JP5558873B2 - シート反転搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はシートの搬送方向を反転させるシート反転搬送装置及びこれを備えてシートの両面に画像形成可能な画像形成装置に関する。

従来、シート積載部から給送されたシート１枚の両面に画像を形成する両面画像形成可能な画像形成装置が提供されている。例えば、電子写真方式の両面画像形成装置としては、像担持体上に形成されたシート第一面用のトナー画像をシートの第一面に転写・定着した後に、反転機構でシートの反転を行う。その後、再度転写部にシートを搬送し、像担持体上に形成されたシート第二面用のトナー画像をシートの第二面に転写する。そして、シート第二面のトナー画像の定着を行うことで両面印刷を可能としている。

シートを反転する構成としては、例えばシートの転写・定着の搬送経路中において、反転専用の搬送路である反転搬送路を設ける。そして、その搬送路中の駆動ローラを正逆回転させることでシートを反転搬送路に引き込む。さらに、そのシートを反転搬送路から排出することでシートの反転を行っている。

従来のシート反転構成では、反転搬送路の駆動ローラを正逆転方向に頻繁に切り替えて駆動する必要があり、駆動モータとして、加速及び減速が頻繁に要求され、結果としてモータの大型化や高電力が必要になる場合もある。

そこで、駆動モータにより一方向一定速度で駆動回転する駆動ローラの外周に２本の従動ローラを当接させた、いわゆる３本ローラと、その下流側に配置された反転ローラとによりシートを反転搬送する反転機構がある（特許文献１）。

これは、一定方向に回転する駆動ローラと一方の従動ローラとによりシートを一方向に搬送し、さらに下流側にある反転ローラで搬送する。そして、シート後端が３本ローラを抜けた時点で反転ローラによりシートを逆方向に反転搬送し、前記３本ローラの駆動ローラと他方の従動ローラとによりシートを逆方向に搬送することで、シートの引き込みと送り出しの両方の回転を実現したものである。これにより、駆動モータの加速及び減速に要求される電力低減を行うことができる。

特開２００５−６７７７６号公報

上記３本ローラによるシート反転機構は、複数枚のシートを連続して反転搬送する場合に、先行シートが反転ローラのニップを抜けた後に、後続シートの先端が反転ローラに進入するようにする必要がある。

ここで、シート搬送方向のサイズが異なるスモールサイズのシートと、ラージサイズのシートとの両方を搬送可能とするためには、３本ローラから反転ローラまでの搬送長さを、スモールサイズのシートを搬送できるように、スモールサイズの長さよりも短く設定する必要がある。このように反転ローラを３本ローラに近接して配置すると、ラージサイズのシートを搬送する場合には、ラージサイズのシートが反転ローラを抜けるまでは後続のシートは反転ローラに進入させることができないので、生産性の低減が発生してしまう。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シートサイズによらず生産性を低減させることのないシート反転装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、シートの搬送方向が異なる第１ニップと第２ニップとを備えた第１の搬送手段と、前記第１の搬送手段の第１ニップから搬送されたシートを、搬送方向を反転させて前記第１の搬送手段の第２ニップに搬送する第２の搬送手段と、を有し、シートの搬送方向を反転させるシート反転搬送装置において、前記第２の搬送手段は、前記第１の搬送手段から第１の距離に配置された第１の反転ローラと、前記第１の搬送手段から前記第１の距離よりも大きい第２の距離に配置された第２の反転ローラとを有し、前記第１の搬送手段と前記第１の反転ローラとの間のシート搬送経路と、前記第１の搬送手段と前記第２の反転ローラとの間のシート搬送経路とが異なり、シートサイズが第１のサイズのときは前記第１の反転ローラによりシートを反転し、シートサイズが搬送方向で前記第１のサイズより長い第２のサイズのときは前記第２の反転ローラで反転し、前記第２のサイズのシートに続いて前記第１のサイズのシートを反転搬送するときは、先行する前記第２のサイズのシートを反転する前記第２の反転ローラの駆動を通常よりも速くすることを特徴とする。

本発明にあっては、ラージサイズ用の反転部と、スモールサイズ用の反転部をもつことで、ラージサイズのシートとスモールサイズのシートが混在していても生産性を低下させることなく、シートの反転搬送が可能となる。

また、第１の搬送手段の駆動ローラを駆動するモータの速度を増速しなくてもシート反転搬送の生産性を低下させないため、電力や騒音の低減も可能となる。

シート反転搬送装置を備える画像形成装置の断面図である。 シート反転搬送装置の模式図である。 スモールサイズのシートを連続して反転搬送する説明図である。 ラージサイズのシートを連続して反転搬送する説明図である。 ラージサイズの次にスモールサイズのシートを連続して反転搬送する説明図である。

＜画像形成装置の全体構成＞
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置Ａの断面図である。１０１は電子写真方式のカラー画像形成ユニットであり、電子写真技術によるトナー像を形成する画像形成部である。１０２は画像形成部１０１に含まれる、例えばポリイミドによる無端ベルトで構成された中間転写ベルトである。この中間転写ベルト１０２には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックといった複数色のトナー像を順次転写した上で一括して二次転写ローラ１０６位置においてシート上にフルカラートナー像が転写される。

カラー画像形成ユニット１０１には、タンデム配置されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのドラムユニットと、各ドラムに対してイメージ露光を行うレーザスキャナーを有する。また、カラー画像形成ユニット１０１は、ドラムに対して形成された潜像をトナー現像する現像器と、現像されたトナー像を一次転写する転写ユニットと、前記中間転写ベルト１０２が含まれる。

１０３は給送カセットであり、画像形成を行う対象であるシートＰを保管するものである。１０４は給送カセット１０３に保管された記録しＰを給送するための給送ローラであり、この給送ローラ１０４によって給送されたシートＰは、搬送パスに沿って順次搬送され、斜行補正とタイミング制御を行うレジストローラ１０５に達する。

カラー画像形成ユニット１０１側で画像形成がされ始めると、そのタイミングに同期してレジストローラ１０５が駆動され、画像先端がシートＰの先端と合うようにシートＰが転写ローラ１０６へと搬送される。転写ローラ１０６では可視トナー像を担持した中間転写ベルト１０２と転写ローラ１０６とで、所定のバイアス電圧を印加しつつシートＰをニップ搬送することで、シートの表面上に可視トナー像を転写、形成する。トナー像が形成されたシートＰは熱定着器ユニット１０７へと搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融混色して記録材Ｐの表面上に永久固着画像として定着される。

＜シート反転搬送装置＞
熱定着器ユニット１０７を出たシートＰは、記録面を下方にして排出され、両面印刷を行うためにシート反転搬送装置Ｂへと搬送される。シート反転搬送装置Ｂは、図１及び図２に示すように、第１の搬送手段１０８と第２の搬送手段１０９とによって構成されている。

前記第１の搬送手段１０８は、モータにより一方向に駆動回転する駆動ローラ１０８ａと、この駆動ローラ１０８ａの外周に当接して従動回転する２本の従動ローラ１０８ｂ，１０８ｃとを有する、いわゆる３本ローラによって構成されている。この３本ローラ１０８は、駆動ローラ１０８ａと一方の従動ローラ１０８ｂとで形成した第１ニップによりシートを一方向に搬送し、駆動ローラ１０８ａと他方の従動ローラ１０８ｃとで形成した第２ニップによりシートを逆方向に搬送する。

第２の搬送手段１０９は、３本ローラ１０８から搬送されたシートを、搬送方向を反転させて３本ローラ１０８に搬送するものである。本実施形態にあっては、第２の搬送手段１０９は、３本ローラ１０８から第１の距離ＢＳ離れて配置された第１の反転ローラ１０９ａと、３本ローラ１０８から前記第１の距離よりも大きい第２の距離ＢＬ離れて配置された第２の第２の反転ローラ１０９ｂとを有している。

３本ローラ１０８の中央に位置する駆動ローラ１０８ａは、図２に示す駆動モータＭ１により駆動され、この駆動モータＭ１は例えばＤＣブラシレスモータが使用され、一定方向に駆動される。

図２における、ソレノイドＳＬ１は、スモールサイズ反転部とラージサイズ反転部へのシートの搬送方向を切り換えるための切換部材１１０を動作させる。この切換部材１１０は、第１の反転ローラ１０９ａへのシートを導くシート搬送経路と、第２の反転ローラ１０９ｂに導くためのシート搬送経路とのいずれかに選択的にシートを案内するガイド部材である。モータＭ２は第１の反転ローラ１０９ａを正逆回転駆動し、モータＭ３は第２の反転ローラを正逆回転駆動する。

ＳＮＳ１は、シート先端が３本ローラに進入することを検知するセンサであり、ＳＮＳ２は、シート後端が３本ローラを抜けたことを検知するセンサである。またＳＮＳ４は、反転ローラで反転されたシートが３本ローラに進入することを検知するセンサであり、ＳＮＳ５は反転したシートが３本ローラを抜けたことを検知するセンサである。また、ＳＮＳ３はシートが第２の反転ローラ１０９ｂに至ったことを検知するセンサである。

シートの反転搬送に際しては、上記各センサの検知信号を入力した制御部が各駆動モータの駆動制御を行い、シートの反転搬送制御を行う。

そして、３本ローラ１０８と第１の反転ローラ１０９ａとの間のシート搬送経路と、３本ローラ１０８と第２の反転ローラ１０９ｂとの間のシート搬送経路とが異なっている。

本実施形態にあっては、シートを反転搬送する場合に、シートサイズが第１のサイズ（スモールサイズ）のときは第１の反転ローラ１０９ａによりシートを反転し、シートサイズが搬送方向で前記第１のサイズより第２のサイズ（ラージサイズ）のときは第２の反転ローラ１０９ｂで反転するものである。

これを具体的に説明すると、３本ローラ１０８の一方のニップによって搬送されるシートＰがスモールサイズが連続する場合は、図３に示すように、切換部材１１０によりスモールサイズのシートＰが第１の反転ローラ１０９ａの方向に搬送される。また、シートＰがスモールサイズよりもシート搬送方向に大きなラージサイズが連続する場合は、図４に示すように、切換部材１１０によってシート搬送方向が切り換えられ、ラージサイズのシートＰが第２の反転ローラ１０９ｂの方向に搬送される。その後、反転ローラによりシートが反転され、３本ローラ１０８の他方のニップより両面搬送部に搬送される。なお、図３及び図４において、シートａは反転される１枚目のシート、シートｂは２枚目、シートｃは３枚目に反転されるシートを示している。

シート反転搬送装置の場合、複数枚のシートを連続して反転するとき、反転ローラは先行シートが抜けた後でないと、後続シートを受け入れることができない。よって、生産性をあげるには、なるべくシートの搬送方向が切り替わってからすぐにシートが反転ローラを抜けるような配置にする必要がある。つまり、３本ローラと反転ローラとの間を離す程、生産性があがる。例えばラージサイズシートの生産性があがるように３本ローラから反転ローラまでの距離をラージサイズシートよりも少し短いくらいに設定すると、反転ローラに至ったラージサイズシートはすぐに反転させ、かつ、反転したシートは反転ローラをすぐに抜けるようになる。しかし、反転ローラが１個しか設けられていないと、スモールサイズのシートを反転搬送しようとしても、スモールサイズのシートは３本ローラから反転ローラまで届かずに搬送できなくなる。

そのため、本実施形態では上記のように、３本ローラからの距離が異なる複数の反転ローラを配置し、シートサイズによってシートを反転させる反転ローラを使い分けるものである。

これにより、反転搬送するシートがラージサイズのときでも、スモールサイズのときでも反転ローラをすぐに抜けるようになるため、生産性が向上する。なお、これを効率よくするためには、スモールサイズとして搬送方向で３本ローラ１０８から第１の反転ローラ１０９ａまでの距離よりも長く、第２の反転ローラ１０９ｂまでの距離よりも短いサイズのシートは第１の反転ローラ１０９ａで反転する。一方、ラージサイズとして搬送方向で３本ローラ１０８から第２の反転ローラ１０９ｂまでの距離よりも長いサイズのシートは第２の反転ローラ１０９ｂで反転するようにするとよい。

次に連続して反転搬送するシートがラージサイズからスモールサイズに切り替わったときの動作について説明する。

図５において、シートはａ、ｂ、ｃ、ｄの順に反転搬送され１枚目のシートａはラージサイズ、２枚目のシートｂはラージサイズ、３枚目のシートｃはスモールサイズ、４枚目のシートｄはスモールサイズである。したがって、反転搬送されるシートは２枚目のシートｂと３枚目のシートｃとの間で切り替わる。

この場合、反転状態Ｇにおいて、３枚目のスモールサイズシートｃは、先行する２枚目のラージサイズシートｂが３本ローラ１０８を抜けた後でないと、３本ローラ１０８に到達させることができない。すなわち、３枚目のシートｃはスモールサイズであるために、第１の反転ローラ１０９ａで反転させて３本ローラ１０８に至らせることが可能であっても、先行する２枚目のシートｂがラージサイズであるために、３本ローラ１０８を抜けるのに時間がかかる。そこで、ラージサイズからスモールサイズに切り替わった場合には、３枚目のスモールサイズの反転停止位置を、通常のスモールサイズが連続する場合の停止位置よりも図５の少し下（第２の反転ローラ寄り）に設定する。これにより反転するスモールサイズシートｃが３本ローラ１０８に至る時間が長くなり、先行するラージサイズシートｂが３本ローラ１０８を抜けてから３本ローラに至るようになる。なお、３枚目のシートｃの反転停止位置を下に下げなくても、停止時間を長く設定するようにしてもよい。

また、ラージサイズのシートｂに続いてスモールサイズのシートｃを反転搬送するときに、先行するラージサイズシートｂを反転する第２の反転ローラ１０９ｂの駆動をラージサイズが連続する場合の通常の反転速度よりも速くするように構成してもよい。このようにしても、先行するラージサイズシートが３本ローラ１０８を抜けるまでの時間が短縮され、生産性を向上させることができる。

Ｐ …シート
１０８ …３本ローラ
１０８ａ …駆動ローラ
１０８ｂ，１０８ｃ …従動ローラ
１０９ …第２の搬送手段
１０９ａ …第１の反転ローラ
１０９ｂ …第２の反転ローラ
１１０ …切換部材

Claims (5)

1. シートの搬送方向が異なる第１ニップと第２ニップとを備えた第１の搬送手段と、
   前記第１の搬送手段の第１ニップから搬送されたシートを、搬送方向を反転させて前記第１の搬送手段の第２ニップに搬送する第２の搬送手段と、
   を有し、シートの搬送方向を反転させるシート反転搬送装置において、
   前記第２の搬送手段は、前記第１の搬送手段から第１の距離に配置された第１の反転ローラと、前記第１の搬送手段から前記第１の距離よりも大きい第２の距離に配置された第２の反転ローラとを有し、
   前記第１の搬送手段と前記第１の反転ローラとの間のシート搬送経路と、前記第１の搬送手段と前記第２の反転ローラとの間のシート搬送経路とが異なり、
   シートサイズが第１のサイズのときは前記第１の反転ローラによりシートを反転し、シートサイズが搬送方向で前記第１のサイズより長い第２のサイズのときは前記第２の反転ローラで反転し、
   前記第２のサイズのシートに続いて前記第１のサイズのシートを反転搬送するときは、先行する前記第２のサイズのシートを反転する前記第２の反転ローラの駆動を通常よりも速くすることを特徴とするシート反転搬送装置。
2. シートの搬送方向が異なる第１ニップと第２ニップとを備えた第１の搬送手段と、
   前記第１の搬送手段の第１ニップから搬送されたシートを、搬送方向を反転させて前記第１の搬送手段の第２ニップに搬送する第２の搬送手段と、
   を有し、シートの搬送方向を反転させるシート反転搬送装置において、
   前記第２の搬送手段は、前記第１の搬送手段から第１の距離に配置された第１の反転ローラと、前記第１の搬送手段から前記第１の距離よりも大きい第２の距離に配置された第２の反転ローラとを有し、
   前記第１の搬送手段と前記第１の反転ローラとの間のシート搬送経路と、前記第１の搬送手段と前記第２の反転ローラとの間のシート搬送経路とが異なり、
   シートサイズが第１のサイズのときは前記第１の反転ローラによりシートを反転し、シートサイズが搬送方向で前記第１のサイズより長い第２のサイズのときは前記第２の反転ローラで反転し、
   前記第２のサイズのシートに続いて前記第１のサイズのシートを反転搬送するときは、前記第１のサイズのシートの反転停止位置を前記第１のサイズのシートが連続する場合の停止位置よりも前記第２の反転ローラ寄りに設定することを特徴とするシート反転搬送装置。
3. 前記第１のサイズは、シートサイズが搬送方向で前記第１の搬送手段から前記第１の反転ローラまでの距離よりも長く、前記第１の搬送手段から前記第２の反転ローラまでの距離よりも短いサイズであり、
   前記第２のサイズは、シートサイズが搬送方向で前記第１の搬送手段から前記第２の反転ローラまでの距離よりも長いサイズであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート反転搬送装置。
4. 前記第１の搬送手段の第１ニップによって搬送されるシートを前記第１の反転ローラと前記第２の反転ローラとの何れかに選択的に案内するガイド部材を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシート反転搬送装置。
5. シートを搬送して画像を形成する画像形成装置において、
   搬送されたシートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で画像が形成されたシートを再度前記画像形成部へ搬送するために、シートを反転搬送するシート反転搬送装置と、
   を有し、
   前記反転搬送装置として、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート反転搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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