JP2865471B2 - シート反転ユニットのシート検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シート取扱装置などに
装備されたシート反転ユニットのシート検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機または印刷機などの画像形成装
置、又はその他のシート取扱装置にあっては、搬送途中
または搬送終了段階でシート面を反転することのできる
所謂シート反転ユニットを備えたものがある。このシー
ト反転ユニットは、例えば図５に示したように、一般的
にはユニット本体１のシート受入口２とシート送出口３
との間に、略Ｓ字を描くようにして形成された反転経路
４と、この反転経路４の排紙口９近傍に配設された整合
部５とで構成されている。整合部５は反転経路４から排
紙されたシートの両側を保持し且つシートの幅方向の位
置を修正するガイド部材６と、このガイド部材６の下側
に配設されてガイド部材６をシートサイズに応じて整合
位置にスライドさせるモータなどの駆動手段７とからな
る。整合部５ではシートの排紙に合わせて整合動作がで
きるように、例えば反転経路４の途中にシートセンサ８
などを設置し、反転経路４を通過するシートの先端を検
出すると共に、この検出信号に基づいてシートが整合部
５に到達するまでの時間をタイマなどでカウントするこ
とで整合タイミングをとっていた。なお、整合部５で位
置修正されたシートは、整合部５からユニット本体１の
シート送出口３に送り出され、シート取扱装置の搬送経
路に給紙される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来におけるシート反転ユニットのシート検出手段にあっ
ては、反転経路４の途中に設定してあるシートセンサ８
によってシートの通過を検出し、その検出信号に基づい
てシートが整合部に到達するまでの時間をタイマなどで
カウントして整合動作のタイミングをとっていたため
に、例えばシートセンサ８で検出したのちに、シートが
反転経路４内でスベリを生じたり、反転経路４の排紙口
９にある給排紙ローラ１０にシートを挟み込む時にスベ
リを生じたようなときには、シートが実際に整合部５へ
到達する時間と、タイマでカンウトした到達予定時間と
の間にズレが生じてしまい、整合するタイミングが早す
ぎるとシートが最後まで排紙されないために、途中で折
れ曲がって皺くちゃになるなどトラブルを起こす虞れが
あった。

【０００４】そこで、本発明が解決しようとする技術的
課題は、シートが反転経路や給排紙ローラでスベリを生
じたとしても、常に整合部にシートが排紙されるタイミ
ングに合わせて、整合部での整合動作が行えるようにす
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために、ユニット本体の対向する両側にシート
の受入口と送出口とを備え、画像形成装置から送られて
きた片面処理済みのシートを前記受入口からユニット本
体内に導き入れ、該ユニット本体内に形成した所定の反
転経路を搬送させて前記シートの画像形成面を反転する
と共に、該反転経路の排紙口近傍に配設した給排紙ロー
ラによって整合部に排紙し、該整合部でシートの位置ず
れを修正するようにしたシート反転ユニットにおいて、
前記給排紙ローラより整合部側であって且つ最小サイズ
のシートが整合部に排紙された時にそのシートの排紙側
先端部よりシート内側の位置に、整合部におけるシート
の有無を検出し且つ整合部の整合動作のタイミングを検
出する手段を設けたシート反転ユニットのシート検出装
置を手段とする。

【０００６】

【作用】上述の手段によれば、給排紙ローラによって整
合部に送り込まれるシートの先端部を、給排紙ローラよ
り整合部側に配設されたシート検出手段によって検出
し、この検出信号に基づいてタイマによるカウントを開
始し、実際にシートが整合部へ到着するタイミングに合
わせて整合部の整合動作を開始する。

【０００７】

【実施例】以下添付図面に基づいて本発明の実施例を詳
細に説明する。図１及び図２は、画像形成装置としての
プリンタＰを示したものである。このプリンタＰは画像
を形成するためのプリンタ本体１００、このプリンタ本
体１００の下流側に配設された搬送ユニット２００、プ
リンタ本体１００の下部に組み込まれた本体装着給紙ユ
ニット３００及びその下部に配設させたシート反転ユニ
ット４００とで構成されている。尚、本体装着給紙ユニ
ット３００は同ユニットを２段、３段と適宜に複数段積
み重ねることも、逆に未装着で直接プリンタ本体１００
とシート反転ユニット４００を重ねることも、更にシー
ト反転ユニット４００の下部に図示せぬシート分配ユニ
ットを自由に組み合せることも可能である。各ユニット
３００，４００のサブ制御手段３０１，４０１は、各コ
ネクタを介してプリンタ本体１００のメイン制御手段１
０１に電気的に接続されており、このメイン制御手段１
０１によって装着された各ユニットの構成状態が認識さ
れ個々に適宜制御される。特に、複数段積み重ね可能な
本体装着給紙ユニット３００のサブ制御手段３０１に
は、プリンタ本体１００に対し何段目であるかを認識し
得る信号を出すように構成されているとともに、上部ユ
ニットの後述する引出しカセットが下部ユニットの動作
中に引き出されないように図示せぬロック手段がそれぞ
れ設けられている。また、上記各ユニット３００，４０
０にはプリンタ本体１００若しくは上部ユニットと装着
し位置決めするための位置決め手段３０２，４０２及
び、各ユニット３００，４００が予め決められるパター
ンの積み重ね状態に規制するユニット装着順ミス防止手
段３０３，３０４が設けられている。更に、プリンタ本
体１００の底部には本体収納給紙ユニット５００が一体
に組み込まれている。

【０００８】プリンタ本体１００は、前記本体収納給紙
ユニット５００又は本体装着給紙ユニット３００などの
給紙ユニットから繰り出されたシートを印刷するための
画像形成ユニット１０２を備えている。この画像形成ユ
ニット１０２では、給紙ユニットからシートガイド１０
３内に繰り出されたシートを搬送ローラ１０４によって
レジストローラ１０５に送り込み、レジストローラ１０
５で一旦待機させたのち画像形成ドラム１０６によって
シート上に画像を転写する。そして、さらに一対の定着
ローラ１０７の間を通すことでシートに画像を定着さ
せ、その下流側に配設された排紙ローラ１０８を介して
搬送ユニット２００に送り込む。なお、前記排紙ローラ
１０８の下流側近傍には切替可能なシート反転ガイド１
０９が配設されており、このシート反転ガイド１０９を
切り換えることによって、搬送ユニット２００とは別に
設けられたシート反転トレー１１０に裏表を逆にした状
態で排紙することもできる。

【０００９】搬送ユニット２００に送り込まれたシート
は、その先端部が排紙センサ２０１によって検出された
のち排紙中継ローラ２０２を介して排紙ローラ２０３側
に搬送され、表面を上にした状態で排紙トレー２０４上
に排紙される。また、搬送ユニット２００は、前記排紙
経路以外に再給紙経路を備えている。この再給紙経路
は、上記排紙中継ローラ２０２と排紙ローラ２０３との
間に配置した切替可能な再給紙ガイド片２０５と、この
再給紙ガイド片２０５から続く再給紙ガイド２０６と、
この再給紙ガイド２０６の先端部でシートの先端通過を
検知する再給紙センサ２０７と、再給紙排出ローラ２０
８とで構成されている。そして、前記再給紙ガイド片２
０５を切り換えることによって再給紙経路の通路を開
き、再給紙ガイド２０６内にシートを送り込む。シート
の先端部が再給紙センサ２０７によって検知されたのち
後端部が定着ローラ１０７を抜けると排紙ローラ２０３
の回転が速くなってシート搬送スピードが上がるように
なっている。再給紙ガイド２０６内を通過したシート
は、本体装着給紙ユニット３００の後部に設けられた下
方搬送ガイド部３０４内を通過したのち、シート反転ユ
ニット４００内に送り込まれる。

【００１０】シート反転ユニット４００は、シートの両
面に画像を形成するためにシートを反転して再びプリン
タ本体１００に送り出すためのものであり、ユニット本
体４０４の後端部上面と前端部上面とにシート受入口４
０５とシート送出口４０６とをそれぞれ備えるととも
に、図示せぬ下部に装着されるシート分配ユニットへシ
ートを搬送する搬送ガイド４０７及びその搬送ガイド４
０７へシートを切り換える該シート分配ユニットに設け
られた切換手段によって適宜作動されるガイド片４０８
を備えている。

【００１１】また、ユニット本体４０４内には反転され
たシートを整合するための整合部４０９が配設されてお
り、この整合部４０９と前記シート受入口４０５との間
には略Ｓ字状をなす反転経路４１０が形成されている。
反転経路４１０は、シート受入口４０５からシート送出
口４０６へほぼ水平に向かう上側経路４３０と、シート
送出口４０６の付近まで延びた上側経路４３０の終端か
ら下方側に大きく弧を描いて反転する下側経路４３１と
で構成され、下側経路４３１の排紙口４１８の付近には
正逆回転が可能な給排紙ローラ４１４が配置されると共
に、その先方には整合部４０９のガイド部材４１５が水
平状にほぼ真っ直ぐ延びている。また、ガイド部材４１
５を駆動するための整合部４０９の駆動手段４３２は、
前記上側経路４３０、下側経路４３１およびガイド部材
４１５によって囲まれた空間部４３７に配設されてい
る。なお、この実施例ではシート反転ユニット４００で
発生したジャムを処理するために、反転経路４１０の一
部と整合部４０９とを一緒にユニット本体４０４の前方
側（図２においてプリンタ本体１００の右側）に引き出
せるように構成されている。即ち、ユニット本体４０４
の内部では、上側経路４３０に配置された搬送ローラ４
１２と４１３との間で分離できる構造となっている。

【００１２】従って、上記シート受入口４０５からユニ
ット本体４０４内に導かれたシートは、Ｓ字状の反転経
路４１０を搬送されながら画像形成面が反転され、その
終端に配置された給排紙ローラ４１４によって整合部４
０９に送り込まれる。整合部４０９ではシートのサイズ
に合わせてガイド部材４１５がスライド移動しシートの
左右方向を規制して修正する。次いで、上記給排紙ロー
ラ４１４を逆回転させて整合部４０９にあるシートを上
記反転経路４１０の排紙口４１８に設けられた弾性を有
する薄いプラスチック板等を利用した一方向規制ガイド
４１９によって反転経路４１０の下側経路４３１と分離
した給紙経路４２０内に繰り出され、シート反転ユニッ
ト４００の前端部上面に形成されているシート送出口４
０６から本体装着給紙ユニット３００に送り出す。尚、
この際プリンタ本体１００とシート反転ユニット４００
との間に本体装着給紙ユニット３００が積み重ねられて
パス長が長い場合などは、シート反転ユニット４００の
シートを搬送途中で、本体装着給紙ユニット３００から
新たなシートをプリンタ本体１００に送り込み、次の印
刷をするいわゆる交互給紙をすることによって搬送時間
を解消し得る。

【００１３】本体装着給紙ユニット３００の前端部に
は、前記反転済みのシートをそのまま上方へ通過させる
上方搬送ガイド部３０５が設けられている。そして、こ
の上方搬送ガイド部３０５を通過したシートは、上述し
たプリンタ本体１００の画像形成ユニット１０２に送り
込まれ、今度は反対側の面に印刷されたのち、再び搬送
ユニット２００に搬送される。

【００１４】なお、上述した本体装着給紙ユニット３０
０と本体収納給紙ユニット５００は、いずれもプリンタ
Ｐの前方側（図２においてプリンタ本体１００の右側）
に引き出し可能な給紙カセット３０６，５０６を有して
いる。そして、このカセット３０６，５０６は、基本的
にはシートを載置するためのシートホッパ３０７，５０
７と、シートホッパ３０７，５０７上に載置されたシー
トの前側両角部を係止する分離爪３０８，５０８と、シ
ートホッパ３０７，５０７の前側底部に配置され常時シ
ートホッパ３０７，５０７を上方へ付勢するスプリング
３０９，５０９と、このスプリング圧によって最上位の
シートに当接する給紙ローラ３１０，５１０と、分離爪
３０８，５０８の前側に形成されたシート給紙ガイド３
１１，５１１とで基本的に構成されている。そして、シ
ート給紙時には給紙ローラ３１０，５１０が選択的にシ
ート上で回転し、その摩擦力によって最上位のシートを
給紙方向に繰り出し、分離爪３０８，５０８からシート
を一枚ずつ分離させてシート給紙ガイド３１１，５１１
によりプリンタ本体１００の画像形成ユニット１０２内
に送り出す。

【００１５】図３及び図４は、本発明に係るシート検出
手段４４０の配設位置を示したものである。このシート
検出手段４４０は、従来のシートセンサとは配設位置が
異なって給排紙ローラ４１４の下流側に位置する整合部
４０９内に設けられている。また、このシート検出手段
４４０は、整合部４０９に排紙されたシートＳを載置す
る中間トレー４４１を挟んでその上下位置に配置される
一体形の発光素子４４２と受光素子４４３とで構成さ
れ、中間トレー４４１に載置されたシートＳが、発光素
子４４２と受光素子４４３との間を通過することにより
スイッチングして、シートＳの排紙側先端部Ｓ１の通過
時点および整合部４０９におけるシートＳの存否を検出
することができる。この実施例において、上記シート検
出手段４４０は、整合部４０９内において中間トレー４
４１の両側に配置されるガイド部材４１５のほぼ中間位
置に配置されているが、最小サイズのシートが整合部４
０９に到達したことを検出し、且つ整合部４０９に存在
することを検出できる位置、即ち、最小サイズのシート
が整合部４０９に排紙されたときに、その排紙側先端部
Ｓ１より内側であるシート面積域内に配置されていれ
ば、整合部４０９の他の箇所に配設することもできる。

【００１６】上記整合部４０９は、中間トレー４４１の
両側に配置された断面コ字状のガイド部材４１５と、こ
のガイド部材４１５の上方側に配置された駆動手段４３
２とで構成されている。ガイド部材４１５は、駆動手段
４３２によって左右方向にスライドし、シートサイズに
応じた整合動作をとることができる。

【００１７】上記給排紙ローラ４１４は、前後方向に配
設された給紙ローラ４４４と補助ローラ４４５とを有す
る。給紙ローラ４４４は、正逆回転するモータの駆動軸
４４６に固着され、また補助ローラ４４５は、前記駆動
軸４４６とアーム部材４４７，４４８により連結されて
いる従動軸４４９に固着されている。アーム部材４４
７，４４８は、給紙ローラ４４４及び補助ローラ４４５
の両側に一対配置されており、駆動軸４４６および従動
軸４４９に回転自在に取り付けられている。また、前記
駆動軸４４６および従動軸４４９にはそれぞれプーリ４
５０，４５１が固着されており、このプーリ４５０，４
５１に架け渡したベルト４５２の駆動力によって給紙ロ
ーラ４４４と同一の回転を補助ローラ４４５にも伝達で
きる構造となっている。

【００１８】また、この実施例では給紙ローラ４４４と
一方のアーム部材４４７との間に、駆動軸４４６に装着
された圧縮スプリング４５３が介在されている。従っ
て、この圧縮スプリング４５３は常時アーム部材４４７
を押圧しており、給紙ローラ４４４が回転するときには
圧縮スプリング４５３も一緒に回転し、圧縮スプリング
４５３の一方側の巻端がアーム部材４４７に圧接するこ
とでアーム部材４４７との間に摩擦力を発生させ、アー
ム部材４４７を給紙ローラ４４４の回転方向に回動させ
る。

【００１９】更に、この実施例では、他方のアーム部材
４４８と駆動軸４４６との間にトルクリミッタ４５４が
設けられている。このトルクリミッタ４５４は、一方向
クラッチを内蔵したボス４５５と、このボス４５５とア
ーム部材４４８との間に配設されたコイルバネ４５６と
で構成されている。ボス４５５は駆動軸４４６に回転可
能に取り付けられているが、図３において駆動軸４４６
が反時計方向に回転する時だけ一方向クラッチと接続さ
れて、駆動軸４４６の回転力がボス４５５に伝達され
る。またコイルバネ４５６の巻端部は、ボス４５５のつ
ば部とアーム部材４４８のつば部にそれぞれきつく嵌め
込まれているが、特にボス４５５側ではコイルバネ４５
６の端部が固定されている。

【００２０】次に、上記整合部４０９のガイド部材４１
５を整合動作させる場合について説明する。シート反転
ユニット４００にシートを送り込む場合には、先ず整合
部４０９内に先のシートが残っているか否かを上記シー
ト検出手段４４０により検出し、その結果をプリンタ本
体１００のメイン制御手段１０１に出力する。そして、
先のシートがまだ整合部４０９内に残っている場合に
は、次のシートをプリンタ本体１００のレジストローラ
１０５などの位置で待機させる。

【００２１】一方、整合部４０９内にシートが残ってい
ない場合には、次のシートをプリンタ本体１００で所定
の画像処理を行ったのち、本体装着給紙ユニット３００
をパスさせてシート反転ユニット４００のシート受入口
４０５に導く。シートは所定の反転経路４１０を通った
のち、下側経路の４３１排紙口４１８から給紙ローラ４
４４とピンチローラ４５７との間に挟み込まれ、その搬
送力によって整合部４０９内に繰り込まれる。なお、こ
のとき補助ローラ４４５は、図３に実線で示したよう
に、圧縮スプリング４５３の作用によってシートＳの上
面から離間した位置に保持されている。次に、シートＳ
の排紙側先端部Ｓ１がシート検出手段４４０を通過する
と先端検出信号が出力され、タイマによるカウントが開
始される。シートＳはそのまま整合部４０９内に送り込
まれ、図３に示したように、その給紙側端部Ｓ２が補助
ローラ４４５より少し手前側に位置するような所定の排
紙位置に到達する。そして、この到達時間とほぼ同時に
駆動手段４３２に作動命令信号が出力され、それによっ
てガイド部材４１５は互いに左右内側方向にスライドす
る。そして、シートサイズに応じた整合位置までスライ
ドすることで中間トレー４４１に載置されたシートＳの
側縁部を規制してシートＳの左右方向の位置を修正す
る。

【００２２】次に、プリンタ本体１００のメイン制御手
段１０１から給紙信号が出力されると、給排紙ローラ４
１４の駆動軸４４６が逆方向に回転して給紙ローラ４４
４が反時計方向に回転する。この時、駆動軸４４６に取
り付けたトルクリミッタ４５４の作用でアーム部材４４
８が下方向に押圧され、二点鎖線で示したように、補助
ローラ４４５がピンチローラ４５８との間でシートＳを
圧接する。給紙ローラ４４４と一緒に補助ローラ４４５
も反時計方向に回転しているので、シートＳは先ずこの
補助ローラ４４５との摩擦力によって繰り出され、次い
で給紙ローラ４４４に挟み込まれる。一方向規制ガイド
４１９が切り替わることで、シートＳは反転経路４１０
とは異なる給紙経路４２０側に導かれ、更に先端部がシ
ート送出口４０６の手前に位置する搬送ローラ４６６に
挟持される。そして、シートＳが所定の位置まで達する
と、整合部４０９に解除指令信号が送られ、今度はガイ
ド部材４１５がそれぞれ外側方にスライドしてシート整
合動作を解除する。従って、仮にシートＳの後端部側が
中間トレー４４１上に残っていたとしても、前述したシ
ートＳの先端部は搬送ローラ４６６によって挟持されて
おり、またシートＳの中間部は給排紙ローラ４１４によ
って挟持されているために、シートＳの整合は確保され
ている。そして、シートＳの後端がシート検出手段４４
０を通過すると、プリンタ本体１００のメイン制御手段
１０１に整合部４０９には既にシートが存在していない
との信号が出力され、次のシートの受け入れが始まる。

【００２３】なお、上記実施例においてガイド部材４１
５の整合動作は、シートＳが整合部４０９の所定位置に
完全に到達したのちに行っているが、少なくともシート
Ｓが整合部４０９に到達を完了するまでにガイド部材４
１５の整合動作が終了していなければ、シートＳが整合
部４０９に到達を完了する以前にガイド部材の整合動作
を開始させることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るシー
ト反転ユニットのシート検出装置によれば、給排紙ロー
ラより整合部側の位置にシート検出手段を配設し、給排
紙ローラによる搬送後にそのシート先端部を検出し、こ
の検出信号に基づいて整合動作のタイミングを決定して
いるために、先端検出後には従来のようなシートのスベ
リなどを生ずることがない。その故、整合部への実際の
シート到達時間とタイマによる到達予定時間との間での
時間的ずれがなくなり、結果として整合動作のタイミン
グがずれるといったことがないために、整合時にシート
が折れ曲がって皺くちゃになるなどのトラブルを確実に
防ぐことができる。特に、上記実施例のように整合部内
に設けた場合にはシートの先端部が既に整合部内に到達
しているので、整合動作のタイミング制御が容易とな
る。

【００２５】また、本発明ではシート検出装置をエンプ
ティセンサとしても利用することができ、その場合には
シート検出が確実となり、整合部に誤って二枚以上のシ
ートが排紙されるといったことも確実に防止することが
できるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート検出装置を備えたプリンタ
の概略斜視図である。

【図２】本発明に係るシート検出装置を備えたプリンタ
の概略断面図である。

【図３】本発明のシート検出手段の配設箇所を示す整合
部付近の側面図である。

【図４】本発明のシート検出手段の配設箇所を示す整合
部付近の平面図である。

【図５】従来のシート検出センサの配置を示すシート反
転ユニットの概略図である。

【符号の説明】

Ｐ プリンタ Ｓ シート Ｓ１ シートの排紙側先端部 １００ プリンタ本体 ２００ 搬送ユニット ３００ 本体装着給紙ユニット ４００ シート反転ユニット ４０４ ユニット本体 ４０５ シート受入口 ４０６ シート送出口 ４０９ 整合部 ４１０ 反転経路 ４１４ 給排紙ローラ ４１５ ガイド部材 ４４０ シート検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65H 7/02 B65H 9/00 B65H 29/58 B65H 85/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユニット本体の対向する両側にシートの
   受入口と送出口とを備え、画像形成装置から送られてき
   た片面処理済みのシートを前記受入口からユニット本体
   内に導き入れ、該ユニット本体内に形成した所定の反転
   経路を搬送させて前記シートの画像形成面を反転すると
   共に、該反転経路の排紙口近傍に配設した給排紙ローラ
   によって整合部に排紙し、該整合部でシートの位置ずれ
   を修正するようにしたシート反転ユニットにおいて、 前記給排紙ローラより整合部側であって且つ最小サイズ
   のシートが整合部に排紙された時にそのシートの排紙側
   先端部よりシート内側の位置に、整合部におけるシート
   の有無を検出し且つ整合部の整合動作のタイミングを検
   出する手段を設けたことを特徴とするシート反転ユニッ
   トのシート検出装置。