JP7039863B2 - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙搬送装置及び画像形成装置に関し、特に先行用紙の後端と後続用紙の先端とを重ねた状態で搬送することによって生産性を向上させる技術の改良に関する。

画像形成装置は、用紙カセットに収容された用紙を１枚ずつ分離して捌いた状態で給紙した後、画像形成部まで搬送して画像を形成する。
用紙搬送速度は、用紙カセットから画像形成部に至るまでの間に様々な要因でばらつきが発生する。このため、給紙時に先行用紙と後続用紙との紙間を狭くし過ぎると、用紙搬送経路上で後続用紙の先端が先行用紙の後端に追い付いて、用紙どうしが重なり合い、画像形成に不具合を生じたり、紙詰まりが発生したりするおそれがある。一方、給紙時に紙間を広くすると単位時間当たりの画像形成枚数が減少し生産性が低下する。

このような問題に対して、例えば、先行用紙の後端と後続用紙の先端とを重ね合わせた状態で用紙カセットから給紙し、用紙搬送経路上で画像形成部の上流側で後続用紙の先端を検出すると、先行用紙の搬送を継続するとともに、後続用紙の搬送を停止する。その後、先行用紙の後端が後続用紙の先端を通過したら後続用紙の搬送を再開する記録装置が提案されている（特許文献１を参照）。

このようにすれば、先行用紙と後続用紙との紙間を精度よく制御することができるので、用紙搬送速度にばらつきがあっても生産性を向上させることができる。

特開２０１４－０８４２２２号公報

しかしながら、上記の従来技術では、先行用紙と後続用紙とを重ね合わせた状態で後続用紙の先端を検出するために、発光ダイオードやフォトトランジスター等から構成される光学式センサーを採用すると、部品コストが上昇せざるを得ない。また、用紙が厚紙である場合には、十分な透過光を得ることができず、後続用紙の先端が検出できない。すると、先行用紙と後続用紙とが重なり合ったまま画像形成部に搬送されてしまい不具合を回避することができない。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、従来よりも低い部品コストで高い生産性を達成することができる用紙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。

上記目的を達成するため、本発明に係る用紙搬送装置は、用紙束から用紙を１枚ずつ、先行用紙後端と後続用紙先端とが重なり合った状態で送り出す第１搬送手段と、前記第１搬送手段によって送り出された用紙を更に搬送する第２搬送手段と、前記第１搬送手段から前記第２搬送手段に至る用紙搬送経路上に設けられ、用紙先端を検出する先端検出手段と、先行用紙が前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段によって搬送されている状態で、先行用紙と前記先端検出手段とを先行用紙の搬送方向に対して交差する方向に離隔させて、先行用紙が前記先端検出手段の検出範囲外になるように、先行用紙と前記先端検出手段との位置関係を変更する変更手段と、を備え、前記第１搬送手段は、先行用紙が前記先端検出手段の検出範囲外になった状態で、後続用紙の先端が前記先端検出手段の検出範囲内に進入するように後続用紙を搬送し、前記変更手段は、用紙が前記第１搬送手段から第１用紙搬送経路を経由して前記検出範囲内に至るのを妨げない第１姿勢と、先端を検出された時点における検出範囲外へ用紙を退避させる第２姿勢とをとる搬送ガイドと、前記先端を検出された時点における検出範囲外へ退避した状態を維持して用紙を搬送させる維持手段と、を備え、前記先端検出手段は、先行用紙を退避した状態で、前記搬送ガイドが第２姿勢から第１姿勢に復帰した後、後続用紙先端を検出することを特徴とする。

このようにすれば、先行用紙が先端検出手段の検出範囲外になった状態で、後続用紙の先端を先端検出手段の検出範囲内に進入させるので、先行用紙と後続用紙とが重なり合った状態で後続用紙の先端を検出する場合とは異なって、機械的な検出機構を用いて低コストかつ高精度で後続用紙の先端を検出することができる。従って、先行用紙と後続用紙との搬送位置を高い精度で制御して紙間距離を狭め、高い生産性を達成することができる。

また、前記変更手段は、前記先端検出手段が先行用紙先端を検出してから、後続用紙先端を検出するまでの間、前記検出範囲外へ先行用紙を退避させる退避手段を備えてもよく、更に、前記退避手段は、先行用紙の退避前の用紙搬送経路に交差する方向へ先行用紙を押し出す押し出し部材であるのが望ましい。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る用紙搬送装置を備えることを特徴とする。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。 第１搬送部及び先端検出部を示す断面斜視図である。 （ａ）はアクチュエーター２００の待機時の側面図であり、（ｂ）アクチュエーター２００の検出時の側面図であり、（ｃ）はアクチュエーター２００の外観斜視図である。 （ａ）から（ｄ）は、給紙カセット１００から第２搬送部１２０に至る用紙搬送経路における先行用紙Ｐ１と後続用紙Ｐ２との搬送状態を例示する図である。 制御部１５０の構成を示すブロック図である。 制御部１５０の動作を示すフローチャートである。 （ａ）から（ｃ）は、後続用紙Ｐ２先端から先行用紙Ｐ１後端までの重なり長さが長過ぎる場合に重なり長さを調節する制御を説明する図である。 （ａ）から（ｃ）は、後続用紙Ｐ２先端から先行用紙Ｐ１後端までの重なり長さ短過ぎる場合に重なり長さを調節する制御を説明する図である。 第２の実施の形態に係る第１搬送部及び先端検出部を示す断面斜視図である。 （ａ）から（ｄ）はそれぞれ待機時、検出時、退避時及び退避後の待機時における押圧部材９００を示す図である。 制御部１５０の動作を説明するフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ待機時、退避時の搬送ガイド２１０の状態を示す図であり、（ｃ）は搬送ガイド２１０揺動状態を説明する図である。 制御部１５０の進退制御処理を示すフローチャートである。 （ａ）から（ｄ）はそれぞれ先行用紙検出時、検出部退避時、後続用紙検出時及び退避解除時における各用紙及び搬送ガイド２１０の状態を示す図である。 変形例に係る第１搬送部１１０の構成を示す図である。 （ａ）から（ｅ）は変形例に係る用紙及び用紙検出部１６００の状態を説明する図である。 変形例に係る制御部１５０の搬送制御処理を示すフローチャートである。 変形例に係る第１搬送部１１０及び第２搬送部１２０の搬送方向を示す図であって、（ａ）から（ｄ）は第１の実施の形態に対応する用紙Ｐ１、Ｐ２の搬送状態を示している。

以下、本発明に係る用紙搬送装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態に係る用紙搬送装置及び画像形成装置は、用紙先端を検出するためのセンサーとして、光学式センサーよりも安価なアクチュエーター型フォトセンサーを用いることによって、部品コストを低減する。また、アクチュエーター型フォトセンサーによって後続用紙の先端を検出できるようにするために、先行用紙の後端を後続用紙の先端に重ね合わせた状態で給紙した後、用紙先端の検出位置から先行用紙を退避させる。
（１－１）画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。

図１に示すように、画像形成装置１は所謂タンデム型のカラー複合機（MFP: Multi-Function Peripheral）であって、電子写真方式によって画像を形成する本体部１３０と原稿から画像を読み取るスキャナー部１４０とを備えている。
スキャナー部１４０は、詳細な構成は図示しないが、原稿台ガラス上に載置された原稿や自動原稿搬送装置（ADF: Automatic Document Feeder）によって搬送される原稿から画像を読み取ってデジタル画像データを生成する。生成されたデジタル画像データは制御部１５０に記憶される。スキャナー部１４０はカラースキャナーであってもモノクロスキャナーであってもよい。

本体部１３０は、本体部１３０の各部の動作を制御する制御部１５０と、制御部１５０の制御の下、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するイメージングユニット１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ及び１６０Ｋとを備えている。イメージングユニット１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ及び１６０Ｋは、それぞれ感光体ドラム１６１Ｙ、１６１Ｍ、１６１Ｃ及び１６１Ｋ、露光装置１６２Ｙ、１６２Ｍ、１６２Ｃ及び１６２Ｋ、現像装置１６３Ｙ、１６３Ｍ、１６３Ｃ及び１６３Ｋ等に加えて不図示の帯電装置とクリーニング装置を備えている。

イメージングユニット１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ及び１６０Ｋは、不図示の帯電装置にて感光体ドラム１６１Ｙ、１６１Ｍ、１６１Ｃ及び１６１Ｋの外周面を一様に帯電させ、露光装置１６２Ｙ、１６２Ｍ、１６２Ｃ及び１６２Ｋは感光体ドラム１６１Ｙ、１６１Ｍ、１６１Ｃ及び１６１Ｋの外周面を露光して静電潜像を形成し、現像装置１６３Ｙ、１６３Ｍ、１６３Ｃ及び１６３ＫはＹＭＣＫ各色のトナーを供給して静電潜像を現像し、ＹＭＣＫ各色のトナー像を形成する。

このようにして形成されたＹＭＣＫ各色のトナー像は１次転写ローラー１６４Ｙ、１６４Ｍ、１６４Ｃ及び１６４Ｋによって中間転写ベルト１７０の外周面上に互いに重なり合うように静電転写され、カラートナー像が形成される（１次転写）。このため、１次転写ローラー１６４Ｙ、１６４Ｍ、１６４Ｃ及び１６４Ｋには１次転写バイアス電圧が印加されている。

中間転写ベルト１７０は、駆動ローラー１７１及び従動ローラー１７２に張架されており、駆動ローラー１７１の回転駆動によって矢印Ａ方向に回転走行する。中間転写ベルト１７０の回転走行によって、カラートナー像は、駆動ローラー１７１と２次転写ローラー１７３が形成する２次転写ニップ１７４まで搬送される。
本体部１３０の下段には給紙カセット１００が設置されている。給紙カセット１００には複数枚の用紙Ｐが積層して収容されており、搬送ローラー１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃからなる第１搬送部１１０によって給紙カセット１００から用紙Ｐを１枚ずつ搬送経路１８０へ送り出す。搬出された用紙Ｐはタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂによって搬送タイミングを調整された後、２次転写ニップ１７４へ搬送される。

駆動ローラー１７１と２次転写ローラー１７３との間には２次転写バイアス電圧が印加されており、２次転写ニップ１７４において、カラートナー像が中間転写ベルト１７０から用紙Ｐに静電転写される（２次転写）。
その後、用紙Ｐは搬送経路１８０に沿って定着ユニット１９０へ搬送される。定着ユニット１９０は、加熱ローラー１９１と定着ローラー１９２とに張架された無端状の加熱ベルト１９３を備えている。定着ローラー１９２には加熱ベルト１９３を介して加圧ローラー１９４が圧接されており、これによって形成された定着ニップ１９５に用紙Ｐを通紙することによって、トナー像が用紙Ｐに熱定着される。

トナー像を熱定着された用紙Ｐは排出ローラー１７５によって排紙トレイ１７６へ排出される。用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合には、用紙Ｐを排出ローラー１７５が排紙トレイ１７６へ排出せずに、スイッチバックして循環搬送経路１８１へ送り込む。用紙Ｐは循環搬送経路１８１を経由して、表裏反転された状態でタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂまで搬送され、搬送タイミングを調節された後、表面に画像形成を行う場合と同様に裏面に画像形成が行われる。
（１－２）第１搬送部１１０及び先端検出部の構成
次に、給紙カセット１００から給紙された用紙の先端を検出する先端検出部の構成について説明する。

図２に示すように、給紙カセット１００に収容されている用紙Ｐは、搬送ローラー（ピックアップローラー）１１０ａによって１枚ずつ繰り出され、搬送ローラー１１０ｂ、１１０ｃによって搬送経路１８０へ送り出される。搬送経路１８０へ送り出された用紙Ｐは、搬送ガイド２１０によってタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂ（図１参照）まで案内される。

図２に見られるように、搬送ガイド２１０には切り欠き２１０ａが設けられている。アクチュエーター２００は、用紙Ｐに当接しない待機状態では、切り欠き２１０ａを通って搬送ガイド２１０のガイド面２１０ｆから用紙Ｐの搬送経路１８０側に先端を突出させている。
図３（ａ）に示すように、アクチュエーター２００は腕部３０１、遮光部３０２及び筒軸部３０３を一体的に形成したものであって、腕部３０１と遮光部３０２とは筒軸部３０３から略反対方向に突出している。筒軸部３０３は、搬送ガイド２１０のガイド面２１０ｆとは反対側の突設された軸受け部２１０ｂを外套する状態で回転自在に軸受けされている。図３（ｃ）に示すように、矢印Ｄは筒軸部３０３の回転方向（時計廻りと反時計廻り）を示す。

アクチュエーター２００は、用紙Ｐによって腕部３０１が押し倒されていない場合（待機時）には、重力によって、腕部３０１がその先端部をガイド面２１０ｆから突出させる待機姿勢をとる。図３（ｃ）に示すように、画像形成装置１は、発光素子３１１と受光素子３１２とを備えており、アクチュエーター２００が待機姿勢をとる待機時には、発光素子３１１から受光素子３１２に至る検出光の通過位置３１０において遮光部３０２が検出光を遮る。このため、受光素子３１２は検出光を検出しない。

一方、用紙Ｐが搬送ガイド２１０に沿って搬送される際に、腕部３０１が用紙Ｐの先端によって押されると、図３（ｂ）に示すように、腕部３０１が矢印Ｂ方向に揺動し、遮光部３０２は矢印Ｃ方向に揺動する。これによって、アクチュエーター２００が、遮光部３０２が検出光の通過位置３１０から外れた検出姿勢をとるので、受光素子３１２が検出光を検出して、検出信号を制御部１５０に入力する。このようにして、用紙Ｐの先端の通過タイミングが検出される。
（１－３）給紙動作
次に、画像形成装置１が２枚の用紙Ｐ１、Ｐ２のうち先行用紙Ｐ１の後端と後続用紙Ｐ２の先端とを重ね合わせて重送する給紙動作について説明する。

図４に示すように、給紙カセット１００からタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂに至る用紙Ｐの搬送経路上には、第１搬送部１１０、先端検出部３００のアクチュエーター２００、搬送ガイド２１０、４０１及び４０３、ガイドローラー４０２及び第２搬送部１２０が配設されている。第１搬送部１１０は搬送ローラー１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃからなり、第２搬送部１２０はタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂからなる。

これらのうち搬送ローラー１１０ａ、１１０ｃは給送モーター（図示省略）によって回転駆動され、搬送ローラー１１０ｂ及びタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂは搬送モーター（図示省略）によって回転駆動される。また、第１搬送部１１０の搬送力Ｆ１は第２搬送部１２０の搬送力Ｆ２よりも小さく、
Ｆ１ ＜ Ｆ２ …（１）
第１搬送部１１０の搬送速度Ｖ１は第２搬送部１２０の搬送速度Ｖ２よりも遅くなっている。

Ｖ１ ＜ Ｖ２ …（２）
更に、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０とは、第１搬送部１１０の搬送ローラー１１０ｂ、１１０ｃによる搬送方向が第２搬送部１２０のタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂによる搬送方向と異なるように、配設されている。また、第１搬送部１１０から第２搬送部１２０に至る搬送経路１８０上には用紙先端を検出する先端検出部３００が配設されている。

２枚の用紙Ｐ１、Ｐ２を連続して給紙する際には、給紙カセット１００に積載された用紙束の最も上の用紙Ｐ１（以下、「先行用紙Ｐ１」という。）を搬送ローラー１１０ａがピックアップして、搬送ローラー１１０ｂ、１１０ｃが先行用紙Ｐ１を搬送経路１８０へ給送する。給送された先行用紙Ｐ１がアクチュエーター２００を押し倒すと、アクチュエーター２００が揺動して待機姿勢から検出姿勢に変化するので、先端検出部３００が用紙先端を検出し検出信号を制御部１５０に入力する（図４（ａ））。

第１搬送部１１０の搬送方向の延長上には搬送ガイド２１０が設けられており、先行用紙Ｐ１は第１搬送部１１０の搬送ローラー１１０ｂ、１１０ｃに噛み込んだ状態においては自身の腰の強さによって搬送ガイド２１０に押し付けられるので、搬送ガイド２１０に沿って第２搬送部１２０まで搬送される（図４（ｂ））。
先行用紙Ｐ１の先端が第２搬送部１２０のタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂに噛み込むと、第２搬送部１２０は第１搬送部１１０よりも搬送速度が速いので、先行用紙Ｐ１は、第２搬送部１２０に引っ張られる結果、搬送ガイド２１０表面から浮き上がり、図４（ｃ）に示すように、先行用紙Ｐ１の紙面が搬送ガイド４０１、４０３及びガイドローラー４０２に沿うように変位した状態となり、その状態で搬送される。その結果、先行用紙Ｐ１がアクチュエーター２００の揺動範囲（先端検出部３００の検出範囲）外に退避することとなり、アクチュエーター２００は検出姿勢から待機姿勢に復帰する（図４（ｃ））。

その後、先行用紙Ｐ１の後端が第１搬送部１１０の搬送ローラー１１０ａを通過するが、このとき後続用紙Ｐ２は自身の腰の強さにより直進し搬送ガイド２１０に先端を押し付け、そのまま搬送ローラー１１０ａにより搬送される（図４（ｄ）参照）。この場合において、搬送ローラー１１０ａは給紙カセット１００に収容されている用紙の搬送方向における先端よりも後端側に配置されているため、先行用紙Ｐ１の後端が搬送ローラー１１０ｂ、１１０ｃの搬送ニップを通過する前に、後続用紙Ｐ２の搬送が開始される。従って、先行用紙Ｐ１の後端が後続用紙Ｐ２の先端に重なり合った状態を維持して搬送される。

上述したように先行用紙Ｐ１はアクチュエーター２００の揺動範囲外に退避している一方、後続用紙Ｐ２は第１搬送部１１０の搬送ローラー１１０ｂ、１１０ｃに噛み込んだ状態においては自身の腰の強さによって搬送ガイド２１０に押し付けられるので、搬送ガイド２１０に沿って搬送され、アクチュエーター２００の揺動範囲内に進入して、アクチュエーターを押し倒す。その結果、アクチュエーター２００が待機姿勢から検出姿勢に変位すると先端検出部３００が後続用紙Ｐ２の先端を検出し検出信号を制御部１５０に入力する（図４（ｄ））。

後続用紙Ｐ２に続く用紙を搬送する場合も同様に用紙先端が検出される。
このようにすれば、光学式センサーよりも安価なアクチュエーター２００を用いることによってコストを抑制しながら、高い精度で用紙先端を検出することによって生産性を向上させることができる。
なお、第１搬送部１１０の搬送ローラー１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃは、それぞれピックアップローラー、給紙ローラー及び捌きローラーであってもよい。また、上記においては第１搬送部１１０が３本ローラー方式である場合を例にとって説明したが、３本ローラー方式以外の方式を採用してもよい。第２搬送部１２０のタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂは搬送ローラー対であってもよい。後続用紙Ｐ２がアクチュエーター２００を押し倒して揺動させる前に、先行用紙Ｐ１をアクチュエーター２００の揺動範囲外に退避させることができれば、第１搬送部１１０及び第２搬送部１２０の構成は問わない。
（１－４）制御部１５０
次に、制御部１５０について説明する。

図５に示すように、制御部１５０はＣＰＵ（Central Processing Unit）５００、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０２等を備えており、画像形成装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ５００はＲＯＭ５０１からブートプログラムを読み出して起動し、ＲＡＭ５０２を作業用記憶領域として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）５０３からＯＳ（Operating System）や制御プログラムを読み出して実行する。

ＣＰＵ５００は、ＮＩＣ（Network Interface Card）５０４を用い、ＬＡＮ（Local Area Network）等を経由して、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置からプリントジョブを受け付けると、画像形成装置１の各部を制御して画像形成処理を実行させる。この場合において、ＣＰＵ５００は、給送モーター５０６に制御信号を入力して、第１搬送部１１０の搬送ローラー１１０ａ、１１０ｃを回転駆動したり、搬送モーター５０７に制御信号を入力して、搬送ローラー１１０ｂやタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂを回転駆動したりする。

更に、ＣＰＵ５００は、先端検出部３００から用紙先端の検出状態を通知する検出信号の入力を受け付ける。ＣＰＵ５００は、先端検出部３００が用紙先端を検出すると、タイマー５０５を参照して、用紙先端の検出タイミングをＲＡＭ５０２に記録する。
図６に示すように、制御部１５０は、先端検出部３００からの検出信号によって先行用紙Ｐ１の先端を検出すると（Ｓ６０１：ＹＥＳ）、タイマー５０５を参照して、先行用紙Ｐ１の先端を検出したタイミングＴ１を取得する（Ｓ６０２）。この先行用紙Ｐ１の先端検出タイミングＴ１が所定の時間差△Ｔを経過したタイミングを、後続用紙Ｐ２の先端を検出する予定のタイミングＴ２ｐ（＝Ｔ１＋△Ｔ）として算出する（Ｓ６０３）。

その後、先端検出部３００からの検出信号によって後続用紙Ｐ２の先端を検出すると（Ｓ６０４：ＹＥＳ）、タイマー５０５を参照して、後続用紙Ｐ２の先端を検出したタイミングＴ２を取得する（Ｓ６０５）。後続用紙Ｐ２の先端検出タイミングＴ２が検出予定タイミングＴ２ｐよりも早い場合には（Ｓ６０６：ＹＥＳ）、先行用紙Ｐ１と後続用紙Ｐ２とが重なりが大き過ぎると判断されるので（図７（ａ））、給紙モーター５０６を減速して（Ｓ６０７）、所定期間だけ停止させる（図７（ｂ））。

このようにすれば、搬送ローラー１１０ｂ及びタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂの回転速度が変更されることなく維持される一方、搬送ローラー１１０ａ、１１０ｃは回転停止されるので、先行用紙Ｐ１の搬送が継続する一方、後続用紙Ｐ２の搬送が停止され、先行用紙Ｐ１と後続用紙Ｐ２とが重なりが減少して、先行用紙Ｐ１と後続用紙Ｐ２との紙間距離が適正化される。所定時間の経過後（Ｓ６０９：ＹＥＳ）、給紙モーター５０６の回転速度を通常の回転速度に復帰させて（Ｓ６１０）、処理を終了する（図７（ｃ））。

一方、後続用紙Ｐ２の先端検出タイミングＴ２が検出予定タイミングＴ２ｐよりも遅い場合には（Ｓ６０６：ＮＯ）、先行用紙Ｐ１と後続用紙Ｐ２とが重なりが小さ過ぎると判断されるので（図８（ａ））、給紙モーター５０６を加速して（Ｓ６０８）、所定期間だけ高速回転させる（図８（ｂ））。このようにすれば、後続用紙Ｐ２の搬送速度のみが加速されるので、先行用紙Ｐ１と後続用紙Ｐ２とが重なりが増加して紙間距離が適正化される。所定時間の経過後（Ｓ６０９：ＹＥＳ）、給紙モーター５０６の回転速度を通常の回転速度に復帰させて（Ｓ６１０）、処理を終了する（図８（ｃ））。

なお、給紙モーター５０６を停止させる代わりに、必要に応じて給紙モーター５０６を通常よりも低速回転させてもよいし、逆回転させてもよい。
［２］第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置１と概ね共通の構成を備える一方、先行用紙Ｐ１を先端検出部３００の検出範囲外へ退避させる構成において相違している。以下、相違点に着目して説明する。なお、実施の形態どうしで共通する部材等には共通の符号が付与されている。

図９に示すように、搬送ガイド２１０には、先行用紙Ｐ１を押圧して、先端検出部３００の検出範囲外へ退避させる押圧部材９００が揺動可能に取着されている。
図１０（ａ）に示すように、押圧部材９００は押圧部１００１と軸部１００２とからなっている。搬送ガイド２１０のガイド面２１０ｆとは反対側には、軸受け部２１０ｂ２が一体形成されており、押圧部材９００の軸部１００２を軸受けする。これによって、押圧部１００１は軸部１００２周りに揺動して、ガイド面２１０ｆから突出したり後退したりする。

押圧部材９００は、制御部１５０が不図示のモーターを制御することによって揺動駆動される。先行用紙Ｐ１がアクチュエーター２００の揺動範囲（先端検出部３００の検出範囲）内に進入する前においては、押圧部材９００は、押圧部１００１がガイド面２１０ｆから突出しない待機姿勢をとる。
図１１に示すように、制御部１５０は、先行用紙Ｐ１の先端がアクチュエーター２００を押し倒すことによって（図１０（ｂ））、先端検出部３００が先行用紙Ｐ１の先端を検出すると（Ｓ１１０１：ＹＥＳ）、タイマー５０５に所定時間を設定する。そして、押圧部材９００を待機姿勢に維持したまま、所定時間が経過するのを待つ。

所定時間が経過してタイマー５０５がタイムアウトしたら（Ｓ１１０２：ＹＥＳ）、図１０（ｃ）に示すように、制御部１５０は押圧部材９００を矢印Ｅ方向に揺動させて押圧姿勢に移行させる（Ｓ１１０３）。すると、先行用紙Ｐ１が押圧部１００１に押圧されて、アクチュエーター２００の揺動範囲外へ押し出される。更に、図１０（ｄ）に示すように、重力によって腕部３０１が矢印Ｂ’方向へ揺動し、遮光部３０２が矢印Ｃ’方向へ揺動して、アクチュエーター２００が待機姿勢に復帰する。これによって、先端検出部３００は後続用紙Ｐ２の先端を検出することができるようになる。

その後、アクチュエーター２００が後続用紙Ｐ２の先端を検出したら（Ｓ１１０４：ＹＥＳ）、制御部１５０は押圧部材９００を揺動させて押圧姿勢を解除し（Ｓ１１０５）、待機姿勢に復帰させる（図１０（ｂ））。このようにすれば、後続用紙Ｐ２と後続用紙Ｐ２に重なっている先行用紙Ｐ１とが搬送ガイド４４０に沿って搬送される。
なお、後続用紙Ｐ２の先端を検出するために、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０との搬送速度Ｖ１、Ｖ２を制約する必要がないので、搬送速度Ｖ１、Ｖ２は同じであっても異なっていてもよい。
［３］第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置１と概ね共通の構成を備える一方、先行用紙Ｐ１が検出範囲外になるように先端検出部３００を退避させる点において相違している。

図１２に示すように、本実施の形態に係る搬送ガイド２１０は、用紙搬送方向における下流側であって、ガイド面２１０ｆの裏面に軸受け部２１０ｂ２を備えており、揺動軸１２０１を軸受けする。揺動軸１２０１は画像形成装置１の本体に固定されており、搬送ガイド２１０は、揺動軸１２０１を中心として、揺動端を矢印Ｈ方向に揺動することができる（図１２（ｃ））。

搬送ガイド２１０は、バネ１２０３の弾性復元力によってガイド面２１０ｆの裏面側にけん引されており、ガイド面２１０ｆの裏面に当接するカム１２０２に追従して揺動する。図１２（ａ）は、搬送ガイド２１０の揺動端を第１搬送部１１０側に進出させた進出姿勢を表している。進出姿勢において、制御部１５０がカム１２０２を矢印Ｆ方向に回転させると、搬送ガイド２１０は揺動端が第１搬送部１１０から離れる方向に揺動して、退避姿勢に移行する（図１２（ｂ））。

また、退避姿勢において、制御部１５０がカム１２０２を矢印Ｇ方向に回転させると、搬送ガイド２１０は揺動端が第１搬送部１１０に近づく方向に揺動して、進出姿勢に移行する（図１２（ａ））。アクチュエーター２００は、その筒軸部３０３が搬送ガイド２１０の軸受け部２１０ｂに軸受けされているので、搬送ガイド２１０の揺動に追従して揺動する。

このような構成を備えることによって、制御部１５０は、図１３に示すように、先行用紙Ｐ１の先端を検出した後（Ｓ１３０１：ＹＥＳ）、タイマー５０５に所定時間を設定して、先行用紙Ｐ１の搬送を継続する（図１４（ａ））。当該所定時間が経過して、タイマー５０５のタイムアウトが発生したら（Ｓ１３０２：ＹＥＳ）、先行用紙Ｐ１の先端が第２搬送部１２０のタイミングローラー１２０ａ、１２０ｂの搬送ニップに噛み込んだと判断されるので、搬送ガイド２１０を揺動させて進出姿勢から退避姿勢に移行させる（Ｓ１３０３）。

これによって、アクチュエーター２００が先行用紙Ｐ１から退避するように、搬送ガイド２１０が揺動するので、先行用紙Ｐ１が先端検出部３００の検出範囲外へ退出する。なお、先行用紙Ｐ１は、先端が第２搬送部１２０の搬送ニップに噛み込んでいるので、搬送ガイド２１０が退避しても変位しない（図１４（ｂ））。
その後、図１４（ｃ）に示すように、先端検出部３００が後続用紙Ｐ２の先端を検出したら（Ｓ１３０４：ＹＥＳ）、搬送ガイド２１０を揺動させて、退避姿勢から進出姿勢に復帰させる（Ｓ１３０５）。このようにすれば、後続用紙Ｐ２が搬送ガイド２１０のガイド面２１０ｆに沿って第２搬送部１２０まで搬送される（図１４（ｄ））。

このようにしても、後続用紙Ｐ２の先端を精度よく検出することができる。
なお、搬送ガイド２１０を揺動させる代わりに、搬送ガイド２１０を押圧することによって、先行用紙Ｐ１が先端検出部３００の検出範囲外になるようにしてもよい。
［４］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（４－１）上記実施の形態においては特に言及しなかったが、搬送経路１８０上で後続用紙Ｐ２の先端から先行用紙Ｐ１の後端までの距離（用紙の重なり長さ）をｒにしたい場合、次のようにしてもよい。

図１５に示すように、搬送ローラー１１０ａが位置１５０１において用紙に当接する場合、先行用紙Ｐ１の後端が搬送ローラー１１０ａの当接位置１５０１を通過すると同時に、搬送ローラー１１０ａが後続用紙Ｐ２に当接して、後続用紙Ｐ２の搬送が開始されるので、後続用紙Ｐ２の搬送開始時における後続用紙Ｐ２の先端から先行用紙Ｐ１の後端までの距離は、搬送前の後続用紙Ｐ２の先端位置１５０２から搬送ローラー１１０ａの当接位置１５０１までの距離Ｌに等しくなる。

このため、用紙Ｐ１、Ｐ２の重なり長さをｒにしたい場合には、搬送前の後続用紙Ｐ２の先端位置１５０２から搬送ローラー１１０ａの当接位置１５０１までの距離Ｌがｒに等しくなるように、搬送ローラー１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃを配置すればよい。
なお、画像形成装置１の構造上、距離Ｌを所望の重なり長さｒにすることが難しい場合や画像形成条件に合わせて重なり長さｒを変更したい場合には、先行用紙Ｐ１が搬送ローラー１１０ａの当接位置１５０１を通過すると同時に搬送ローラー１１０ａの回転駆動を一旦停止し、停止期間Ｔｓｔｏｐ経過後に、搬送ローラー１１０ａの回転駆動を再開すればよい。なお、搬送ローラー１１０ａの搬送速度がＶ１である場合、停止期間Ｔｓｔｏｐは下式（３）の通りである。

Ｔｓｔｏｐ ＝ （Ｌ－ｒ）／Ｖ１ …（３）
（４－２）上記実施の形態においては特に言及しなかったが、第１搬送部１１０でスリップ等が発生して、後続用紙Ｐ２が給送されないまま、先行用紙Ｐ１だけが搬送された場合、先行用紙Ｐ１の後端が第１搬送部１１０の搬送ローラー１１０ｂ、１１０ｃの搬送ニップを通過して、先行用紙Ｐ１が第１搬送部１１０と第２搬送部１２０との間で引っ張られなくなり、先端検出部３００からの退避状態が解除される。すると、先行用紙Ｐ１が、それ自身の腰によって湾曲した状態から平板な状態へ復元しようとして、その後端がアクチュエーター２００を押し倒し、先端検出部３００による誤検出が発生するおそれがある。

このような問題に対して、本変形例では、図１６に示すような用紙検出部１６００を設ける。用紙検出部１６００は、先端検出部３００と同様にアクチュエーターを備えており、先行用紙Ｐ１が搬送ガイド２１０のガイド面２１０ｆに沿って搬送されている状態では、先行用紙Ｐ１が用紙検出部１６００のアクチュエーターの揺動範囲（検出範囲）外になるため、先行用紙Ｐ１を検出しない一方、先行用紙Ｐ１がアクチュエーター２００から退避した状態では、先行用紙Ｐ１が用紙検出部１６００のアクチュエーターの揺動範囲（検出範囲）内に入るため、先行用紙Ｐ１を検出する。

このような用紙検出部１６００を備えた画像形成装置１において、図１７に示すように、制御部１５０は、先行用紙Ｐ１の給送を開始すると（Ｓ１７０１）、先行用紙Ｐ１は搬送ガイド２１０に沿って搬送されるので、用紙検出部１６００は先行用紙Ｐ１を検出しない一方、先端検出部３００は先行用紙Ｐ１の先端を検出する（図１６（ａ））。
先端検出部３００に先端を検出された後も、先行用紙Ｐ１は搬送ガイド２１０に沿って第２搬送部１２０に向かって搬送される（図１６（ｂ））。

先行用紙Ｐ１の先端が第２搬送部１２０の搬送ニップに噛み込むと、第２搬送部１２０は第１搬送部１１０よりも搬送速度が速いので、先行用紙Ｐ１は第１搬送部１１０と第２搬送部１２０との間で引っ張られて、先端検出部３００の検出範囲外へ退避するとともに、先行用紙Ｐ１が用紙検出部１６００のアクチュエーターを倒すので、用紙検出部１６００が先行用紙Ｐ１を検出する（図１６（ｃ））。

用紙検出部１６００が先行用紙Ｐ１を検出すると（Ｓ１７０２：ＹＥＳ）、制御部１５０は、先行用紙Ｐ１が先端検出部３００の検出範囲外へ退避し、先端検出部３００が後続用紙Ｐ２の先端を検出することができるようになったと判断されるので、後続用紙Ｐ２の給送を開始する（Ｓ１７０３）。
その後、図１６（ｄ）に示すように、先端検出部３００が何らかの用紙を検出したら（Ｓ１７０４：ＹＥＳ）、制御部１５０は用紙検出部１６００の検出信号を参照して、用紙検出部１６００が先行用紙Ｐ１を検出している状態を維持していたら（Ｓ１７０５：ＮＯ）、先行用紙Ｐ１が先端検出部３００の検出範囲外へ退避した状態で、先端検出部３００が後続用紙Ｐ２の先端を検出したものと判断される。

一方、用紙検出部１６００が先行用紙Ｐ１を検出している状態を維持していない場合には（Ｓ１７０５：ＹＥＳ）、第１搬送部１１０でスリップ等が発生して後続用紙Ｐ２の給送に失敗したまま、先行用紙Ｐ１が搬送され、先行用紙Ｐ１の後端が第１搬送部１１０の搬送ニップから脱出することによって、先行用紙Ｐ１が用紙検出部１６００の検出範囲外へ退避すると共に、先端検出部３００の検出範囲内へ侵入し、先端検出部３００が先行用紙Ｐ１を検出したと判断される。

このように後続用紙Ｐ２の先端が正常に検出されない誤検知と判断された場合には、制御部１５０は搬送ローラー１１０ａ、１１０ｃを一旦逆回転させた後（Ｓ１７０６）、搬送ローラー１１０ａ、１１０ｃを再度正回転させる（１７０７）。このようにすれば、第１搬送部１１０におけるスリップ等が解消されるので、先端検出部３００は後続用紙Ｐ２の先端を正常に検出することができる。

ステップＳ１７０５でＮＯの場合、並びにステップＳ１７０７の後、後続用紙Ｐ２の先端を検出したら（Ｓ１７０８：ＹＥＳ）、上記第１の実施の形態と同様に後続用紙Ｐ２の搬送タイミングを調整する。すなわち、先行用紙Ｐ１後端と後続用紙Ｐ２先端が所定の重なり量となるように第１搬送部１１０の搬送速度を制御し、所定の重なり量となったら第１搬送部１１０を通常回転へ戻す。その結果、先行用紙Ｐ１が用紙検出部１６００の検出範囲を脱する（図１６（ｅ））。

以上のようにすれば、先行用紙Ｐ１、後続用紙Ｐ２を精度よく安定的に重送させることができる。
（４－３）上記実施の形態においては、先端検出部３００がアクチュエーター型フォトセンサーである場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。例えば、フォトセンサーに代えて電気的接点を用いてもよい。待機状態においては電気的接点が絶縁され、用紙先端がアクチュエーター２００を倒すと電気的接点が導通するようなセンサーを先端検出部３００に適用してもよく、このようにしても従来技術よりも低コスト化を図ることができる。
（４－４）上記実施の形態においては、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０とで搬送方向が異なっている場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。

図１８では、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０とで搬送方向が平行になっている。このような場合においても、第１搬送部１１０を用いて先行用紙Ｐ１を給送し（図１８（ａ））、先行用紙Ｐ１を搬送ガイド２１０に沿って搬送して、アクチュエーター２００を押し倒させることによって、先行用紙Ｐ１の先端を先端検出部３００に検出させる（図１８（ｂ））。

その後、第２搬送部１２０の搬送速度Ｖ２を第１搬送部１１０の搬送速度Ｖ１よりも速くすることによって、先行用紙Ｐ１をアクチュエーター２００の揺動範囲から退避させると、アクチュエーター２００が待機姿勢に復帰するので、先端検出部３００が非検出状態に復帰する（図１８（ｃ））。その後、第１搬送部１１０が後続用紙Ｐ２を給送すると、後続用紙Ｐ２の先端がアクチュエーター２００を押し倒すことによって、先端検出部３００が後続用紙Ｐ２の先端を検出することができる（図１８（ｄ））。

なお、第２搬送部１２０の搬送方向が、第１搬送部１１０の搬送方向の延長上にある場合には、第２搬送部１２０の搬送速度Ｖ２を第１搬送部１１０の搬送速度Ｖ１よりも速くしても、先行用紙Ｐ１がアクチュエーター２００の揺動範囲外へ変位させることができない。従って、第２搬送部１２０の搬送方向が、第１搬送部１１０の搬送方向の延長上にないのが望ましい。

また、第２搬送部１２０の搬送方向が第１搬送部１１０の搬送方向と平行でない場合においては、第１搬送部１１０から第２搬送部１２０へ用紙を案内する搬送ガイド２１０が、第１搬送部１１０から第２搬送部１２０への最短搬送経路よりも長い搬送経路であって、当該搬送経路に案内された用紙の先端が先端検出部３００の検出範囲内に進入し、かつ、先端検出部３００の検出範囲内に最短搬送経路が入らないような搬送経路に用紙を案内するのが望ましい。

また、給紙カセット１００を鉛直方向に複数設けた給紙専用ユニットにおいて、複数の給紙カセット１００毎に第１搬送部１１０を設けると共に、複数の給紙カセット１００どうしで第２搬送部１２０を共有するような場合であっても、図１８に示すように、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０とで搬送方向を平行にしてもよい。また、この場合においても、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０とで搬送方向が異なっていてもよい。

このようにしても安価かつ高精度で用紙先端の通過タイミングを検出することができる。
（４－５）上記実施の形態においては、画像形成装置１がタンデム型のカラー複合機である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外のカラー複合機であってもよいし、モノクロ複合機であってもよい。更に、画像形成装置１は、プリンター装置やスキャナーを有する複写装置、更にファクシミリ通信機能を有するファクシミリ装置といった単機能機に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る用紙搬送装置及び画像形成装置は、低コストで紙間を狭めることによって生産性を向上させる装置として有用である。

１……………………………画像形成装置
１００………………………給紙カセット
１１０………………………第１搬送部
１２０………………………第２搬送部
２００………………………アクチュエーター
２１０、４０１、４０３…搬送ガイド
３００………………………先端検出部
４０２………………………ガイドローラー
９００………………………押圧部材
１６００……………………用紙検出部

Claims (4)

1. 用紙束から用紙を１枚ずつ、先行用紙後端と後続用紙先端とが重なり合った状態で送り出す第１搬送手段と、
   前記第１搬送手段によって送り出された用紙を更に搬送する第２搬送手段と、
   前記第１搬送手段から前記第２搬送手段に至る用紙搬送経路上に設けられ、用紙先端を検出する先端検出手段と、
   先行用紙が前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段によって搬送されている状態で、先行用紙と前記先端検出手段とを先行用紙の搬送方向に対して交差する方向に離隔させて、先行用紙が前記先端検出手段の検出範囲外になるように、先行用紙と前記先端検出手段との位置関係を変更する変更手段と、を備え、
   前記第１搬送手段は、先行用紙が前記先端検出手段の検出範囲外になった状態で、後続用紙の先端が前記先端検出手段の検出範囲内に進入するように後続用紙を搬送し、
   前記変更手段は、
   用紙が前記第１搬送手段から第１用紙搬送経路を経由して前記検出範囲内に至るのを妨げない第１姿勢と、先端を検出された時点における検出範囲外へ用紙を退避させる第２姿勢とをとる搬送ガイドと、
   前記先端を検出された時点における検出範囲外へ退避した状態を維持して用紙を搬送させる維持手段と、を備え、
   前記先端検出手段は、先行用紙を退避した状態で、前記搬送ガイドが第２姿勢から第１姿勢に復帰した後、後続用紙先端を検出する
   ことを特徴とする用紙搬送装置。
2. 前記変更手段は、
   前記先端検出手段が先行用紙先端を検出してから、後続用紙先端を検出するまでの間、前記検出範囲外へ先行用紙を退避させる退避手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記退避手段は、先行用紙の退避前の用紙搬送経路に交差する方向へ先行用紙を押し出す押し出し部材である
   ことを特徴とする請求項２に記載の用紙搬送装置。
4. 請求項１から３の何れかに記載の用紙搬送装置を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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