JP5279612B2 - 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画像形成装置に関し、特にシートを引き込み、前後の向きを反転させて搬送する反転部を備えたものに関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、例えば両面プリントや両面コピーを行うため、片面に画像が形成されたシートを、表裏を反転させた状態で画像形成部に再度搬送するようにしたものがある。また、従来の画像形成装置においては、画像形成されたシートを排出する際、表裏を反転してシートを排出するためにシートを反転させるように搬送するシート搬送装置を備えたものがある。なお、このようなシート搬送装置では、シートの表裏を反転するための反転部を備えている。そして、このような反転部では、例えば反転ローラにより、シートを一旦引き込んだ後、表裏、或は前後の向きを反転させ、それまでと反対の方向へ搬送するようにした、いわゆるスイッチバック搬送方式が用いられている。

ところで、従来の反転部では、反転ローラを正転、逆転させるため、例えば反転ローラの駆動源に双方向に回転するステッパモータを用いる、或いは駆動源からの伝達経路を二系統、切り替え可能に備える等の方法が取られている。しかし、このような方法ではコストがかかる、あるいは反転ローラの回転方向の切り替えに時間がかかるという問題がある。そこで、従来は、安価で、かつ反転ローラの回転方向の切り替えを短時間で行うことができるように、駆動源として一方向回転のモータを用いると共に、モータの駆動力をバネ圧として蓄力する蓄力部を備えたものがある（特許文献１参照）。

このような反転部では、一方向回転のモータの正転時に、蓄力部において反転ローラを逆転させるための駆動力をバネ圧として蓄力し、その蓄力の解放によって反転ローラを逆転させるようにしている。そして、このように反転ローラの駆動源を一方向回転のモータとすることで、駆動源を他の機構部と共用することが可能で、装置全体構成として安価な構成が可能となる。また、反転ローラの正転による蓄力と、蓄力の解放による逆転は、機構動作の時間的損失が少ないため、反転ローラの回転方向の切り替えを短時間で行うことが可能である。このため、シートを連続して搬送する場合、先行シートと後続シートのシート間距離を短くすることが可能で、画像形成装置としての生産性を高めることが出来る。

実公昭６２−１８５９４号公報

しかし、このような構成の反転部を備えた従来のシート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置において、反転ローラを反転させるための蓄力の量は、反転ローラの正転駆動量に比例して増大する。このため、仮に反転ローラの正転駆動量が機構上の蓄力の限界を超えた場合、機構の破損に至る可能性がある。そこで、このような機構の破損を防ぐため、反転ローラを、例えば切り欠き部を有する非真円形状とし、一定の蓄力量を得た後は、反転ローラは切り欠き部を従動ローラに面する位置で停止させ、ニップを解除した状態としている。あるいは、反転ローラを従動ローラと離間可能に設け、一定の蓄力量を得た後は、反転ローラを離間させ、ニップを解除した状態としている。

ところで、このように構成した場合、バネ圧として蓄えられる蓄力量は一定となる。ここで、例えば蓄力量を、反転ローラの反転量が短尺のシートを搬送するのに最適な量となるように設定した場合、長尺のシートを搬送するときは、シートの長さ差分の搬送は反転ローラのニップが解除された状態で行われることになる。この場合、長尺シートの搬送では、短尺シートとの長さの差分の搬送を反転ローラよりも上流の搬送ローラで行うことになるため、シートの搬送抵抗による斜行や搬送ジャムを招く危険性が高まる。また、逆に蓄力量を、反転ローラの反転量が長尺のシートを搬送するのに最適な量となるように設定した場合、シートの連続搬送において、長尺シートよりも長さの短いシートもシートの搬送ピッチを長尺シートの搬送ピッチに合わせる必要がある。このため、長さの短いシートを使用する場合、反転ローラの逆転が終了するまでシートを反転ローラに搬送することができず、生産性が低下する。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、斜行やジャムを発生することなく、また生産性を低下させることなくシートを反転して搬送することのできるシート搬送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シートを引き込み、前後の向きを反転させる反転部を備えたシート搬送装置において、前記反転部は、正転によりシートを反転させる反転位置までシートを引き込み、逆転により引き込んだシートを前後の向きを反転させて搬送する正逆転可能なシート反転搬送部材と、前記シート反転搬送部材の正転時、前記シート反転搬送部材の正転駆動量に応じて前記シート反転搬送部材を逆転させるための逆転駆動力を弾性的に蓄える蓄力部材と、前記シート反転搬送部材及び前記蓄力部材の間に配置され、前記シート反転搬送部材の正転時には前記シート反転搬送部材の正転駆動量を前記蓄力部材に伝達し、前記シート反転搬送部材を逆転させる際には、前記蓄力部材に蓄えられた逆転駆動力を前記シート反転搬送部材に伝達する駆動力伝達部と、を備え、前記駆動力伝達部は、前記シート反転搬送部材の正転時、前記蓄力部材が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、前記蓄力部材に蓄えられた所定量の逆転駆動力を保つように構成されていることを特徴とするものである。

本発明のように、シート反転搬送部材の正転時、蓄力部材が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、蓄えられた逆転駆動力を保つようにすることにより、斜行やジャムを発生することなく、また生産性を低下させることなくシートを反転して搬送することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタの斜視図。 上記カラーレーザプリンタのプリンタ本体内部の構成図。 上記カラーレーザプリンタに設けられたシート搬送装置の反転部の構成を示す斜視図。 上記反転部の動作を説明する図。 上記反転部の制御ブロック図。 上記反転部の他の構成を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るシート搬送装置に設けられた反転部の構成を示す図。 本発明の第３の実施の形態に係るシート搬送装置に設けられた反転部の構成を示す図。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタの斜視図である。図１において、２００はカラーレーザプリンタであり、このカラーレーザプリンタ２００は、画像形成部を備えたカラーレーザプリンタ本体（以下、プリンタ本体という）２０１と、プリンタ本体２０１の上部に設けられた画像読取部２０１Ａとを備えている。

そして、プリンタ本体２０１には、図２に示すようにシートに画像を形成する画像形成部２０２と、画像形成部２０２にシートを給送する給送部２０３と、給送部２０３から給送されたシートを画像形成部２０２に搬送するシート搬送部２０４とが設けられている。さらに、シートに形成された画像を定着させる定着装置６が設けられている。画像形成部２０２は、上下方向に配置され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー画像を担持する像担持体である感光体ドラム２１（２１ａ〜２１ｄ）を備えている。なお、この感光体ドラム２１は、不図示の回転手段により、反時計回りに回転する。

また、感光体ドラム周囲に回転方向に沿ってそれぞれ配された、感光体ドラム表面を一様に帯電する帯電装置２３（２３ａ〜２３ｄ）、画像情報に基づいてレーザビームを照射して感光体ドラム上に静電潜像を形成する不図示のスキャナユニットを備えている。さらに、静電潜像にイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの各色のトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像装置２２（２２ａ〜２２ｄ）及び転写後、感光体ドラム表面に残留したトナーを除去する不図示のクリーニング手段等を備えている。なお、本実施の形態においては、感光体ドラム２１、帯電装置２３、現像装置２２、クリーニング手段は一体的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ２４（２４ａ〜２４ｄ）を形成している。

また、後述するシートを搬送する無端状の転写搬送ベルト３５の内側には、４個の感光体ドラム２１（２１ａ〜２１ｄ）と共に転写搬送ベルト３５を挟持する転写ローラ３４（３４ａ〜３４ｄ）がそれぞれ併設されている。これら転写ローラ３４は不図示の転写バイアス用電源に接続されており、この転写ローラ３４から正極性の電荷が転写搬送ベルト３５を介してシートに印加される。このように転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム２１に接触中のシートに、感光体ドラム上の負極性の各色トナー像が順次転写され、多色画像が形成される。

給送部２０３は、複数枚のシートＰを収納し、プリンタ本体底部に装填される給紙カセット１１と、給紙カセット１１に収納されたシートＰを送り出すピックアップローラ９と、シートＰを１枚ずつ分離する不図示の分離部等から構成されている。画像形成の際には、給紙カセット１１からピックアップローラ９によって一枚ずつシートＰが分離給送され、この後、このシートＰはレジストローラ対１２により所定のタイミングでシート搬送部２０４に搬送される。

シート搬送部２０４は、駆動ローラ３７と従動ローラ３３に掛け渡され、すべての感光体ドラム２１に対向して配設されているシート担持体としての転写搬送ベルト３５を備えている。この転写搬送ベルト３５は、感光体ドラム２１に対向する外周面にシートを静電吸着すると共に、感光体ドラム２１にシートを接触させるべく、駆動ローラ３７によって時計回りに循環移動する。そして、このように循環移動する転写搬送ベルト３５に静電吸着されることにより、シートＰは転写搬送ベルト３５により転写位置Ｔまで搬送され、感光体ドラム２１上のトナー像が転写される。

３６は、転写搬送ベルト３５の最上流位置に配設され、転写搬送ベルト３５を介して従動ローラ３３と圧接している吸着ローラである。この吸着ローラ３６により、シートＰを転写搬送ベルト３５の外周に圧接させると共に、転写搬送ベルト３５との間に電圧を印加することにより、シートＰを転写搬送ベルト３５に静電吸着させる。なお、本カラーレーザプリンタ２００は、シートを引き込み、前後の向きを反転させてシート排出トレイ５８に排出するようにしている。そして、このようにシートを引き込み、向きを反転させてシート排出トレイ５８に排出するようにシートを搬送するシート搬送装置５を備えている。

次に、このように構成されたカラーレーザプリンタ２００の画像形成動作について説明する。まず、各プロセスカートリッジ２４が印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム２１が反時計回りに回転駆動される。また、各々のプロセスカートリッジ２４に対応するスキャナユニットが順次駆動される。この駆動により、帯電装置２３は感光体ドラム２１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニットは、感光体ドラム２１の周面に画像読取部２０１Ａにより読み取った原稿画像に応じた画像信号に応じて露光を行い、感光体ドラム周面上に静電潜像を形成する。さらにこの潜像を現像装置２２によって現像することにより、感光体ドラム表面にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー画像が形成される。

また、このトナー画像形成動作に並行して給紙カセット１１に収容されたシートＰは、ピックアップローラ９によりピックアップされ、分離部により１枚ずつ分離給送される。この後、シートＰは回転を停止しているレジストローラ対１２に突き当たってループを形成し、このようにループを形成することにより、シートＰの斜行が修正される。さらにこの後、最上流の感光体ドラム２１ｄ上のトナー像の先端が、転写搬送ベルト３５との接触点（転写位置）Ｔに回転搬送されてくるタイミングで、その接触点に、シートＰの印字開始位置が一致するように、レジストローラ対３３が回転を開始する。そして、このレジストローラ対３３の回転により、シートＰは吸着ローラ３６と転写搬送ベルト３５とのニップに搬送され、この際、吸着ローラ３６によって転写搬送ベルト３５に吸着され、感光体ドラム２１と転写搬送ベルト３５とが圧接する転写部に搬送される。

次に、このように転写部に搬送されたシートに対し、各転写部に配置され、トナーと逆極性の電圧を印加された転写ローラ３４の作用により感光体ドラム２１上の各色のトナー画像が、シート上に順次重ね合わせて転写される。次に、このように４色のトナー画像が多重転写されたシートＰは、その先端が駆動ローラ３７の曲率により転写搬送ベルト３５から分離され、定着装置６へと搬入される。この後、定着装置６において、トナー像がシートＰ上に定着され、トナー像が定着されたシートＰは、定着ローラ６１、中間ローラ５１によってシート搬送装置５に搬送される。そして、シート搬送装置５により、シート排出トレイ５８とは逆方向に一旦引き込まれた後、前後の向きを反転させてシート排出トレイ５８に、画像形成面を下にして排出される。なお、本カラーレーザプリンタ２００は、両面画像形成が可能であり、両面画像形成時には、切換部材７１の切換によりシートＰは両面搬送パス１１０へと搬送される。この後、シートＰは、両面ローラ７２によりレジストローラ対１２へと再給紙され、１面目の画像形成時と同様に上記の画像形成動作によりトナー画像が形成される。

ところで、シート搬送装置５は、シートをシート排出トレイ５８に排出するシート排出通路である第２搬送パス１０２と、画像が形成されたシートを第２搬送パス１０２に搬送するシート搬送通路である第１搬送パス１０１を備えている。また、第１搬送パス１０１を通過したシートを引き込み、前後の向きを反転させて第２搬送パス１０２に送り出す反転通路である反転パス１０３を備えている。さらに、この反転パス１０３には、正逆転可能なシート反転搬送部材であるスイッチバックローラ５３が設けられており、このスイッチバックローラ５３は、駆動源である駆動モータ９０の正逆回転によってシート搬送方向の切り替えが可能となっている。

このスイッチバックローラ５３を正転させることにより、第１搬送パス１０１を通過したシートを、シートを反転させる反転位置１００まで引き込むようにしている。また、このようにシートを反転位置１００まで引き込んだ後、スイッチバックローラ５３を逆転させることにより、引き込んだシートを前後の向きを反転させて第２搬送パス１０２に送り出すようにしている。ここで、駆動モータ９０は常に一方向回転するモータである。このため、スイッチバックローラ５３の駆動の他、定着ローラ６１、中間ローラ５１及び中間ローラ５６、排紙ローラ５７の駆動を兼ねることも可能である。なお、中間ローラ５６は、スイッチバックローラ５３のシート送り出し方向下流側（シート搬送方向下流側）に位置し、スイッチバックローラ５３により前後の向きを反転させて送り出されたシートをスイッチバックローラ５３と共に搬送するシート搬送部材である。

また、図２において、５４はシート反転位置１００と略同位置に配置され、第１搬送パス１０１から搬送されたシートＰの先端及びスイッチバックローラ５３の正転によって搬送されたシートの後端を検知する後端検知部であるシート検知センサである。このシート検知センサ５４からの検知信号は、駆動モータ９０の駆動を制御する制御部２５０に入力される。そして、制御部２５０は、このシート検知センサ５４からの情報に基づき、第１搬送パス１０１内を通過するシートＰの先端及び後端を検知する。また、制御部２５０は、シート検知センサ５４によって得られたシートＰの先端検知情報に基づき駆動モータ９０を駆動し、スイッチバックローラ５３を正転させる。また、この後、スイッチバックローラ５３の正転により、シートを反転位置１００まで引き込んだ後、スイッチバックローラ５３を逆転させるように後端検知情報に基づき駆動モータ９０の駆動伝達を中断（切断）するように制御する。

５５は、第１搬送パス１０１と反転パス１０３との合流点に設けられた分岐部材であり、この分岐部材５５により、スイッチバックローラ５３によりスイッチバック搬送されるシートが第１搬送パス１０１へ逆送されないようにすることができる。つまり、この分岐部材５５は、シートがスイッチバック搬送される際、第１搬送パス１０１へ逆送しないための逆止弁の役割りを果たすものであり、揺動板やシート等が用いられている。なお、搬送するシートの種類や搬送条件によっては、第１搬送パス１０１と反転パス１０３との合流部の形状だけで、第１搬送パス１０１へのシート逆送を回避できるため、分岐部材５５は必ずしも必要ではない。

次に、このように構成されたシート搬送装置５による両面画像形成の場合におけるシート搬送（排出）動作について説明する。画像形成が完了したシートＰが中間ローラ５１によって第１搬送パス１０１からスイッチバックローラ５３に搬送されると、まずシートＰはスイッチバックローラ５３の正転によって反転パス１０３内に引き込まれる。次に、シート後端が分岐部材５５を過ぎ、この後、反転位置１００に達すると、スイッチバックローラ５３が逆転し、シートＰは第２搬送パス１０２へと搬送される。なお、反転位置１００でのスイッチバックローラ５３の逆転は、既述したようにシート検知センサ５４によって得られたシート後端の情報に基づいて行われる。次に、切換部材７１の切換により、シートＰが第２搬送パス１０２から両面搬送パス１１０へ搬送され、両面ローラ７２によってレジストローラ対１２に受け渡される。そして、この後、シートＰは、片面印刷の場合と同じ搬送経路をたどり、シートＰの２面目側に画像形成され、排紙トレイ５８にページ順に排紙積載される。

ところで、スイッチバックローラ５３は、図３に示すようにモータギア９１、第１揺動ギア８１及びローラ軸５３ａに固着された駆動ギア９２を介して伝達される駆動モータ９０の回転により一方向、即ち矢印に示すシート排出方向に回転するようになっている。第１揺動ギア８１は、モータギア９１と噛合する第１ギア８１ａと、第１ギア８１ａ及び駆動ギア９２と噛合する第２ギア８１ｂと、これら第１及び第２ギア８１ａ，８１ｂを回転自在に保持するホルダ８１ｃとを備えている。このホルダ８１ｃは、第１ギア８１ａと同軸上に、揺動自在に設けられており、通常は、バネ８１ｄにより、第２ギア８１ｂが駆動ギア９２と噛合することがない位置に保持されている。これにより、駆動モータ９０が回転状態にあっても、駆動モータ９０の駆動は、スイッチバックローラ５３に伝達されないようになっている。

また、このホルダ８１ｃには、スイッチバックローラ５３及び駆動モータ９０の間に設けられ、シートを引き込む際、駆動モータ９０の駆動を選択的にスイッチバックローラ５３に伝達する駆動伝達切り替え部材であるソレノイド８２が連結されている。ここで、ソレノイド８２がＯＮとなると、ホルダ８１ｃが上方に揺動し、これに伴い第２ギア８１ｂがスイッチバックローラ５３と一体に回転する駆動歯車である駆動ギア９２と噛合するようになる。そして、このように第２ギア８１ｂが駆動ギア９２と噛合すると、駆動モータ９０の駆動がスイッチバックローラ５３へ伝達される。なお、このような駆動モータ９０の駆動の伝達の切断、接続は、ソレノイド８２以外でも電磁クラッチ等を用いて行うようにしても良い。

一方、スイッチバックローラ５３の駆動ギア９２には、伝達歯車である第２揺動ギア８３を介し、スイッチバックローラ５３を逆転させるための蓄力ギア８４が連結されている。ここで、この第２揺動ギア８３は、スイッチバックローラ５３が正転している時は、駆動ギア９２及び蓄力ギア８４と噛合する方向に不図示の付勢手段により付勢されている。これにより、スイッチバックローラ５３の正転は第２揺動ギア８３を介して蓄力バネ８５に正転駆動量を伝達する蓄力用歯車である蓄力ギア８４に伝達される。

なお、第２揺動ギア８３は、後述するようにスイッチバックローラ５３が逆回転した時は、スイッチバックローラ５３によって押圧され、駆動ギア９２及び蓄力ギア８４との噛み合いが外れる方向へ移動可能となっている。そして、このように第２揺動ギア８３が駆動ギア９２及び蓄力ギア８４との噛み合いが外れる方向へ移動することにより、第２揺動ギア８３を介しての蓄力ギア８４への駆動伝達が切断される。

蓄力ギア８４は、スイッチバックローラ５３の正転時、蓄力バネ８５が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、スイッチバックローラ５３が正転を続けても回転しないように、本実施の形態においては、欠歯ギア（扇形ギア）を用いている。ここで、この蓄力ギア８４は、スイッチバックローラ５３の逆転によってシートＰをシート反転位置１００から中間ローラ５６へ搬送するのに十分なスイッチバックローラ５３の回転量を得るために必要な歯数を有している。

なお、本実施の形態において、シート反転位置１００から中間ローラ５６のニップ位置までのシート搬送距離は３０ｍｍ、スイッチバックローラ５３のローラ直径はφ１６ｍｍである。したがって、スイッチバックローラ５３の一回転分のシート搬送量は約５０ｍｍで、シートＰをシート反転位置１００から中間ローラ５６まで搬送するのに十分な量である。このため、本実施の形態においては、蓄力ギア８４には、スイッチバックローラ５３略一回転分、回転させるに必要な歯数が設けられている。

また、蓄力ギア８４には、蓄力ギア８４を、スイッチバックローラ５３を逆転させるように付勢するためのばね力（弾性力）を蓄える蓄力バネ８５が取り付けられている。そして、この蓄力バネ８５は、スイッチバックローラ５３の正転により図４に示すように蓄力ギア８４が矢印方向に回転し、これに伴って変化する蓄力ギア８４の位相に従い、蓄力バネ８５のバネ圧が高まる構成となっている。なお、このスイッチバックローラ５３を逆転させるため逆転駆動力を弾性的に蓄える蓄力部材である蓄力バネ８５のバネ圧は、スイッチバックローラ５３がシートＰを反転方向に搬送するために必要なトルクに対し、十分な圧に設定されている。つまり、蓄力バネ８５の蓄力は、スイッチバックローラ５３を回転させると共に、シートＰをシート反転位置１００から中間ローラ５６まで搬送するために必要な搬送量に対する蓄力ギア８４の作動量を備えるように設定されている。

そして、このようなスイッチバックローラ５３、駆動ギア９２、蓄力ギア８４、蓄力バネ８５、第２揺動ギア８３、ソレノイド８２、駆動モータ９０等により、シートを引き込み、前後の向きを反転させて搬送する反転部５Ａが構成される。なお、５Ｂは、スイッチバックローラ５３及び蓄力バネ８５の間に配置され、スイッチバックローラ５３の正転時にはスイッチバックローラ５３の正転駆動量を蓄力バネ８５に伝達する駆動力伝達部である。また、この駆動力伝達部５Ｂは、スイッチバックローラ５３を逆転させる際には、蓄力バネ８５に蓄えられた逆転駆動力をスイッチバックローラ５３に伝達するものであり、駆動ギア９２、蓄力ギア８４及び第２揺動ギア８３により構成されている。

次に、このように構成された反転部５Ａによるシートのスイッチバック排出（搬送）動作について説明する。画像形成が完了したシートＰは、図２に示す中間ローラ５１によって第１搬送パス１０１からスイッチバックローラ５３へ搬送される。この時、シート反転位置１００と略同位置に配置されたシート検知センサ５４によってシートＰの先端の到達を検出し、その情報に基づいて制御部２５０は、図５に示すドライバ２５１を介して駆動モータ９０を駆動する。また、制御部２５０は、ドライバ２５１を介してソレノイド８２に電力を供給し、ソレノイド８２をＯＮとする。

これにより、図３に示すモータギア９１及び第１揺動ギア８１の第１及び第２ギア８１ａ，ギア８１ｂが回転すると共に、ホルダ８１ｃが上方に揺動する。これに伴い、第１揺動ギア８１の第２ギア８１ｂが駆動ギア９２と噛合し、スイッチバックローラ５３が矢印に示す正転方向に回転し始める。また、スイッチバックローラ５３の回転に連動して、第２揺動ギア８３及び蓄力ギア８４が回転し始め、スイッチバックローラ５３が略一回転すると、蓄力ギア８４は図４に示すように、蓄力バネ８５のバネ圧を高めた位相の状態で保持される。なお、蓄力ギア８４は欠歯ギアであるため、スイッチバックローラ５３が略一回転した以降、蓄力が増加することなく、また蓄力が開放されない状態で保たれる。

このようなスイッチバックローラ５３の回転により、シートＰはスイッチバックローラ５３によって第１搬送パス１０１から受け取る方向へ搬送され、シート検知センサ５４によって後端の通過が検知される。このようにシート検知センサ５４が、搬送されたシートＰの後端を検知すると、制御部２５０はソレノイド８２をＯＦＦする。これにより、ホルダ８１ｃが下方に揺動し、第１揺動ギア８１の第２ギア８１ｂと駆動ギア９２との噛み合いが解除され、駆動ギア９２に対する駆動モータ９０からの駆動伝達が切断される。

ここで、第１揺動ギア８１の第２ギア８１ｂとの噛み合いが解除された瞬間、スイッチバックローラ５３はフリーとなり、これにより回転トルクが蓄力バネ８５のバネ圧による回転トルクより小さくなるため、蓄力バネ８５のバネ圧が解放される。この結果、スイッチバックローラ５３が、蓄力バネ８５によって蓄えられたバネ圧により略一回転逆転方向に回転し、シートＰは、これまでとは逆方向へ搬送されて第２搬送パス１０２へ搬送され、中間ローラ５６へ受け渡される。このように、蓄力バネ８５のバネ圧の解放がなされると、シートＰは逆転するスイッチバックローラ５３と、中間ローラ５６の双方にニップされた状態で、中間ローラ５６の搬送によって搬送される。

このようにシートＰを反転搬送する際、中間ローラ５６と共に、シートＰをスイッチバックローラ５３によりニップした状態で搬送することにより、シートの搬送抵抗による斜行やジャムを発生させることなく、多様な長さを有するシートを搬送することができる。なお、蓄力バネ８５のバネ圧解放後、すなわち蓄力解放後（逆転駆動力解放後）、スイッチバックローラ５３は、中間ローラ５６により搬送されるシートＰによって図３に示す矢印とは逆方向に従動回転する。そして、このようにスイッチバックローラ５３が逆回転すると、第２揺動ギア８３が上方に移動するようになり、これによりスイッチバックローラ５３からの蓄力ギア８４への駆動伝達が切断される。

このように、本実施の形態においては、蓄力バネ８５に所定量の逆転駆動力を蓄えた後、スイッチバックローラ５３が更に正転を続けても、この逆転駆動力が一定に保たれるようにしている。これにより、如何なる長さのシートを搬送する場合でも、常にスイッチバックローラ５３がシートをニップすることができ、シートの搬送抵抗によるシート斜行や搬送ジャムが防止できる。また、逆転駆動力を蓄えるのに必要なスイッチバックローラの正転駆動量を、搬送される最短の長さのシートに合わせて設定することが出来るため、シートを連続して搬送する場合でも、シートの長さごと最適な搬送ピッチにすることが可能となる。これにより、画像形成装置としての生産性を最適化することが可能である。

以上説明したように、本実施の形態においては、スイッチバックローラ５３の正転時、蓄力バネ８５が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、蓄えられた所定量の逆転駆動力を保つようにしている。これにより、斜行やジャムを発生することなく、また生産性を低下させることなくシートを反転して搬送することができる。なお、本実施の形態においては、スイッチバックローラ５３が従動回転した際、スイッチバックローラ５３の従動回転を蓄力ギア８４へ伝達しないようにするため、揺動ギア８３を用いたが、揺動ギア８３の代わりにワンウェイ回転機構を用いても良い。また、これまでの説明では、蓄力ギア８４を用いた反転部を例にして説明したが、蓄力ギア８４の代わりに、図６に示すようにラック８６を用いても同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は本実施の形態に係るシート搬送装置に設けられた反転部の構成を示す図である。なお、図７において、既述した図３と同一符号は、同一又は相当部分を示している。図７において、８７はスイッチバックローラ５３と噛合する欠歯の無い全周ギアである蓄力全周ギアであり、８８は蓄力全周ギア８７を、スイッチバックローラ５３を逆転させるように付勢する弾性部材の一例としての蓄力トーションバネである。ここで、蓄力全周ギア８７の側面には、蓄力トーションバネ８８の一端部を係止する係止片８７ａが同心円状に複数設けられている。

そして、この係止片８７ａの一つに一端部を係止させ、他端部を不図示の固定部に固定された状態で蓄力トーションバネ８８が、スイッチバックローラ５３を逆転させる方向に付勢する向きで蓄力全周ギア８７の軸８７ｂに取り付けられている。なお、蓄力トーションバネ８８のバネ圧は、スイッチバックローラ５３がシートＰを反転方向に搬送するために必要なトルクに対し十分な圧に設定されている。

次に、このような蓄力全周ギア８７、蓄力トーションバネ８８等を備えた反転部５０Ａによるシートのスイッチバック排出（搬送）動作について説明する。スイッチバックローラ５３が矢印に示す方向に正転すると、この正転に連動して第２揺動ギア８３を介して蓄力全周ギア８７が回転し始め、これに伴って端部がバネの巻き方向に巻かれ、蓄力トーションバネ８８のバネ圧が増加する。ここで、蓄力トーションバネ８８は、蓄力全周ギア８７の軸８７ｂに取り付けられていることから、蓄力全周ギア８７の回転に伴って一端部がバネの巻き方向に巻かれると、一端部と他端部の成す角度が広がると共に回転中心からバネ端部までの長さが短くなる。

そして、蓄力全周ギア８７が、スイッチバックローラ５３を略一回転させることができる量だけ回転すると、蓄力トーションバネ８８の端部が蓄力全周ギア８７の係止片８７ａから外れ、次の回転方向下流側の係止片８７ａに移動する。なお、この動作は、引き続き蓄力全周ギア８７が回転する間、連続的に行われる。つまり、蓄力トーションバネ８８が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、蓄力全周ギア８７の回転に伴い、蓄力トーションバネ８８の一端部が、蓄力全周ギア８７の回転方向と相対的に逆方向に移動しながら異なる係止片に順次係止するようになっている。これにより、蓄えられた逆転駆動力が所定量に達した後、スイッチバックローラ５３が更に正転を続けても、蓄力全周ギア８７の回転量に関わらず、蓄力トーションバネ８８の両端部の支持位置は、互いに一定位置に保たれる。この結果、蓄力トーションバネ８８は、蓄えられる逆転駆動力が増加することなく、また逆転駆動力が開放されない状態に保たれる。

以上説明したように、本実施の形態においては、スイッチバックローラ５３の正転時、蓄力トーションバネ８８が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、一端部と他端部の成す角度が、スイッチバックローラ５３が正転を続けても一定となるように構成されている。これにより、蓄えられた所定量の逆転駆動力を保つことができ、斜行やジャムを発生することなく、また生産性を低下させることなくシートを反転して搬送することができる。なお、これまでの説明においては、弾性部材として蓄力トーションバネ８８を用いたが、ぜんまいバネを用いても良い。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図８は本実施の形態に係るシート搬送装置に設けられた反転部の構成を示す図である。なお、図８において、既述した図７と同一符号は、同一又は相当部分を示している。図８において、１２０は蓄力全周ギア８９の回転軸上に設けられ、蓄力全周ギア８９と連結するトルクリミッタであり、このトルクリミッタ１２０の従動側に蓄力トーションバネ８８の一端を受ける係止片１２１が設けられている。ここで、このトルクリミッタ１２０は、蓄力トーションバネ８８による蓄力が、スイッチバックローラ５３を逆転させるのに必要なトルクに達したところで滑りが生じるように設定されている。

次に、このようなトルクリミッタ１２０等を備えた反転部５０Ａによるシートのスイッチバック排出（搬送）動作について説明する。スイッチバックローラ５３が矢印に示す方向に正転すると、この正転に連動して第２揺動ギア８３を介して蓄力全周ギア８７が回転し始める。そして、このように蓄力全周ギア８９が回転し始めると、連結されたトルクリミッタ１２０が滑りなく回転を始め、蓄力トーションバネ８８の端部が、バネの巻き方向に巻かれバネ圧が増加する。この後、トーションバネ８８による蓄力が所定量に達すると、トルクリミッタ１２０に滑りが生じ、その後は蓄力全周ギア８９の回転量に関わらず、蓄力トーションバネ８８の両端部の支持位置が、互いに一定位置に保たれる。

このように、トルクリミッタ１２０を用いることにより、蓄力トーションバネ８８に蓄えられた逆転駆動力が所定量に達した後、スイッチバックローラ５３が更に正転を続けても、逆転駆動力が増加することなく、また逆転駆動力が開放されない状態で保たれる。なお、本実施の形態のようにトルクリミッタ１２０を用いることにより、蓄力トーションバネ８８の一端部が移動することはないので、衝突音の発生を防ぐことができる。

５…シート搬送装置、５Ａ…反転部、５Ｂ…駆動力伝達部、５３…スイッチバックローラ、５４…シート検知センサ、５６…中間ローラ、８１…第１揺動ギア、８２…ソレノイド、８３…第２揺動ギア、８４…蓄力ギア、８５…蓄力バネ、８６…ラック、８７…蓄力全周ギア、８８…蓄力トーションバネ、８７ａ…係止片、９０…駆動モータ、９２…駆動ギア、１２０…トルクリミッタ、２００…カラーレーザプリンタ、２０２…画像形成部、２５０…制御部、Ｐ…シート

Claims (9)

1. シートを引き込み、前後の向きを反転させる反転部を備えたシート搬送装置において、
   前記反転部は、
   正転によりシートを反転させる反転位置までシートを引き込み、逆転により引き込んだシートを前後の向きを反転させて搬送する正逆転可能なシート反転搬送部材と、
   前記シート反転搬送部材の正転時、前記シート反転搬送部材の正転駆動量に応じて前記シート反転搬送部材を逆転させるための逆転駆動力を弾性的に蓄える蓄力部材と、
   前記シート反転搬送部材及び前記蓄力部材の間に配置され、前記シート反転搬送部材の正転時には前記シート反転搬送部材の正転駆動量を前記蓄力部材に伝達し、前記シート反転搬送部材を逆転させる際には、前記蓄力部材に蓄えられた逆転駆動力を前記シート反転搬送部材に伝達する駆動力伝達部と、を備え、
   前記駆動力伝達部は、前記シート反転搬送部材の正転時、前記蓄力部材が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、前記蓄力部材に蓄えられた所定量の逆転駆動力を保つように構成されていることを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記シート反転搬送部材を正転させる駆動源と、
   前記シート反転搬送部材及び前記駆動源の間に設けられ、シートを引き込む際、前記駆動源の駆動を選択的に前記シート反転搬送部材に伝達する駆動伝達切り替え部材と、
   前記シート反転搬送部材の正転によって搬送されたシートの後端を検知する後端検知部と、を備え、
   前記シート反転搬送部材を逆転させる際には、前記蓄力部材に蓄えられた前記逆転駆動力を解放するように、前記後端検知部からの信号に基づき、前記駆動伝達切り替え部材による前記シート反転搬送部材に対する前記駆動源の駆動伝達を切断することを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
3. 前記駆動力伝達部は、
   前記シート反転搬送部材と一体に回転する駆動歯車と、
   前記駆動歯車の回転に伴って前記蓄力部材に正転駆動量を伝達する蓄力用歯車と、
   前記駆動歯車及び前記蓄力用歯車の間に設けられ、前記シート反転搬送部材の正転時には前記シート反転搬送部材の正転駆動量を前記蓄力用歯車に伝達し、前記シート反転搬送部材を逆転させる際には、前記蓄力部材に蓄えられた逆転駆動力による前記蓄力用歯車の回転を前記駆動歯車に伝達する伝達歯車と、を備え、
   前記駆動歯車、前記伝達歯車及び前記蓄力用歯車を介して、前記シート反転搬送部材の正転時には、前記シート反転搬送部材の正転駆動量を前記蓄力部材に伝達し、前記シート反転搬送部材を逆転させる際には、前記蓄力部材に蓄えられた逆転駆動力を伝達することを特徴とする請求項１又は２記載のシート搬送装置。
4. 前記シート反転搬送部材の、前後の向きを反転させた後の搬送方向下流側に設けられ、前記シート反転搬送部材により前後の向きを反転させて送り出されたシートを前記シート反転搬送部材と共に搬送するシート搬送部材を備え、
   前記伝達歯車は、前記蓄力部材の逆転駆動力解放後、前記シート搬送部材によって搬送されるシートにより前記シート反転搬送部材が逆転を続けた場合には、前記シート反転搬送部材から前記蓄力用歯車への駆動伝達を切断する位置に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項３記載のシート搬送装置。
5. 前記蓄力用歯車は、前記シート反転搬送部材の正転時、前記蓄力部材が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、前記シート反転搬送部材が正転を続けても回転しないように構成されていることを特徴とする請求項３又は４記載のシート搬送装置。
6. 前記蓄力部材は、一端部が前記蓄力用歯車に係止されると共に他端部が固定され、前記蓄力用歯車の回転に伴って前記一端部と前記他端部の成す角度が広がるように配された弾性部材であり、
   前記弾性部材を、前記シート反転搬送部材の正転時、前記所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、前記一端部と前記他端部の成す角度が、前記シート反転搬送部材が正転を続けても一定となるように構成することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. 前記蓄力用歯車に前記弾性部材の一端部が係止される複数の係止片を同心円状に設け、
   前記弾性部材が所定量の逆転駆動力を蓄えた後は、前記蓄力用歯車の回転に伴い、前記弾性部材の一端部が、前記蓄力用歯車の回転方向と逆方向に移動しながら異なる係止片に順次係止するように構成したことを特徴とする請求項６記載のシート搬送装置。
8. 前記一端部と前記他端部の成す角度が、前記シート反転搬送部材が正転を続けても一定となるように前記蓄力用歯車と前記弾性部材との間にトルクリミッタを設けたことを特徴とする請求項６記載のシート搬送装置。
9. 画像形成部と、前記画像形成部により画像が形成されたシートを引き込み、前後の向きを反転させて搬送する請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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