、シートを積載可能なトレイ１、給送ローラ２、搬送ローラ対３、感光体ドラム８及び転写ローラ９が順に配置される。さらに、装置本体５０Ａの内部には、シート搬送方向に、『定着装置』である定着ローラ対３０、搬送ガイド１５、並びに、排出ローラ対１２が順に配置される。そして、これらの配置は、装置本体５０Ａの小型化及びプリントの高速化、特に最初の１ページを出力するのに要する時間（ファーストプリントアウトタイム）の短縮化を追求したものとなっている。すなわち、給送ローラ２から排出ローラ対１２までに至るシートの搬送経路が垂直に近く、シートの給送から排出までの搬送経路が極力短縮化される。また、搬送ガイド１５及び排出ローラ対１２の間から搬送ローラ対３の手前まで『両面印刷搬送手段』である両面パス１７が設けられる。前述の定着ローラ対３０及び排出ローラ対１２を含んで『シート反転装置』すなわちシート反転装置６０は構成される。このシート反転装置６０に関しては後述する。

次に、シートの搬送動作を説明する。トレイ１に積載されるシートは、駆動モータ１６が作動し、不図示の駆動機構装置の内部の給紙ローラ用ソレノイドが引かれると、給送される。シートは、給送ローラ２の回転により分離パットで分離給送され、搬送ローラ対３を経て、『画像形成部』である感光体ドラム８及び転写ローラ９の間のニップへと搬送されていく。

画像書き込み用のレーザスキャナ５は、感光体ドラム８の表面に静電像を描き、図示しない現像装置によって感光体ドラム８に現像され、トナー像は、感光体ドラム８及び転写ローラ９の間でシートの第１面に転写される。シートは定着ローラ対３０へと搬送され、トナー像はシートに加熱及び定着される。シートは、搬送ガイド１５に沿って排出ローラ対１２へと誘導され、排出ローラ対１２はニップを形成し、シートはトレイ１４に排出される。

両面印刷の場合には、シートが定着ローラ対３０を通過した後に、図示しないセンサがシートの後端を検知する。コントローラ５２は、そのセンサの検知信号を受けると、不図示の電気基板から排出ローラ対１２へとローラ反転信号を送信する。そして、排出ローラ対１２が反転し、シートが両面パス１７へと搬送され、搬送ローラ対３へと搬送される。この時点で、シートの表裏は逆転し、その後に前述の片面印刷の場合と同様な過程を経てシートの第２面が印刷されていく。

図２は、シート反転装置６０の拡大断面図である。図２に示されるように、シート反転装置６０は、シートＳを搬送可能な『第１ローラ対』である定着ローラ対３０、及び、正方向回転及び逆方向回転してシートＳを搬送可能な『第２ローラ対』である排出ローラ対１２を備える。ここでは、画像形成装置５０がレーザプリンタ等のように画像を定着する工程が存在するので、『第１ローラ対』には定着ローラ対３０が用いられるが、『第１ローラ対』の概念は、定着ローラ対３０に限定されない。すなわち、インクジェットプリンタ等のように画像を定着する工程が含まれないような場合には、『第１ローラ対』はインクジェット用の単なる搬送ローラであっても良い。

このシート反転装置６０では、フラッパが用いられず、排出ローラ対１２の正方向回転及び逆方向回転によってシートが反転される。ここで、図２中の矢印に示されるように、片面印刷時のシート搬送方向を第１搬送方向Ｔ１とし、両面印刷時のシート搬送方向を第２搬送方向Ｔ２とする。また、シートが第１搬送方向Ｔ１に搬送されている状態において、シートＳの先端を第１端部Ｓａ、シートＳの後端を第２端部Ｓｂとする。

シート反転装置６０は、シートＳを排出ローラ対１２に向けて案内し、かつ、シートＳを両面パス１７に向けて案内する、装置に固定されたガイド部６１を有する。このガイド部６１は、第１ガイド２４及び第２ガイド２５を有する。前述したが、第１搬送方向Ｔ１は、定着ローラ対３０から排出ローラ対１２へ向かう方向であり、第２搬送方向Ｔ２は、排出ローラ対１２から第１搬送方向Ｔ１とは別の方向で両面パス１７に向かう方向である。第１ガイド２４は、排出ローラ対１２の正方向回転によって第１搬送方向Ｔ１に搬送されるシートＳを案内するガイド面である。第２ガイド２５は、排出ローラ対１２の逆方向回転によって第２搬送方向Ｔ２に搬送されるシートＳを案内するガイド面である。

コントローラ５２は、第１搬送方向Ｔ１でシートＳの前側を第１端部Ｓａと認識し、シートＳの後側を第２端部Ｓｂと認識する。コントローラ５２は、シートＳが第１搬送方向Ｔ１に搬送されて、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れる前の搬送速度をＶ１とする。この『第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れるとき』とは、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４におけるシート排出方向側の先端部位（角部）を通過するときのことである。ここで、シートＳが定着ローラ対３０を通過してシートＳの第２端部Ｓｂが通過する第１ガイド２４の先端位置を第１位置Ｐ１とする。この第１位置Ｐ１は、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れるときの第２端部Ｓｂの位置とも言える。コントローラ５２は、シートＳの第２端部Ｓｂが第１位置Ｐ１を通過する前の搬送速度をＶ１に設定する。

その後、コントローラ５２の制御により、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れてから、シートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２への方向転換した後に、シートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触する。コントローラは、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れてから第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触するまでの間にシートＳが移動する移動距離の全部の搬送速度をＶ２とする。

ここで、シートＳが第１位置Ｐ１を通過した後に、シートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向変換（スイッチバック）されるときの第２端部Ｓｂの位置を第２位置Ｐ２とする。また、排出ローラ対１２のニップの位置を第３位置Ｐ３とする。この第３位置Ｐ３は、両面パス１７へと搬送される前に第２端部Ｓｂが第１搬送方向Ｔ１へと搬送されることが可能な第２端部Ｓｂの限界位置とも言える。さらに、シートＳの第２端部Ｓｂが接触する第２ガイド２５の位置を第４位置Ｐ４とする。この第４位置Ｐ４は、第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触するときの第２端部Ｓｂの位置とも言える。この場合に、コントローラ５２は、シートＳの第２端部Ｓｂが第１位置Ｐ１を通過して第２位置Ｐ２を経由して第４位置Ｐ４に到達するまでの搬送速度をＶ２に設定する。

コントローラ５２は、シートＳが第２搬送方向Ｔ２に搬送されて第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触した後の搬送速度をＶ３とする。この場合に、コントローラ５２は、シートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触してからシートＳが第２搬送方向Ｔ２へと搬送される搬送速度をＶ３に設定する。

そして、コントローラ５２は、この場合に、｜Ｖ２｜＜｜Ｖ１｜かつ｜Ｖ２｜＜｜Ｖ３｜の条件を満たすように定着ローラ対３０及び排出ローラ対１２の駆動を制御する。例えば、Ｖ１＝Ｖ、Ｖ２＝Ｖ／２、Ｖ３＝Ｖとする。

次に、前述したシート反転装置６０によってシートＳが反転する動作を、図３〜図５を参照しつつ時系列的に説明する。

図３は、シートＳの搬送工程を示す拡大断面図である。図３（ａ）は、シートＳの第１端部Ｓａが第１ガイド２４に接触した状態を示す拡大断面図である。図３（ａ）に示されるように、定着ローラ対３０及び排出ローラ対１２は、シートＳを第１搬送方向Ｔ１へ向かって搬送するために、正方向Ｙに回転している。この状態で、シートＳが第１搬送方向Ｔ１に搬送速度Ｖ１＝Ｖで定着ローラ対３０を通過した後に、図３（ａ）に示されるように、シートＳの第１端部Ｓａは第１ガイド２４に接触する。

図３（ｂ）は、シートＳが定着ローラ対３０及び排出ローラ対１２の両方から挟持された状態を示す拡大断面図である。その後、図３（ｂ）に示されるように、シートＳは、第１搬送方向Ｔ１へ向かって更に搬送され、シートＳの第１端部Ｓａは排出ローラ対１２のニップを通過していく。

図４は、シートＳの搬送工程を示す拡大断面図である。図４（ａ）は、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れてシートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向転換される過程を示す拡大断面図である。図４（ａ）の点線に示されるように、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４の第１位置Ｐ１を通過していく際に、シートＳの第１搬送方向Ｔ１への速度が搬送速度Ｖ２に変更される。図４（ａ）の実線に示されるように、シートＳの第２端部Ｓｂが第２位置Ｐ２に到達したところで、シートＳは瞬間的に停止する。このように、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４を通過した状態では、シートＳの剛性及び自重によってシートＳの姿勢は、矢印Ｚで示されるように点線の状態から実線の状態へと撓む。なお、シートＳが排出ローラ対１２のニップに到達してしまうと、シートＳは方向転換できなくなるので、シートＳの第２端部Ｓｂは実際には第３位置Ｐ３には到達しない。

図４（ｂ）は、シートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触した状態を示す拡大断面図である。図４（ｂ）に示されるように、排出ローラ対１２は、シートＳを第２搬送方向Ｔ２へ向かって搬送するために、逆方向Ｗに回転している。この状態で、シートＳが第２搬送方向Ｔ２に搬送速度Ｖ２＝Ｖ／２で搬送され、シートＳの第２端部Ｓｂは第２ガイド２５の第４位置Ｐ４に接触する。その後、シートＳは、第２ガイド２５に案内されて第２搬送方向Ｔ２へと搬送される。ここで、排出ローラ対１２を逆回転させるタイミングは、シートＳの第２端部Ｓｂの位置を検知する不図示のセンサからの信号により決定される。この後は、シートＳは第２搬送方向Ｔ２へ搬送速度Ｖ３＝Ｖで搬送されていく。

なお、第１搬送方向Ｔ１へ搬送されるシートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４の第１位置Ｐ１を通過する前に、シートＳの搬送速度の搬送速度Ｖ２への減速が完了していると好ましい。シートＳが減速されているとシートＳの第２端部Ｓｂがばたつくことが少なくなって、第２搬送方向Ｔ２へ向くほうに方向転換されるときに安定して第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に案内されるようになるからである。

図５は、シート反転装置６０の動作に基づくシートＳの搬送距離、搬送時間及び搬送速度の関係を示すグラフである。図５（ａ）は、シートＳの搬送距離及び搬送時間の関係を示すグラフである。図５（ｂ）は、シートＳの搬送速度及び搬送時間の関係を示すグラフである。図５（ａ）中で、縦軸は、シートＳの第２端部Ｓｂの通過位置を示し、横軸は、シートＳの第２端部Ｓｂが通過するのにかかった搬送時間を示している。縦軸の各点は以下の点を意味する。Ｐ１は、所定の位置（図５（ａ）中の０の地点、以下同じ）に対する位置で、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４を離れる第１位置Ｐ１を意味する。Ｐ２は、所定の位置に対する位置で、シートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向転換する瞬間のシートＳの第２端部Ｓｂの第２位置Ｐ２を意味する。

Ｐ３は、所定の位置に対する位置で、シートＳが反転されないと仮定した場合に、シートＳの第２端部Ｓｂが通過する第３位置Ｐ３を意味する。Ｐ４は、所定の位置に対する位置で、シートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触する第４位置Ｐ４を意味する。この縦軸のＰ１〜Ｐ４に関しては、前述した図２を参照されたい。横軸の各点は、シートＳの第２端部Ｓｂが所定の位置からＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の各点まで移動するのにかかった搬送時間を示し、各々ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４とする。グラフの実線部は、シートＳが第１搬送方向Ｔ１へ搬送されるときのシートＳの第２端部Ｓｂのグラフであり、グラフの点線部は第２搬送方向Ｔ２へ搬送されるときのシートＳの第２端部Ｓｂのグラフである。図５（ｂ）中で、縦軸はシートＳの搬送速度を示し、横軸はシートＳの搬送時間を示す。

ここで、図５（ａ）を参照して、シートＳが反転される可能性がある範囲に関して説明する。まず、図５（ａ）に示されるように、排出ローラ対１２が正方向Ｙの回転から逆方向Ｗの回転に切替えられる。この排出ローラ対１２の回転方向が切替え可能な場合の第２端部Ｓｂの位置は、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れた縦軸のＰ１から排出ローラ対１２のニップに到達する縦軸のＰ３までの搬送距離範囲Ｐ_０に限定される。すなわち、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４の第１位置Ｐ１を第１搬送方向Ｔ１に抜けた後でなければならない。また、シートＳの第２端部Ｓｂが第３位置Ｐ３を第１搬送方向Ｔ１に抜ける前でなければならない。したがって、縦軸で示すＰ１〜Ｐ３の搬送距離範囲Ｐ_０、及び、横軸で示すｔ１〜ｔ３の搬送時間の搬送時間範囲ｔ_０で囲まれる領域に限定される。

また、図５（ａ）に示されるように、シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４の第１位置Ｐ１を通過した後は、シートＳの第２端部Ｓｂの姿勢が安定するまでに所定の時間が必要となる。このようなシートＳの姿勢が安定するまでの姿勢安定所要時間をτ１とする。さらに、図５（ａ）に示されるように、シートＳが排出ローラ対１２のニップ部を通過する第３位置Ｐ３は公差上のバラツキを持つ。加えて、不図示の電気基板から排出ローラ対１２の駆動手段に反転の信号が出力されてから、実際に排出ローラ対１２が反転するまでには、電気的及び機械的な無駄な時間が発生する。このようなシートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向転換された後に生じる方向転換後無駄時間の和をτ２とする。τ１及びτ２は、実験または計算により求められる定数となる。

シートＳの反転タイミング時間ｔ２は、図５（ａ）のハッチング領域で示すように、（ｔ１＋τ１）と（ｔ３−τ２）の間（以下、Δｔとする）に限られる。よって、このハッチング領域が存在することが、シート反転装置６０がシートＳを反転可能するために必要条件となる。この関係は次式（１）に示される。

（数１）
Δｔ＝（ｔ３−τ２）−（ｔ１＋τ１）＝ｔ_０−（τ１＋τ２）＞０・・・（１）

一方、シートの搬送速度をＶとすると、Ｐｏとｔｏは次式（２）の関係が導出される。

（数２）Ｐ_０＝Ｖ × ｔ_０・・・（２）

また、ΔＰをΔｔの間のシートＳの第２端部Ｓｂの移動量とすると、同様に次式（３）の関係が導出される。

（数３） ΔＰ＝Ｖ × Δｔ・・・（３）

シートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４の第１位置Ｐ１を抜ける時間ｔ１から、シートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触する時間ｔ４までの間、搬送速度が｜Ｖ／２｜に減速するように設定される。そして、シートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触した後、搬送速度が｜Ｖ｜に増速するように設定される。

画像形成装置５０の小型化の場合には以下のことが考えられる。すなわち、画像形成装置５０の小型化によりＰ_０が小さくなる。ただし、搬送速度が｜Ｖ／２｜に低減されるので、（２）の式からｔ_０は小さくしないで済む。その結果（１）の式から反転可能な時間Δｔは大きな値を取れ、シートＳは容易に反転できる。このことからシート反転装置６０は小型化に対応できる。

シートＳの搬送速度の高速化の場合には以下のことが考えられる。すなわち、シートＳの搬送速度（例えばＶ１やＶ３）が高速化してもシートＳの反転前後の搬送速度はＶ２＝｜Ｖ／２｜と低減されるので、Ｐ_０の値が一定の場合に、（２）の式からｔ_０は大きな値を取れる。その結果、シートＳの姿勢安定に必要な時間τ１に十分な時間を確保でき、シートＳの搬送不良は抑制される。このことから、シート反転装置６０は高速化に対応できる。

また、搬送速度が時間ｔ３から高速化されることなく時間ｔ４まで減速されるのは、シートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５へ突入する速度を緩和するといった他の効果を得るためである。すなわち、従来のシーケンスでは、第２ガイド２５へのシートＳの第２端部Ｓｂの突入速度はＶとなる。一方で、実施例１のシーケンスでは、第２ガイド２５へのシートＳの第２端部Ｓｂの突入速度はＶ／２となる。

一般に、第２ガイド２５へのシートＳの第２端部Ｓｂの突入速度が速いほど、搬送不良が発生する確率は高くなる。よって、実施例１のシーケンスにより、第２ガイド２５へのシートＳの第２端部Ｓｂの突入時の搬送不良の確率が低減され、より信頼性の高いシート反転装置６０が提供される。

ここで、以下のように構成すると好ましい。第１搬送方向Ｔ１へ向かって搬送されるシートＳの第２端部Ｓｂが、第１ガイド２４を通過する前に、減速を完了し、この減速後に、減速された一定の速度で搬送されるシートＳの第２端部Ｓｂが第１ガイド２４の第１位置Ｐ１を通過するようにする。第２搬送方向Ｔ２へ向かって搬送されるシートＳの第２端部Ｓｂが、第２ガイド２５に接した後に、増速を行う。つまり、減速されている一定の速度（低速）でシートＳが第２搬送方向Ｔ２に搬送されているときに、そのシートＳの第２端部Ｓｂが第２ガイド２５との接触し始めるようにする。一定速度で搬送されると、例えば加速または減速中の場合と比較してシートＳの搬送が安定するので、第１ガイド２４や第２ガイド２５による搬送不良の確率が低減される。

図６は、従来のシート反転装置の動作に基づくシートＳの搬送距離、搬送時間及び搬送速度の関係を示すグラフである。図６（ａ）は、シートＳの搬送距離及び搬送時間の関係を示すグラフである。図６（ｂ）は、シートＳの搬送速度及び搬送時間の関係を示すグラフである。図６に示されるように、従来のシーケンスでは、画像形成装置の小型化、又は、シートＳの搬送速度の高速化にあたって、（１）の式から反転タイミング時間ｔ２の制約が厳しくなり、シートＳの反転時にシートＳの搬送不良が発生する懸念がある。

画像形成装置の小型化の場合には以下のことが考えられる。すなわち、画像形成装置の小型化によりＰ_０が小さくなる。そのために（２）の式からｔ_０が小さくなる。その結果（１）の式から反転可能な時間Δｔが小さい値となり、シートＳの反転が困難となる。

シートＳの搬送速度の高速化の場合には以下のことが考えられる。すなわち、シートＳの搬送速度が高速化するとＶは大きくなるので、Ｐ_０の値が一定の場合に、（２）の式からｔ_０は小さくなる。その結果、シートＳの姿勢安定に必要な時間τ１に十分な時間を確保できず、シートＳの搬送不良が発生する懸念がある。

実施例２に係るシート反転装置及び画像形成装置が実施例１に係るシート反転装置６０及び画像形成装置５０と異なる点は、コントローラ５２がシートＳの種別に応じてシートＳの反転前後の速度を変更するという点である。実施例２に係るシート反転装置及び画像形成装置に関しては、図１を参照しつつ説明する。実施例２に係るシート反転装置及び画像形成装置の構成のうち実施例１に係るシート反転装置６０及び画像形成装置５０の構成と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。

図１に示されるように、画像形成装置５０は、種別入力手段５３、種別検知手段１８を備える。また、コントローラ５２は種別判定手段５２ａを備える。種別入力手段５３は、ユーザがシートＳの種別を入力又は選択するための装置である。種別入力手段５３は、装置本体５０Ａに設けられる。ただし、画像形成装置５０に接続されるコンピュータがある場合には、ドライバよりユーザがシートＳの種別を入力又は選択できるようにされていても良い。

種別検知手段１８は、シートＳの種別を検知するための装置である。種別検知手段１８は搬送ローラ対３の下流側に配置される。ただし、種別検知手段１８がシートの搬送経路において定着ローラ対３０の上流側に設けられれば、どの位置に配置しても良い。

コントローラ５２は、種別入力手段５３に入力されたシートＳの種別に基づいて｜Ｖ１｜／｜Ｖ２｜及び｜Ｖ３｜／｜Ｖ２｜の値を調整可能である。また、コントローラ５２は、種別判定手段５２ａの検知結果に基づいて種別判定手段５２ａによりシートＳの種別を判定し、このシートＳの種別に基づいて｜Ｖ１｜／｜Ｖ２｜及び｜Ｖ３｜／｜Ｖ２｜の値を自動調整可能である。

このように｜Ｖ１｜／｜Ｖ２｜及び｜Ｖ３｜／｜Ｖ２｜の値が調節されると、最適なシートＳの反転速度が選択されることになる。なお、コントローラ５２が種別入力手段５３又は種別検知手段１８から送信されるシートＳの種別情報は、何れが優先されても良い。例えば、通常は種別検知手段１８のシートＳの種別情報が優先され、ユーザがシートＳの情報を入力又は選択した場合には、種別入力手段５３のシートＳの種別情報が優先されると設定されても良い。

実施例１ではシートＳの反転時の搬送速度をＶ／２に設定したが、実施例２ではシートＳの種別により搬送速度を制御する。図１に示されるように、シート反転装置６０は種別検知手段１８を備える。種別検知手段１８は、搬送ローラ対３及び転写ローラ９の間に配置される。種別検知手段１８としては光学式センサが用いられる。この光学式センサは、種別検知手段１８まで搬送されたシートＳの種別を、その反射率及び透過率より判定する。一般に、シートはその材質、坪量、製造方法などにより、それぞれ固有の剛性を有する。そのためシートＳの反転時のシートＳの挙動は、シートＳの種別により大きく異なり、最適な反転時の搬送速度も同様に異なる。

具体的には、シートＳの剛性が所定以上で高い場合、シートＳの反転時のシートＳの姿勢安定に必要な時間τ１は短く、シートＳの反転時の搬送速度は高い値に設定される。逆に、シートＳの剛性が所定未満で低い場合、シートＳの反転時のシートＳの姿勢安定に必要な時間τ１は長く、シートＳの反転時の搬送速度を低い値に設定される。また、この場合に、シートＳの第２端部Ｓｂの第２ガイド２５への突入速度も低く押さえることにより、シートＳの搬送不良の確率を低減することも可能となる。このように、シートＳの種別により、最適な反転時の搬送速度はそれぞれ異なる。

そこで、シート反転装置６０は、シートＳを反転させる前に、種別検知手段１８の検知結果に基づいてシートＳの種別を判別する。そして、シートＳの種別に対して最適な減速量をあらかじめプリセットし、反転時の搬送速度を決定する制御を導入している。

一例を挙げると、厚紙に代表される剛性の高い種別のシートＳに対しては、シートＳの反転時の搬送速度をＶとし、減速を行わない。つまり、前述したようにシートＳの剛性が高い場合にはシートＳの挙動は安定しており、減速を行わずとも十分に安定性の高いシートＳの反転が可能である。他方、薄紙に代表される剛性の低い種別のシートＳに対しては、シートＳの反転時の搬送速度を実施例１と同様にＶ／２とし、減速を行う。つまり、前述したようにシートＳの剛性が低い場合はシートＳの挙動は不安定であり、十分な減速を行うことで、安定性の高いシートＳの反転が可能となる。これにより、高剛性なシートＳに対しては搬送速度を落とすことなくシートＳを反転することができる。また、低剛性なシートＳに対しては搬送速度は落ちるものの、安定したシートＳの搬送性を確保することができる。

［他実施例］
前述した実施例１及び２の構成に限定されず、実施例１及び２の発明の範囲内で種々の変形が可能であり、その変形例を以下に列挙していく。

実施例１及び２では、シートＳの第２端部Ｓｂが通過する第１位置Ｐ１〜第４位置Ｐ４の間で、コントローラ５２はシートＳの搬送速度をＶ／２に減速したが、この搬送速度に限定されない。すなわち、その間のシートＳの搬送速度は、第２端部Ｓｂが第１位置Ｐ１を通過する前のシートＳの搬送速度、又は、第２端部Ｓａが第４位置Ｐ４を通過した後のシートＳの搬送速度よりも低ければ良い。

実施例１及び２では、シートＳの第２端部Ｓｂが通過する第１位置Ｐ１〜第４位置Ｐ４の間で、コントローラ５２はシートＳの搬送速度をＶ／２で定速に設定したが、定速に限定されない。すなわち、その間のシートＳの搬送速度は、可変速度であっても良い。

実施例１及び２では、シートＳの第２端部Ｓｂが通過する第１位置から第４位置Ｐ４までの間で、コントローラ５２はシートＳの搬送速度をＶ／２に減速したが、シートＳの搬送速度を減速する期間は、その期間に限定されない。図７は、他実施例の第１変形例に係るシート反転装置の動作に基づくシートＳの搬送距離、搬送時間及び搬送速度の関係を示すグラフである。図７（ａ）は、シートＳの搬送距離及び搬送時間の関係を示すグラフである。図７（ｂ）は、シートＳの搬送速度及び搬送時間の関係を示すグラフである。この図７（ａ）（ｂ）に示されるように、シートＳの搬送速度は、シートＳの第２端部Ｓｂが第１位置Ｐ１〜第２位置Ｐ２を通過する期間で、コントローラ５２はシートＳの搬送速度をＶ／２に減速している。このことから、シートＳの搬送速度は、シートＳの第２端部Ｓｂが第１位置Ｐ１から第４位置Ｐ４まで移動する移動距離の一部が減速されることとなる。

コントローラ５２は、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れる時点からシートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２への方向転換した後に第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触するまでの間にシートＳが移動する移動距離の全部の搬送速度をＶ２＝Ｖとする。ここで、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れるときから第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触するまでの間にシートＳが移動する全部の搬送距離範囲Ｐ_０を区分けする。そして、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れるときからシートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向転換されるまでの間にシートＳが移動する搬送速度をＶ４とする。また、シートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向転換されてから第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触を開始するまでの間にシートＳが移動する搬送速度をＶ５とする。そうした場合に、コントローラ５２は、Ｖ＝｜Ｖ１｜＞｜Ｖ４｜＝Ｖ／２、かつ、｜Ｖ５｜＝｜Ｖ３｜＝Ｖの条件を満たすように定着ローラ対３０及び排出ローラ対１２の駆動を制御する。こうした第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの間のみでシートＳの搬送速度を減速する場合でも、Δｔは拡張されることから効果的である。

実施例１及び２では、シートＳの第２端部Ｓｂが通過する第１位置Ｐ１から第４位置Ｐ４の間で、コントローラ５２はシートＳの搬送速度をＶ／２に減速したが、シートＳの搬送速度を減速する期間は、その期間に限定されない。図８は、他実施例の第２変形例に係るシート反転装置の動作に基づくシートＳの搬送距離、搬送時間及び搬送速度の関係を示すグラフである。図８（ａ）は、シートＳの搬送距離及び搬送時間の関係を示すグラフである。図８（ｂ）は、シートＳの搬送速度及び搬送時間の関係を示すグラフである。この図８（ａ）（ｂ）に示されるように、シートＳの搬送速度は、シートＳの第２端部Ｓｂが第２位置Ｐ２〜第４位置Ｐ４を通過する期間で、コントローラ５２はシートＳの搬送速度をＶ／２に減速している。このことから、シートＳの搬送速度は、シートＳの第２端部Ｓｂが第１位置Ｐ１から第４位置Ｐ４まで移動する移動距離の一部が減速されることとなる。

コントローラ５２は、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れるときからシートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２への方向転換した後に第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触するまでの間にシートＳが移動する移動距離の全部の搬送速度をＶ２＝Ｖとする。ここで、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れるときから第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触するまでの間にシートＳが移動する全部の搬送距離範囲Ｐ_０を区分けする。そして、第２端部Ｓｂが第１ガイド２４から離れるときからシートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向転換されるまでの間にシートＳが移動する搬送速度をＶ４とする。また、シートＳが第１搬送方向Ｔ１から第２搬送方向Ｔ２へと方向転換されてから第２端部Ｓｂが第２ガイド２５に接触するまでの間にシートＳが移動する搬送速度をＶ５とする。そうした場合に、コントローラ５２は、｜Ｖ１｜＝｜Ｖ４｜＝Ｖ、及び、Ｖ／２＝｜Ｖ５｜＜｜Ｖ３｜＝Ｖの条件を満たすように定着ローラ対３０及び排出ローラ対１２の駆動を制御する。こうした第２位置Ｐ２から第４位置Ｐ４までの間のみでシートＳの搬送速度を減速する場合でも、Δｔは拡張されることから効果的である。

また、実施例１及び２では、ガイド部６１はフラッパ（切替部材）ではないが、第１ガイド２４及び第２ガイド２５を有する、移動可能なフラッパ（切替部材）が設けられても良い。

以上、詳述してきた実施例１〜実施例３によれば、シートＳを反転する前後の搬送速度が減速されることにより、シートＳを反転する前後の時間は確保される。その結果、余分な機構を省略してシートＳの搬送速度の高速化及び装置本体の小型化を実現しつつ、シートＳの搬送不良を抑制することができるシート反転装置６０又は画像形成装置５０が提供される。

実施例２によれば、シートＳの種別に応じたシートＳの反転時の適切な搬送速度が設定可能となり、従来よりも広範なメディアに対応可能なシート反転装置６０が提供される。

実施例２によれば、シートＳの種別に応じたシートＳの反転時の適切な搬送速度が設定可能となり、自動化されると、ユーザの利便性が高いシート反転装置６０が提供される。

実施例３によれば、｜Ｖ１｜＞｜Ｖ４｜、又は、｜Ｖ５｜＜｜Ｖ３｜の何れかの条件が満たされれば、シートＳを反転する前後の時間は確保されてしまう。

１２排出ローラ対（第２ローラ対）
２４第１ガイド
２５第２ガイド
３０定着ローラ対（第１ローラ対）
５２コントローラ
６１ガイド部
Ｓシート
Ｓａ第１端部
Ｓｂ第２端部
Ｔ１第１搬送方向
Ｔ２第２搬送方向

Claims

シートを搬送可能な第１ローラ対と、
前記第１ローラ対によって搬送されるシートを正方向回転して搬送した後に、逆方向回転してシートを搬送する第２ローラ対と、
前記第１ローラ対から前記第２ローラ対へ向かう第１搬送方向に搬送されるシートを案内する第１ガイドと、
前記第２ローラ対の逆方向回転によって前記第２ローラ対から前記第１搬送方向とは別の第２搬送方向に搬送されるシートを案内する第２ガイドと、
前記第１搬送方向に搬送されるシートの前側を第１端部、シートの後側を第２端部としたとき、シートが前記第１搬送方向から前記第２搬送方向への方向転換をした後であって前記第２端部が前記第２ガイドに接触を開始するまでの搬送速度を、シートが前記第２搬送方向に搬送されて前記第２端部が前記第２ガイドに接触した後に搬送されるときの搬送速度よりも低い速度となるように前記第２ローラ対の駆動を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とするシート反転装置。
シートが前記第１搬送方向に搬送されて前記第２端部が前記第１ガイドから離れる前の搬送速度をＶ１とし、前記第２端部が前記第１ガイドから離れてからシートが前記第１搬送方向から前記第２搬送方向への方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触するときまでの搬送速度をＶ２とし、シートが前記第２搬送方向に搬送されて前記第２端部が前記第２ガイドに接触した後の搬送速度をＶ３とした場合に、｜Ｖ２｜＜｜Ｖ１｜かつ｜Ｖ２｜＜｜Ｖ３｜の条件を満たすように前記コントローラは前記第２ローラ対の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載のシート反転装置。
前記コントローラは、搬送されるシートの剛性が所定以上のシートである場合には、前記第２搬送方向へ方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触するときまでのシートの搬送速度を、シートの剛性が前記所定よりも小さなシートの場合よりも速い速度になるように前記第２ローラ対の駆動を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のシート反転装置。
前記コントローラは、搬送されるシートの剛性が所定よりも小さなシートである場合に、｜Ｖ２｜＜｜Ｖ１｜かつ｜Ｖ２｜＜｜Ｖ３｜の条件を満たすように前記第２ローラ対の駆動を制御し、
搬送されるシートの剛性が前記所定よりも大きなシートである場合には、前記コントローラは、前記第２搬送方向へ方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触するときまでのシートの搬送速度をＶ３となるように前記第２ローラ対の駆動を制御することを特徴とする請求項２に記載のシート反転装置。
前記コントローラは、前記第１搬送方向に搬送されるシートの搬送速度を前記第２端部が前記第１ガイドから離れる前に減速し、減速された一定速度で前記第２端部が前記第１ガイドから離れるように前記第２ローラ対の駆動を制御するとともに、前記第２搬送方向への方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触し始めるときにはシートの搬送速度が一定な速度で通過していくように前記第２ローラ対の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシート反転装置。
シートを搬送可能な第１ローラ対と、
前記第１ローラ対によって搬送されるシートを正方向回転して搬送した後に、逆方向回転してシートを搬送する第２ローラ対と、
前記第１ローラ対から前記第２ローラ対へ向かう第１搬送方向に搬送されるシートを案内する第１ガイドと、
前記第２ローラ対の逆方向回転によって前記第２ローラ対から前記第１搬送方向とは別の第２搬送方向に搬送されるシートを案内する第２ガイドと、
前記第１搬送方向に搬送されるシートの前側を第１端部、シートの後側を第２端部としたとき、シートが前記第１搬送方向に搬送される際に、前記第２端部が前記第１ガイドから離れる前にシートの搬送速度を減速し、減速後にシートの搬送方向を前記第２搬送方向に方向転換するように前記第２ローラ対の駆動を制御するコントローラとを有し、
シートが前記第２搬送方向に搬送されて前記第２端部が前記第２ガイドに接触した後の搬送速度よりも、シートが前記第２搬送方向への方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触するときまでの搬送速度を低速とし、且つ、前記第２搬送方向への方向転換した後に前記第２端部が前記第２ガイドに接触するときにはシートの搬送速度が一定な速度で通過していくように、前記コントローラが前記第２ローラ対の駆動を制御することを特徴とするシート反転装置。
前記コントローラは、シートが前記第１搬送方向に搬送されて前記第２端部が前記第１ガイドから離れる前にシートの搬送速度を減速し、減速された一定の速度でシートが搬送されているときに前記第２端部が前記第１ガイドから離れるように前記第２ローラ対の駆動を制御することを特徴とする請求項６に記載のシート反転装置。
シートに画像を形成する画像形成部と、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のシート反転装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。