JP6384103B2 - シート搬送装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート搬送装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

ジャム処理用の記録媒体を収容するスペース（ジャム排紙トレイやパージトレイ：以下、ジャム紙収容スペースと記載する）を設けた用紙搬送装置では、収容されたジャム紙の検知手段として反射型フォトセンサを使用することが知られている。

ジャム紙収容スペースは、スペースの幅方向の寸法（搬送経路でのガイド板間の距離に相当する）を可能な限り広く取ることが望ましいとされている。収容できる用紙枚数が増えるためである。しかし従来の装置構成では、ジャム紙収容スペースが反射型フォトセンサの検知可能範囲よりも広くなることがほとんどである。そうすると、反射型フォトセンサの検知可能範囲外のスペースに用紙が収容されてしまった場合、そのような用紙を検知できない。すなわち、ジャム紙を取り除いた際にジャム紙収容スペースに残った用紙があってもこれを検知できないという問題につながる。

特許文献１には、ジャム処理用の記録媒体のみを貯留するジャム排紙トレイ（パージトレイ）を設け、フォトセンサによって用紙の有無を検知する技術が開示されている。しかしながら、用紙が屈曲したり、カール等の原因で、フォトセンサの検知範囲外のスペースに用紙が収容されたりしたときに、用紙があることを検知できず、したがって残った紙があっても検知できないという問題は解消できていない。

本発明は、ジャム紙収容スペース内の用紙を漏れなく検知できる用紙搬送装置、及び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。

本発明のシート搬送装置は、ジャムしたシートを収容するスペースと、前記スペース内の前記シートの有無を検知する検知手段とを備えたシート搬送装置において、前記スペースは、第１のガイド部材と、該第１のガイド部材に対して間隔を設けて対向配置された第２のガイド部材とから構成されており、前記検知手段は、前記シートが当接する当接部材と、該当接部材の動きを検知するセンサとを有し、前記当接部材は、前記第１のガイド部材と前記第２のガイド部材との間に跨るように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、用紙が屈曲したり、静電気による貼りつきが生じたり等で、フォトセンサであれば検知範囲外となるスペース内の箇所に用紙が収容されても、ジャム紙収容スペース内の用紙を漏れなく検知できる。

ジャム紙収容スペースに用紙が収容される構成とした画像形成装置の一例を概念的に示す断面図 ジャム紙収容スペースとフィラー及び透過型センサの位置関係等を示す拡大側面図 ジャム紙収容スペースとフィラー及び透過型センサの位置関係等を示す拡大図 ジャム紙収容スペースとフィラー及び透過型センサの位置関係等を示す拡大側面図 ジャム紙収容スペースとフィラー及び透過型センサの位置関係等を示す拡大側面図 フィラーの動作について説明するための側面図 フィラーと可動ガイド板間の角度について説明するための側面図（Ａ）と角度の関係を示す概念図（Ｂ） フィラーの他の形状、構成について説明するための側面図（Ａ）と、図８（Ａ）中の矢印Ｂ方向から見た正面図（Ｂ） フィラーのさらに他の形状、構成について説明するための斜視図 フィラーのさらに他の形状、構成について説明するための背面側からの斜視図 フィラーのさらに他の形状、構成について説明するための正面図 用紙端部のカールが用紙搬送方向で下流側に位置するガイドとの段差より大きくて引っかかる状態を説明するための背面側からの斜視図 用紙の幅に対するガイド板としてのフィラーの幅の割合の関係を示す図 フィラーのまたさらに他の形状、構成について説明するための拡大斜視図

本発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。
本発明の実施形態に係るジャム紙を収容するスペースを設けた用紙搬送装置では、用紙検知手段を、ジャム紙収容スペースの用紙搬送進入向と垂直方向の全領域を跨るフィラーと、透過型センサとで構成する。フィラーは、ジャム紙収容スペースの用紙進入方向と垂直方向の全領域を跨るように設け、用紙が収容スペースに進入する際、用紙先端がフィラーに接触する配置とする。用紙が接触したフィラーは、透過型センサを遮断（用紙なし時がセンサ遮断状態であれば、その逆）するように回転して用紙ありを検知する。このことにより、用紙が屈曲したり、静電気による貼りつき等が生じたりして、フォトセンサの検知範囲外スペースに用紙が収容されたときでも、ジャム紙収容スペース内の用紙を漏れなく検知できる。

図１は、ジャム紙収容スペースに用紙が収容される構成とした画像形成装置の一例を概念的に示す断面図である。図中１００は、記録媒体上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置の画像形成装置本体である。また図中２００は給紙部、３００は画像形成部、４００は排紙トレイである。給紙部２００は給紙トレイ２１０、２２０を備えている。

図示の装置は、両面反転ローラ（スイッチバックローラ）１０の下方に、一点鎖線で示した両面反転時の搬送経路を備える。この両面反転時の搬送経路の周囲の部分は、にジャム紙排出部（パージ部）、すなわちジャム紙収容スペース１を兼ねている。また図中６は引き出しユニットで、図中で点線により囲んだ部分で主たる用紙搬送経路が含まれる。用紙が引き出しユニット６とジャム紙収容スペース１とに跨る部位に対応する位置にはセンサ７が設けてある。また反転排紙経路５上で引き出しユニット６とジャム紙収容スペース１とに跨る部位に対応する位置にはセンサ８が設けてある。図中９は排紙反転ローラであり、反転排紙経路５に設けてある。なお図示は省略したが、反転排紙経路５には排紙反転ローラ９以外にも複数のローラが設けられている場合がある。

そして例えば、ジャム紙Ｐ２やジャム紙Ｐ３のように、引き出しユニット６とジャム紙収容スペース１とに跨る位置で、両面反転ローラ１０で挟まれた状態のジャム（紙詰まり）が発生したとする。用紙が引き出しユニット６とジャム紙収容スペース１とに跨る部位に対応する位置に設けたセンサ７によって用紙の上述のようなジャムを検知したときには両面反転ローラ１０を逆転させる。そして詰まっていた用紙をジャム紙収容スペース１に収容させる。両面反転ローラ１０を逆転させる手段としては、例えば両面反転ローラ１０を駆動するモータの回転方向をスイッチ操作で切り替えるなどの手段を用いればよい。また、スイッチとしてボタンスイッチを用いた場合などにおいては、ボタンスイッチにＬＥＤランプを設け、それを点滅させるなどし、操作の誘導を行えば、ジャム処理性を向上させ得る。

また例えば、ジャム紙Ｐ１のように、反転排紙経路５上で排紙反転ローラ９等に挟まれた状態のジャムが発生したとする。この場合に上述したセンサ８によってジャム紙を検知したときは、排紙反転ローラ９等を回転させてジャム紙収容スペース１に詰まっていた用紙を収容させる。排紙反転ローラ９等を回転させる手段は、前記両面反転ローラ１０と同様である。

以上のように、２つの部位に跨ってジャムした用紙は、ジャム紙収容スペース１に排出させ、ジャム紙収容スペース１から取り除くことで、跨っている部位で用紙が別れる（引き裂かれたりする）ことを防ぎ、ジャム処理を行いやすくしている。なお、ジャム紙収容スペース１は、ジャム処理時に手が入るように、十分なスペースを確保していることが望ましい。

上述のようなジャム紙収容スペース１には、フィラー２と透過型センサ３が設置してあり、ジャム紙収容スペース１内の用紙の有無、取り除けていない残紙（残っている用紙）の有無を検知している。なお以下では、ジャム紙収容スペース１内の用紙、取り除けていない残紙をまとめて残紙と記載する。なお透過型センサ、すなわち透過型フォトインタラプタに代えて、フォトセンサから透過型センサにすることで、コストダウンが図れる。なお以上の説明において、「フォトセンサ」とは反射型フォトセンサを意味する。本願発明者の知見では、従来タイプの反射型フォトセンサに比べて透過型フォトインタラプタとアクチュエータが一体となっているものでは三分の１程度にコストダウンが図れ、使用するセンサによって異なるものの半額程度にはできる。

図２〜図５は、ジャム紙収容スペース１と、残紙を検出する手段を構成するフィラー２及び透過型センサ３の位置関係等を示す拡大図である。
ジャム紙収容スペース１は、その一部を上述した可動ガイド板１１で構成し、可動ガイド板１１にはフィラー２及び透過型センサ３が連結されている。このジャム紙収容スペース１には、用紙を２枚以上収容できるようにすることが好ましい。また図３に示すように、ジャム処理時に可動ガイド板１１を回転させてジャム処理スペース１３を確保する目的で、上側の可動ガイド板１１と下側の固定ガイド板１２との間隔は広く設けることが好ましい。

フィラー２は、スペースにおける用紙の幅方向全域を検知範囲として網羅する。また、用紙が１枚だけ落下した場合でも可動（回転）する力関係となるように構成してある。用紙が１枚でも確実に検知させるためである。またフィラー２は、可動ガイド板１１と固定ガイド板１２との間に跨る長さを有する。さらに、ジャム紙を搬送方向と垂直方向（図の紙面手前側又は奥側）に向かって取り出しを行うため、フィラー２の先端には用紙をすくうためのすくい形状部２０を形成し、用紙がフィラー２に引っ掛かることを防ぐ。すくい形状部２０は、ジャム紙収容スペース１への用紙の進入方向で下流側へ向けて曲げて形成した形状とし、すくい形状部２０そのものが用紙と引っ掛かりことを防ぐ。

このような構成における動作を説明する。
例えば図４で示すように、ジャム紙Ｐ４がジャム紙収容スペース１に収容されたとすると、収容時にフィラー２が回転し、フィラー２の基部２ａで透過型センサ３の発受光素子間が遮断され、それによって残紙ありと検知する。また例えば図５で示すように、用紙のコシやカール等の原因により、ジャム紙Ｐ５のように用紙が可動ガイド板１１から離れた位置に停止をしても、フィラー２が回転し、その基部２ａが透過型センサ３を遮断し、残紙ありと検知する。

図６は、フィラー２の構成、動作についてさらに詳細に説明するための図である。
上述のようにジャム紙収容スペース１の一部は可動ガイド板１１で構成され、可動ガイド板１１にはフィラー２及び透過型センサ３が連結されている。透過型センサ３は可動ガイド板１１に搭載してある。フィラー２の回転支点１５は、回転支点１６よりも用紙の進入方向（矢印１７で示す方向）で上流側に位置している。すなわち、フィラー２の回転支点１５は透過型センサ３側に設けてある。なお図示の実施形態では、フィラー２が自重で垂れ下がる構成を取っているが、スプリングで回転付勢する構成としてもよい。その場合も、用紙１枚の落下でフィラー２が可動（回転）する力関係となるように構成する。

またなお、フィラー２の上端側、すなわち回転支点１５側は、フィラー２が回転していない状態で下端側よりもジャム紙収容スペース１への用紙の進入方向で上流側に位置するようにく字形に曲げて形成してある。すなわち用紙が当接する下端側が前記進入方向で下流側に位置するので、用紙がカールしていた場合でも、用紙の先端折れや引っ掛かりがないように用紙を搬送できる。

可動ガイド板１１が回転支点１６を中心に矢印１８方向へ回転する際、フィラー２が連動して可動し、矢印１８方向とは反対側の矢印１９方向へ回転する。可動ガイド板１１が地面に対して垂直（図６（Ｂ）に示す状態：線Ｖが地面Ｇに対して直角をなす）になると、可動ガイド板１１の回転に連動して回転していたフィラー２は、図６（Ｂ）に示すように吊り上げられた状態で下端側が固定ガイド板１２よりも内側（用紙の搬送面である固定ガイド板１２の上面から上方へ離れる側：すなわちジャム紙収容スペース１の下面を越えてその内部）に潜り込む。フィラー２の回転支点１５を可動ガイド板１１の回転支点１６から離した位置に配置すればするほど、フィラー２の下端側を固定ガイド板１２の内側へ潜り込ませることが可能なフィラーの飛び出し量を大きくすることができる。

このような構成を取ることにより、ユーザーがジャム処理時に、可動ガイド板１１を垂直位置まで開き、ジャム紙を取り出す際、手や用紙がフィラー２に引っ掛かり、フィラー２が破損することを防止できる。なお図示の実施形態のように、フィラー２が完全にジャム紙収容スペース１の内側に潜り込む構成とする場合には、可動ガイド板１１から飛び出している箇所に位置するすくい形状部２０で用紙の引っ掛かりを最小限に抑える。したがって、フィラー２が完全にジャム紙収容スペース１の内側に潜り込まない場合にはすくい形状部２０を設け無くても構わない。

図７は、フィラー２と可動ガイド板１１間の角度について説明するための図である。図７（Ａ）は図５と同じ状態を示し、図７（Ｂ）はその状態における各部の角度関係を示す。

用紙がカールしていた場合（図の用紙Ｐ５）でも、用紙の先端折れや引っ掛かりがないように用紙を搬送できるようにするためには、回転していない状態のフィラー２の下端側部分と、該下端側部分に対する用紙先端の接触角度αが０°＜α＜９０°となることが条件となる。そのため既述のようにフィラー２の下端側は上端側に対して角度を持って形成してある。

前記の条件を満たすため、本実施形態では、回転していない状態のフィラー２の下端側の部分と固定ガイド板１２とがなす角度θを、
θ＝α−ａｒｃ ｓｉｎ（ｈ／Ｌ）
（ただし式中、
θ：フィラー２と固定ガイド板１２とがなす角度、
α：フィラー２と用紙Ｐ５とがなす角度（０°＜α＜９０°）、
ｈ：用紙先端カールの高さ（Ｒ４０ｈ２０のカールであればｈ＝２０）、
Ｌ：用紙先端カールの曲率半径Ｒを直線に近似した長さ（Ｒ４０ｈ２の０カールであればＬ＝４０））、
とする。
例えばＲ４０ｈ２０の用紙先端カール時にα＝６０°となることを狙いとした場合、前記関係式よりθ＝３０°となる。したがってフィラー２が固定ガイド板１２に対してなす角度が３０°を満たすような構成を取ればよい。なお、フィラー２が固定ガイド板１２に対してなす角度は前記のように算出される値と同一でなくても適宜の範囲角度のずれがあっても構わない。

なおジャム紙収容スペース１に２枚以上の用紙を収容できるようにすれば、ジャム紙収容スペースと搬送経路を兼ねることで画像形成装置本体１００の省スペース化が図れる。

またなお、ジャム処理時に可動ガイド板１１を開放させた際、フィラー２の位置は用紙ありの検知を行う位置であるように構成する。実際には用紙があるのに、可動ガイド板１１を開放したことで用紙なし検知になるという不一致が起きると、ジャム処理位置表示手段（例えば画像形成装置の操作表示パネル等）用の検知手段として使用できない等の不具合が生じるためである。

図８は、フィラー２の他の形状、構成について説明するための図である。図８（Ａ）は図４と同じ状態を示し、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の矢印Ｂ方向から見た図である。

ジャム紙収容スペース１に用紙折れや蛇腹状などのダメージがあるジャム紙Ｐ６が収容された場合、可動ガイド板１１を開かずにジャム紙Ｐ６を取り除くと、ジャム紙Ｐ６がフィラー２に引っ掛り、フィラー２が破損する可能性がある（図８（Ａ）参照）。そこで図示の例では、図８（Ｂ）から良くわかるように、フィラー２にコロ２１を回転可能に設けることで、ジャム紙Ｐ６がフィラー２に引っ掛らないように取り除けるように構成してある。

コロ２１の取り付けは、通紙中は用紙先端が到達しない領域（ジャム紙Ｐ６等の用紙が収容スペース１に落下したとすれば、その際に初めて用紙とコロ２１が接触し得る領域）に設置する。またコロ２１の取り付けの向きは、ジャム紙Ｐ６を取り除く方向に対して回転する向きとする。図示の例では図の紙面に垂直な方向でかつ図の紙面手前側に向く方向である。もちろん、どの方向からもジャム紙Ｐ６を取り除くことができるように、コロ２１の向きを可変できる構成としても良い。

図９、図１０は、フィラーのさらに他の形状、構成について説明するための図である。
ジャム紙収容スペース１において、可動ガイド板１１による用紙の搬送抵抗を考慮しなくてもよい。そのため、フィラー２自体を搬送ガイド板として使用することができる。換言すれば、フィラー２で可動ガイド板を兼ねることができる。したがって、可動ガイド板１１を設けない構成とすることができ、コストダウンや省スペース化を図ることが可能となる。

フィラー２を搬送ガイド板として使用する場合、フィラー２の回転支点１５を構成する部材と透過型センサ３は装置本体に固定する。回転支点１５は透過型センサ３側に寄せて設ける。フィラー２の回転支点１５を構成する部材と透過型センサ３は装置本体に固定する。

フィラー２が搬送ガイド板として機能するには、用紙Ｐ７の端部に生じ得る跳ね上がりカールＰ８（図１１参照）を抑えることが課題となる。例えば、図１１、図１２に示すように、端部がカールして跳ね上がった状態の用紙Ｐ７がジャム紙収容スペース１へ進入してきたとする。すると、フィラー２が無い箇所（例えば、図１０、図１１でフィラー２の両側）では、用紙端部の押さえがない状態であるため、図１２で示すように、用紙Ｐ７の端部のカールＰ８の高さｈｓが次のガイド板（用紙搬送方向で下流側に位置する可動ガイド板１２ａ）との間の段差より大きい時に引っかかるためである。

この課題を解決するには、図９〜図１１に示す例のように、ガイド板として機能させるフィラー２の幅を適正な幅となるように大きくして、用紙端部の跳ね上がりを抑えることができるようにすればよい。
図１３は、用紙の幅に対するガイドとしてのフィラーの幅の割合（ｘ）の関係を示す図である。図１３に示した結果は本願発明者等が行った実験により得たものであり、フィラー２の幅を、下記関係式で示される値とすることで、用紙端部のカールの高さを抑えることができ、そのためフィラー２がガイド板として機能することが可能となることを示す。
Wf ≦ x Lp
x = 1.1 hs^-0.5
（ここで、Ｗｆ：フィラー２の幅、ｘ：用紙幅に対するフィラー２の幅の割合、ｈｓ：目標とする用紙端部のカール高さ、Ｌｐ：用紙幅、である）

例えば、用紙端部のカール高さの目標値をｈｓ＝２０ｍｍとしたとき、用紙幅に対するフィラー幅の割合ｘは、ｘ＝０．２５となる。そのため、用紙幅Ｌｐ＝２００ｍｍであれば、フィラー２の幅Ｗｆは５０ｍｍ以上の値が必要となる。なお、フィラー２の幅が大きいほど、用紙端部のカールの発生を抑える効果が高くなる。

図１４は、フィラーのまたさらに他の形状、構成について説明するための図である。
フィラー２の形状は、用紙の端部を抑える機能を発揮できれば連続した面でなくてもよい。例えば図９〜図１１に示す例のように二つの凹所を設けた形状でも良いし、また例えば図１４に示す例のように、用紙Ｐ９の幅方向中央部を大きく凹ませて二叉状に先端部がえぐれた形状としてもよい。もちろん、三叉以上の形状でもよいし、えぐれた部分の形状が図示のような矩形でなくてもよい。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当該分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：ジャム紙収容スペース
２ ：フィラー
２ａ ：フィラーの基部
３ ：透過型センサ
５ ：反転排紙経路
６ ：引き出しユニット
７、８ ：センサ
９ ：排紙反転ローラ
１０ ：両面反転ローラ
１１ ：可動ガイド板
１２ ：固定ガイド板
１３ ：ジャム処理スペース
１５、１６ ：回転支点
２０ ：すくい形状部
２１ ：コロ
１００ ：画像形成装置本体
２００ ：給紙部
２１０、２２０ ：給紙トレイ
Ｐ１〜Ｐ５ ：ジャム紙
Ｐ５ ：用紙
α ：接触角度
θ ：角度

特開２００９−４２４０２号公報

Claims (14)

1. ジャムしたシートを収容するスペースと、前記スペース内の前記シートの有無を検知する検知手段とを備えたシート搬送装置において、
   前記スペースは、第１のガイド部材と、該第１のガイド部材に対して間隔を設けて対向配置された第２のガイド部材とから構成されており、
   前記検知手段は、前記シートが当接する当接部材と、該当接部材の動きを検知するセンサとを有し、
   前記当接部材は、前記第１のガイド部材と前記第２のガイド部材との間に跨るように配置されることを特徴とするシート搬送装置。
2. 請求項１に記載のシート搬送装置において、
   前記第２のガイド部材の少なくとも一部は、第１の支軸を中心として、前記第１のガイド部材との間隔が広がる方向に回転可能であり、
   前記当接部材は、前記第２のガイド部材に設けられた第２の支軸を中心として回転可能であることを特徴とするシート搬送装置。
3. 請求項２に記載のシート搬送装置において、
   前記第２の支軸は、前記スペースへのシート進入方向において、前記第１の支軸よりも上流側に位置することを特徴とするシート搬送装置。
4. 請求項２または３に記載のシート搬送装置において、
   前記センサは、前記スペースへのシート進入方向において、前記第２の支軸よりも上流側に位置することを特徴とするシート搬送装置。
5. 請求項４に記載のシート搬送装置において、
   前記センサは、透過型センサであることを特徴とするシート搬送装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載のシート搬送装置において、
   前記当接部材は、自重で回転することを特徴とするシート搬送装置。
7. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載のシート搬送装置において、
   前記当接部材を回転付勢する付勢手段を備えたことを特徴とするシート搬送装置。
8. 請求項２乃至７のいずれか１つに記載のシート搬送装置において、
   前記第２のガイド部材が地面に対して垂直になった状態で、前記当接部材の下端部は、前記第１のガイド部材よりも前記第２のガイド部材側に位置することを特徴とするシート搬送装置。
9. 請求項２乃至８のいずれか１つに記載のシート搬送装置において、
   前記当接部材の下端部は、少なくとも一部がＲ形状で構成されていることを特徴とするシート搬送装置。
10. 請求項９に記載のシート搬送装置において、
    前記Ｒ形状は、前記当接部材の下端部を前記スペースへのシート進入方向における下流側に向かって屈曲させることにより形成されることを特徴とするシート搬送装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のシート搬送装置において、
    前記当接部材は、下端部が上端部よりも前記スペースへのシート進入方向で下流側に位置するく字形状であることを特徴とするシート搬送装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１つに記載のシート搬送装置において、
    前記当接部材の下端部と前記第１のガイド部材とのなす角度θを、
    θ＝α−ａｒｃ ｓｉｎ（ｈ／Ｌ）
    （ただし式中、
    θ：前記当接部材と前記第１のガイド部材とがなす角度、
    α：前記当接部材と前記スペースへ収容されたシートとがなす角度（０°＜α＜９０°）、
    ｈ：シート先端のカールの高さ、
    Ｌ：シート先端のカールの曲率半径Ｒを直線に近似した長さ）
    としたことを特徴とするシート搬送装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１つに記載のシート搬送装置を備えた画像形成装置において、
    前記スペースは、２枚以上のシートを収容でき、かつシートの搬送経路でもあることを特徴とする画像形成装置。
14. 記録媒体上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、請求項１乃至１２のいずれか１つに記載のシート搬送装置が備える前記スペースを、ジャムしたシートの収容部としたことを特徴とする画像形成装置。