JP7383919B2 - 排出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを排出する排出装置及び排出装置を備える画像形成装置に関する。

画像形成装置は、画像が形成されたシートを排出口から排出する排出ローラーと、排出されたシートが積載される積載トレイと、を備えるが、排出されるシートにカールが発生している場合、シートの排出及び積載に不具合が生じるという問題がある。そこで、従来、シートにカールが発生していても排出及び積載を円滑に行うための技術が検討されている。例えば、特許文献１では、複数の排出ローラーの間に排出ローラーより大径の押さえローラーを設けて、排出原稿に通紙方向に平行なカールを付与することで排紙原稿に剛性を与えて通紙方向の反りを防止する技術が提案されている。

特開平１０－２１８４５８号公報

特許文献１とは異なる手法として、排出ローラーよりも排出方向の下流側においてシートを下方に付勢する部材（シート付勢部材）を設けることが考えられる。しかし、両面印刷のためにシートをスイッチバックさせる場合には、この部材がシートを付勢する力がシートに対する負荷となるため、シートにスキューが発生するという問題がある。

本発明は、上記事情を考慮し、排出されるシートを下方に付勢するシート付勢部材がスイッチバック時にシートに与える負荷を抑制することのできる排出装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る排出装置は、正回転により排出口から積載トレイにシートを排出し、逆回転により前記シートをスイッチバックする排出ローラーと、前記シートが排出される場合に前記排出ローラーよりも前記シートの排出方向の下流側において前記シートの上面に当接して、前記シートを下方に付勢するシート付勢部材と、前記排出ローラーの逆回転を前記シート付勢部材に伝達する駆動伝達部を有し、前記シートがスイッチバックされる場合に前記シート付勢部材を上方に退避させる退避機構と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る排出装置において、前記シート付勢部材は、前記排出ローラーよりも前記シートの搬送方向の下流側に配置された揺動軸と、前記揺動軸から前記積載トレイへ向けて延出され、前記揺動軸を中心に揺動可能な当接片を有し、前記退避機構は、所定方向に回転可能なカムと、前記揺動軸の一端部から突出し、前記カムのカム面を摺動する従動片と、を有し、前記カムの回転により前記従動片が摺動すると共に、前記揺動軸が回転して、前記当接片が上方へ退避するように構成されてもよい。

本発明に係る排出装置において、前記駆動伝達部は、前記排出ローラーが逆回転する場合の駆動力を前記カムに伝達することで前記カムを回転させ、前記排出ローラーが正回転する場合に前記カムを空転させるワンウェイクラッチを備えていてもよい。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記シートに画像を形成する作像装置と、前記画像が形成された前記シートを排出する上記のいずれかの排出装置と、前記排出装置によりスイッチバックされた前記シートの表裏を反転させて前記作像装置に搬送する反転機構と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、排出されるシートを下方に付勢するシート付勢部材がスイッチバック時にシートに与える負荷を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る排出装置を支持する構造の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る排出装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る排出装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るシート付勢部材の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る退避機構の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る排出装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る退避機構の側面図である。 シート排出中の排出装置の断面図である。 シート排出中の退避機構の側面図である。 スイッチバック開始時の排出装置の断面図である。 スイッチバック開始時の退避機構の側面図である。 スイッチバック搬送中の排出装置の断面図である。 スイッチバック搬送中の退避機構の側面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係るプリンター１（画像形成装置の一例）及び排出装置１１について説明する。

まず、図１を参照して、プリンター１の全体の構成について説明する。図１は、プリンター１の内部構成を模式的に示す正面図である。以下、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きはプリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。各図において、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ上、下、左、右、前、後を示す。

プリンター１は、概ね直方体の本体部２を備え、本体部２の内部に、シートＳが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３からシートＳを送り出す給紙装置５と、シートＳにトナー像を形成する作像装置７と、トナー像をシートＳに定着する定着装置９と、シートＳを排出口１２から排出する排出装置１１と、排出されたシートＳが積載される積載トレイ１３と、が備えられている。

本体部２の内部には、給紙装置５から作像装置７、定着装置９を経て排出装置１１に至る搬送路１５が形成されている。排出装置１１は、シートＳを挟持搬送する排出ローラー２１を備える。排出ローラー２１は、正回転と逆回転が可能であり、正回転により排出口１２からシートＳを排出し、逆回転によりシートＳをスイッチバックする。スイッチバック搬送路１６（反転機構の一例）は、定着装置９と排出装置１１との間の分岐点Ｂにおいて搬送路１５から分岐する。分岐点Ｂには分岐爪１７が配置されている。分岐爪１７は、モーター等（図示省略）により回転することで、搬送路１５とスイッチバック搬送路１６のいずれかを開放する。スイッチバック搬送路１６は、給紙装置５と作像装置７との間の合流点Ｊにおいて搬送路１５に合流する。

プリンター１は、制御部４を備える。制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read only memory）等の記憶装置と、を備え、記憶装置に記憶された制御プログラムや制御用データを用いてプリンター１の各部を制御する。

次に、プリンター１の画像形成動作を説明する。片面印刷の指示が入力された場合、給紙装置５によって給紙カセット３から送り出されたシートＳが搬送路１５に沿って作像装置７に搬送され、作像装置７によりシートＳにトナー像が形成される。シートＳは、搬送路１５に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９によりトナー像が定着される。分岐爪１７が搬送路１５を開放することでシートＳが排出装置１１に案内される。排出ローラー２１は、正回転によりシートＳを排出方向に挟持搬送し、排出口１２から積載トレイ１３に排出する。

一方、両面印刷の指示が入力された場合、給紙装置５によって給紙カセット３から送り出されたシートＳが搬送路１５に沿って作像装置７に搬送され、作像装置７によりシートＳの第１面にトナー像が形成される。シートＳは、搬送路１５に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９により第１面にトナー像が定着される。分岐爪１７が搬送路１５を開放することでシートＳが排出装置１１に案内される。排出ローラー２１は、正回転によりシートＳを排出方向に挟持搬送し、排出方向におけるシートＳの上流側端部が分岐点Ｂを通過したときに正回転を停止する。

続いて、分岐爪１７がスイッチバック搬送路１６を開放し、排出ローラー２１が逆回転を開始することで、シートＳがスイッチバック搬送路１６に案内される。シートＳは、スイッチバック搬送路１６を経て搬送路１５に搬送され、第２面を上方に向けて作像装置７に搬送され、作像装置７により第２面にトナー像が形成される。シートＳは、搬送路１５に沿って定着装置９に搬送され、定着装置９により第２面にトナー像が定着される。分岐爪１７が搬送路１５を開放することでシートＳが排出装置１１に案内される。排出ローラー２１は、正回転によりシートＳを排出方向に挟持搬送し、排出口１２から積載トレイ１３に排出する。

次に、図２乃至６を参照して、排出装置１１の構成について詳細に説明する。図２は、排出装置１１を支持する構造の斜視図である。図３、４は、排出装置１１の斜視図である。図５は、シート付勢部材４１の斜視図である。図６は、退避機構５１の斜視図である。図７は、排出装置１１の断面図である。図８は、退避機構５１の側面図である。

図２に示されるように、排出装置１１は、本体部２の内部の前側に設けられた前側板１８と後側に設けられた後側板１９とに支持されている。図３、４に示されるように、排出装置１１は、概ね直方体の筐体１４を備え、筐体１４の右側面の上部に排出口１２が形成されている。

排出装置１１は、正回転により排出口１２から積載トレイ１３にシートＳを排出し、逆回転によりシートＳをスイッチバックする排出ローラー２１と、シートＳが排出される場合に排出ローラー２１よりもシートＳの排出方向の下流側においてシートＳを下方に付勢し、シートＳがスイッチバックされる場合に上方に退避するシート付勢機構４０と、を備える。シート付勢機構４０は、シートＳが排出される場合に排出ローラー２１よりもシートＳの排出方向の下流側においてシートＳの上面に当接して、シートＳを下方に付勢するシート付勢部材４１と、排出ローラー２１の逆回転をシート付勢部材４１に伝達するワンウェイクラッチ５５（駆動伝達部の一例）を有し、シートＳがスイッチバックされる場合にシート付勢部材４１を上方に退避させる退避機構５１と、を備える。

［排出ローラー］
図３、４、７に示されるように、排出ローラー２１は、前後方向を軸方向として筐体１４内の上部に配置されている。排出ローラー２１は、上側に配置された駆動ローラー２２と、下側に配置された従動ローラー２３とを備え、シートＳを挟持搬送する。筐体１４の前面には、モーター３１、第１ギア３２、第２ギア３３、第３ギア３４、排出ローラー駆動ギア３５が配置されている。排出ローラー駆動ギア３５は、駆動ローラー２２の軸に結合されている。モーター３１は、例えばステッピングモーターである。

モーター３１の駆動力が第１ギア３２、第２ギア３３、第３ギア３４を介して排出ローラー駆動ギア３５に伝達されることで、排出ローラー２１が駆動される。モーター３１の正回転により排出ローラー２１が正回転し、シートＳが排出される。従動ローラー２３が駆動ローラー２２よりも若干右側に配置されているため、シートＳは、やや上向きに排出される。モーター３１の逆回転により排出ローラー２１が逆回転し、シートＳがスイッチバックされる。

［シート付勢機構］
シート付勢機構４０は、シート付勢部材４１と退避機構５１とを含む。シート付勢部材４１は、排出ローラー２１よりもシートＳの搬送方向の下流側に配置された揺動軸４３と、揺動軸４３から積載トレイ１３へ向けて延出され、揺動軸４３を中心に揺動可能な当接片４５を有する。退避機構５１は、所定方向に回転可能なカム５４と、揺動軸４３の一端部から突出し、カム５４のカム面を摺動する従動片４４と、を有し、カム５４の回転により従動片４４が摺動すると共に、揺動軸４３が回転して、当接片４５が上方へ退避する。

［シート付勢部材］
具体的には、図５に示されるように、シート付勢部材４１は、前後方向を長手方向とする揺動軸４３と、揺動軸４３の前端部に形成された従動片４４と、揺動軸４３の長手方向の３箇所に形成された当接片４５と、を含む。図７に示されるように、シート付勢部材４１は、排出ローラー２１よりもシートＳの排出方向の下流側に設けられている。図８に示されるように、筐体１４の前後の側板には、Ｕ字形の支持穴４６が形成されており、揺動軸４３の前後両端部が支持穴４６に支持されている。シート付勢部材４１は、揺動軸４３を中心として揺動可能であり、且つ、支持穴４６に沿って上下方向に移動可能である。従動片４４は、揺動軸４３に垂直に形成された板状の部位であり、下部の半径がその他の部分より若干長くなるように形成されている。従動片４４は、筐体１４の前面に露出されている。当接片４５は、上方に反り返った板状の部位であり、揺動軸４３から右下方に延出するように形成されている。

［退避機構］
図６に示されるように、退避機構５１は、前後方向を長手方向とするシャフト５２と、シャフト５２の後端部に固定されたカム駆動ギア５３と、カム駆動ギア５３の前側に設けられ、軸穴を有する円板状のカム５４と、カム５４に内蔵されたワンウェイクラッチ５５と、を含む。図８に示されるように、退避機構５１は、シート付勢部材４１の従動片４４の下方に設けられている。カム駆動ギア５３は、排出ローラー駆動ギア３５に噛み合わされている。

カム５４は、大径部５４Ｌと、大径部５４Ｌよりも径の小さな小径部５４Ｓと、を備える。図６における小径部５４Ｓの左端部は段差部５４Ｄを介して大径部５４Ｌと接続され、小径部５４Ｓの右端部は段差部５４Ｄよりもなだらか且つ滑らかに湾曲した湾曲部５４Ｃを介して大径部５４Ｌと接続されている。

［ワンウェイクラッチ］
ワンウェイクラッチ５５は、排出ローラー２１が逆回転する場合の駆動力をカム５４に伝達することでカム５４を回転させ、排出ローラー２１が正回転する場合にカム５４を空転させる。具体的には、ワンウェイクラッチ５５は、カム５４のシャフト５２が貫通する貫通孔を備え、排出ローラー２１が逆回転する場合にシャフト５２の周面と貫通孔の内周面との連結によりカム５４を接続することで、シャフト５２を逆回転（図６参照）させる駆動力をカム５４に伝達する。一方、ワンウェイクラッチ５５は、排出ローラー２１が正回転する場合にシャフト５２とカム５４の接続を切断することでシャフト５２に対してカム５４を空転させる。

次に、図７乃至１４を参照して、排出装置１１の動作について説明する。図９は、シート排出中の排出装置１１の断面図である。図１０は、シート排出中の退避機構５１の側面図である。図１１は、スイッチバック開始時の排出装置１１の断面図である。図１２は、スイッチバック開始時の退避機構５１の側面図である。図１３は、スイッチバック搬送中の排出装置１１の断面図である。図１４は、スイッチバック搬送中の退避機構５１の側面図である。

初期状態においては（図７、８参照）、シート付勢部材４１の当接片４５が排出口１２の右方に重力により垂れ下がった姿勢になっている。このとき、カム５４はシャフト５２に接続されておらず、小径部５４Ｓがシャフト５２の真上よりもやや右寄りに位置しており、カム５４はシート付勢部材４１の従動片４４に接触していない。

次に、制御部４は、排出ローラー２１を正回転させてシートＳの排出を開始する（図９、１０参照）。すると、排出口１２から排出されてきたシートＳによってシート付勢部材４１の当接片４５が持ち上げられることにより、揺動軸４３を中心としてシート付勢部材４１が反時計回りに回転する。このとき、シャフト５２は排出ローラー駆動ギア３５からカム駆動ギア５３を介して伝達される駆動力により時計回りに回転するが、カム５４がシャフト５２に接続されていないため、カム５４の姿勢は初期状態から変化せず、カム５４はシート付勢部材４１の従動片４４に接触していない。

次に、制御部４は、排出ローラー２１を逆回転させてシートＳのスイッチバックを開始する（図１１、１２参照）。このとき、シャフト５２は反時計回りに回転するが、ワンウェイクラッチ５５がカム５４をシャフト５２に接続するため、カム５４がシャフト５２に追従して反時計回りに回転し、カム５４の湾曲部５４Ｃがシート付勢部材４１の従動片４４の下端部に接触する。

さらにシートＳのスイッチバックが進行すると（図１３、１４参照）、カム５４の大径部５４Ｌがシート付勢部材４１の従動片４４の下端部に接触することで、シート付勢部材４１が持ち上げられる。その結果、シート付勢部材４１の当接片４５がシートＳに接触しなくなるため、シート付勢部材４１がスイッチバック時にシートＳに与える負荷が抑制される。

なお、一般に、カム５４の１周期と１枚分のスイッチバック動作に要する時間とは一致しないので、１枚のシートＳをスイッチバックさせる間にカム５４は複数回回転し、それに伴ってシート付勢部材４１は複数回上下に揺動する。

以上説明した本実施形態に係る排出装置１１によれば、排出されるシートＳを下方に付勢するシート付勢部材４１がスイッチバック時にシートＳに与える負荷を抑制することができる。

また、本実施形態に係る排出装置１１によれば、シート付勢部材４１が、シートＳが排出される場合に重力により下降することでシートＳを下方に付勢するから、シート付勢部材４１を下降させるための駆動力が不要であり、消費電力を抑制することができる。

また、本実施形態に係る排出装置１１によれば、排出ローラー２１の逆回転に連動してシート付勢部材４１が退避するから、シート付勢部材４１専用の駆動機構が不要である。

上記の実施形態が以下のように変形されてもよい。

上記実施形態では、シート付勢部材４１が重力により下降することでシートＳを下方に付勢する例を示したが、ねじりコイルばね等によりシート付勢部材４１を時計回りに付勢することでシートＳを下方に付勢するように構成されていてもよい。

カム５４の初期状態におけるシャフト５２の真下の位置に錘を設けることにより、空転時に重力の作用によりカム５４が初期状態に戻るように構成されてもよい。また、カム５４の回転角を検知するセンサーを設け、１枚のスイッチバックが完了するたびに、カム５４の回転角が初期位置に戻ったことが検知されるまで排出ローラー２１の逆回転によりカム５４を駆動するように構成されてもよい。

最大サイズのシートＳのスイッチバックに要する期間のカム５４の回転角が３６０度となるようにカム５４の回転を減速する機構が設けられてもよい。この構成によれば、１枚のシートＳのスイッチバックに要する時間内にカム５４が１回転以上することでシート付勢部材４１が複数回上下動することを防ぐことができる。

上記実施形態では、スイッチバック時にシート付勢部材４１の当接片４５がシートＳに当接しなくなる例を示したが、シート付勢部材４１がカム５４によって持ち上げられたときに当接片４５がシートＳに当接していてもよい。当接片４５がシートＳに当接していても、シート付勢部材４１が持ち上げられることで、シートＳに対する負荷を抑制することができる。

７ 作像装置
１１ 排出装置
１２ 排出口
１３ 積載トレイ
２１ 排出ローラー
４０ シート付勢機構
４１ シート付勢部材
５１ 退避機構
５４ カム
５５ ワンウェイクラッチ（駆動伝達部）

Claims (3)

1. 正回転により排出口から積載トレイにシートを排出し、逆回転により前記シートをスイッチバックする排出ローラーと、
   前記シートが排出される場合に前記排出ローラーよりも前記シートの排出方向の下流側において前記シートの上面に当接して、前記シートを下方に付勢するシート付勢部材と、
   前記排出ローラーの逆回転を前記シート付勢部材に伝達する駆動伝達部を有し、前記シートがスイッチバックされる場合に前記シート付勢部材を上方に退避させる退避機構と、
   を備え、
   前記シート付勢部材は、前記排出ローラーよりも前記シートの搬送方向の下流側に配置された揺動軸と、前記揺動軸から前記積載トレイへ向けて延出され、前記揺動軸を中心に揺動可能な当接片を有し、
   前記退避機構は、
   揺動軸を上下方向に移動可能に支持する支持穴と、
   大径部と前記大径部よりも径の小さな小径部とを有し、所定方向に回転可能なカムと、
   前記カムの上方に配置され、前記揺動軸の一端部から突出し、前記カムのカム面を摺動する従動片と、を有し、
   前記シートがスイッチバックされる場合に、前記カムの回転により前記大径部が前記従動片に接触することで前記シート付勢部材が持ち上げられて、前記当接片が上方へ退避することを特徴とする排出装置。
2. 前記駆動伝達部は、前記排出ローラーが逆回転する場合の駆動力を前記カムに伝達することで前記カムを回転させ、前記排出ローラーが正回転する場合に前記カムを空転させるワンウェイクラッチを備えることを特徴とする請求項１に記載の排出装置。
3. 前記シートに画像を形成する作像装置と、
   前記画像が形成された前記シートを排出する請求項１又は２に記載の排出装置と、
   前記排出装置によりスイッチバックされた前記シートの表裏を反転させて前記作像装置に搬送する反転機構と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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