JP3940882B2 - シート反転装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等のシート処理装置において、原稿や用紙等のシートを表裏反転するのに用いられるシート反転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタ等のシート処理装置としては、例えば作像モジュールにて作像した画像をシートに転写・定着し、必要に応じてソーティングなどの後処理を施すようにしたものが多く提供されている。
ところで、この種のシート処理装置においては、シートの搬送過程でシートを反転させることが必要になる事態が起こり得る。
例えば、作像モジュールが収容された画像形成ユニットにソータ等の後処理ユニットを付設するような態様では、ソーティング処理などでシートの作像面を通常とは逆向きに排出する等、後処理ユニットの要請からシートの排出面方向を反転させることが必要になったり、また、例えばシートの両面に画像が形成せしめられる両面画像形成モードを実現しようとする場合には、片面画像形成済みのシートを反転させた後に作像エンジンの画像転写部に再度シートを供給することが必要になる事態が起こり得る。
このような要請下においては、シート搬送路の途中にシート反転装置を設け、このシート反転装置にて上流側搬送路から搬送されてくるシートを反転させた後に下流側搬送路へと供給するようにしている。
【０００３】
従来この種のシート反転装置としては、シートを搬入するシート搬入経路と、このシート搬入経路から送られたシートをスイッチバックするスイッチバック経路と、このスイッチバック経路に設けられ正逆方向に回転する反転ロール対と、スイッチバック経路から送り出されたシートを排出する排出経路とを備え、シート搬入経路からスイッチバック経路に送り込まれたシートの終端縁が反転ロール対の手前に到達した時点で反転ロールの正転を停止させ、その後反転ロールを逆転させてスイッチバック経路からシート排出経路にシートを送り出すようにしたものが知られている（例えば実開平４−７９８５８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のシート反転装置では、反転ロールの正転停止タイミングがシートの種類に関係なく常に一定であったため、シートの種類によっては、反転ロール正転停止時のシート停止位置がばらついてしまうことがあった。ここで、例えば正転停止タイミングが遅すぎた場合には、シートの後端（反転後の先端）が反転ロールの奥側に入り込んでしまってシートを反転できなくなるという事態を招き、また、正転停止タイミングが早すぎた場合には、シートの後端（反転後の先端）がシート搬入経路に残ったままとなって反転後のシートの先端が折れたり、場合によってはシートがシート搬入経路を逆送され、紙詰まりを起こすという事態を招いてしまうことになる。
【０００５】
そこで、このような不具合を改善するため、例えば上述した実開平４−７９８５８号公報には、シート搬入経路とシート排出経路との分岐点に羽車を配設し、これを回動させることでシートの後端（反転後の先端）をシート搬入経路からシート排出経路へと強制的に跳ね上げるようにしたものが提案されている。
しかしながら、このような技術を適用した場合には、羽車を設けなければならない分装置が複雑化してしまう他、シートの後端が反転ロールの奥側に入り込んでしまった場合（反転ロールの正転停止タイミングが遅すぎた場合）には対応できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、シートの折れや詰まりを発生させることなく、安定したシート反転動作を行うことが可能なシート反転装置を提供するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、図１に示すように、シートＳを搬入し且つ少なくとも一部に湾曲搬送路を有するシート搬入経路１と、前記シート搬入経路１から送られたシートＳをスイッチバックするスイッチバック経路２と、前記スイッチバック経路２中に設けられ、正転することで当該スイッチバック経路２にシートＳを引き入れると共に、逆転することで当該スイッチバック経路２からシートＳを送り出す反転搬送部材３と、前記スイッチバック経路２から送られたシートＳを排出するシート排出経路４と、前記シート搬入経路１に設けられてシートＳの通過を検知するシート検知手段５と、前記シート検知手段５の検知結果に基づいて前記反転搬送部材３の正転を停止させる停止手段６と、搬送されるシートＳの坪量又は厚さに応じて、前記シート検知手段５の位置から前記反転搬送部材３に至るまでの間のシート搬入経路１及びスイッチバック経路２内で変化するシートＳの先端移動軌跡を参酌し、シートの坪量又は厚さに関する情報が大きい場合には小さい場合に比して正転停止タイミングを遅らせるように前記停止手段６による前記反転搬送部材３の正転停止タイミングを決定する決定手段７とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような技術的手段において、反転搬送部材３は、シートＳを挟持した状態で搬送可能なものであればよく、例えばロール対やベルト対あるいはロール及びベルトの組み合わせ等適宜選定して差し支えない。
【０００９】
そして、本発明においては、決定手段７が、搬送されるシートＳの種類に応じて、前記反転搬送部材３に至るまでのシート搬送経路長変化を補正するように停止手段６による前記反転搬送部材３の正転停止タイミングを決定する。
ここで、反転搬送部材３の正転停止タイミングは、搬送されるシートＳの搬送方向後端がシート搬入経路１から抜け且つ反転搬送部材３を通過しないタイミングに決定される。このシートＳの種類の分別基準としては、例えばシートＳの大きさ、厚さ、材料、坪量等が挙げられるが、本発明では、シートの種類として坪量又は厚さに関する情報を用い、シートの坪量又は厚さに関する情報が大きい場合には小さい場合に比して正転停止タイミングを遅らせるように前記反転搬送部材３の正転停止タイミングを決定するようにしている。
尚、シートＳの種類に関する情報については、例えばユーザーが入力するようにしてもよいし、また、本発明に係るシート反転装置あるいはこのシート搬送装置が組み込まれた画像形成装置の内部にシート種類の検知機構を設け、この検知結果に基づくようにしてもよい。
【００１０】
次に、上述した技術的手段の作用について説明する。
まず、シート搬入経路１に搬入されたシートＳは、スイッチバック経路２に向けて搬送される。次に、スイッチバック経路２では、反転搬送部材３が正転しながらシートＳをニップし、シートＳをスイッチバック経路２内へと導く。
一方、決定手段７には搬送されるシートＳの種類に関する情報が伝達され、決定手段７は、これに応じて停止手段６による前記反転搬送部材３の正転停止タイミングを決定する。また、シート搬入経路１に設けられたシート検知手段５は、シートＳを検知し、停止手段６に伝達する。そして、停止手段６は、シート検知手段５からの検知信号に基づき、前記決定手段７により決定されたタイミングで前記反転搬送部材３の正転を停止させる。
このとき、反転搬送部材３の正転停止タイミングは、各種シートＳに応じて、その搬送方向後端がシート搬入経路１から抜け且つ反転搬送部材３を通過しないタイミングに決定されているので、その後、反転搬送部材３を逆転させシート排出経路４に向けてシートＳを送り込む際に、シートＳの詰まりや折れが生じることはなく、安定したシート反転動作が行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明に係るシート反転装置を具備させたレーザビームプリンタの実施の形態１を示す。
同図において、符号１０はプリンタ本体であり、その内部には用紙Ｐを給紙する給紙部２０、用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部３０、用紙Ｐ上の画像（トナー像）を定着する定着部４０等を備えている。
【００１２】
ここで、給紙部２０は、用紙Ｐが収容される用紙トレイ２１と、この用紙トレイ２１上の用紙Ｐを繰り出すナジャーロール２２と、取り出された用紙Ｐを一枚ずつ捌く捌きロール対２３とを備えている。
そして、符号２４は、給紙部２０より送り出された用紙Ｐを一時的にせき止めることで、用紙Ｐのスキューを補正し且つ所定のタイミングで画像形成部３０に送り込むレジロール対、符号２５は前記レジロール対２４の直前に設けられ、用紙Ｐの通過を検知するレジセンサである。
【００１３】
また、画像形成部３０は、画像が形成担持される感光体ドラム３１と、この感光体ドラム３１上を所定の電位に帯電する帯電装置３２と、感光体ドラム３１上に静電潜像を書き込むレーザ露光装置３３と、感光体ドラム３１上の静電潜像をトナーで現像する現像装置３４と、感光体ドラム３１上の画像（トナー像）を用紙Ｐに転写する転写装置（転写ロール）３５とを備えている。
【００１４】
更に、定着部４０は、一対の定着ロールからなり、用紙Ｐを加熱加圧することで画像を定着させるようになっている。
尚、符号４１は、定着部４０の直後且つ用紙Ｐの本体装置排出口１１の直前に設けられ、用紙Ｐの通過を検知する本体排出センサである。
【００１５】
また、符号５０は、前記プリンタ本体１０の上部に着脱自在に設けられた反転排出ユニットである。
この反転排出ユニット５０は、図３に示すように、前記本体装置排出口１１（図２参照）に連通接続される湾曲搬送路５１と、この湾曲搬送路５１から送られた用紙Ｐをスイッチバックあるいはそのまま排出口５２に排出する排出路５３と、この排出路５３中に正逆方向に回転自在に設けられた反転ロール対５４と、前記排出路５３に直線的に連通接続され、前記排出路５３からスイッチバックして送り出された用紙Ｐを反転排出口５５に排出する反転排出路５６と、この反転排出路５６中に回転自在に設けられた搬送ロール対５７とを有している。
尚、符号５８は、前記湾曲搬送路５１と反転排出路５６とが合流する部位に設けられたガイドである。このガイド５８は、マイラーフィルムからなり、前記湾曲搬送路５１の一方の側面５１ａ側を固定端とし、他方５１ｂ側を自由端とすることで、スイッチバック実行時に用紙Ｐが再度湾曲搬送路５１に逆送するのを防ぐようになっている。
また、符号５９は、反転排出路５６を通過する用紙Ｐを検知する反転排出センサである。
【００１６】
そして、前記排出口５２から送り出された用紙Ｐは、プリンタ本体１０上部に設けられた排紙トレイ１２（図２参照）に排出されるようになっている。
一方、前記反転排出口５５から送り出された用紙Ｐは、プリンタ本体１０の側面に着脱自在に取り付けられた戻し搬送ユニット６０に送り込まれるようになっている。
【００１７】
本実施の形態において、戻し搬送ユニット６０は、図２に示すように、前記反転排出ユニット５０の反転排出口５５（図３参照）に連通接続される戻し搬入口６１を有している。また、戻し搬送ユニット６０の下部側には、前記プリンタ本体１０の再搬入口１３に連通接続される戻し排出口６２が設けられている。
尚、符号６３，６４は、戻し搬送ユニット６０内の用紙Ｐを搬送する搬送ロール対である。
【００１８】
そして、本実施の形態では、図４に示す搬送制御系にて反転ロール対５４の駆動を制御するようになっている。
この搬送制御系は、マイクロコンピュータシステムにて構築された搬送制御装置１００からなり、図２〜図４に示すように、画像形成情報（片面、両面）、用紙情報（坪量）、及び、レジセンサ２５、本体排出センサ４１、反転排出センサ５９からの各検知信号が入力インターフェース１０１を介してＣＰＵ１０２に取り込まれ、次に、ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に格納されている制御プログラムを実行してＲＡＭ１０４との間で適宜データ処理を行った後、出力インターフェース１０５を介して、反転ロール対５４に対し、駆動・停止及び正転・逆転に関する所定の制御信号を送出するようになっている。
【００１９】
次に、本実施の形態に係るレーザビームプリンタの動作について説明する。
今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。
まず、画像形成部３０では、帯電装置３２により一様に帯電された感光体ドラム３１にデジタル信号に応じた静電潜像をレーザ露光装置３３にて夫々書き込ませ、この静電潜像をトナーを収容した現像装置３４により現像して上記各色のトナー像を形成させる。
【００２０】
一方、用紙Ｐは、用紙トレイ２１から取り出され、レジロール対２４にて一時的にせき止められた後、所定のタイミングで転写位置へと供給され、感光体ドラム３１に対して転写ロール３５が用紙Ｐをニップする。
そして、感光体ドラム３１と転写ロール３５との間に形成される転写電界の作用で、感光体ドラム３１上に担持された画像（トナー像）が用紙Ｐに転写される。画像が転写された用紙Ｐは、定着部４０へと搬送され画像の定着が行われる。また、転写後の感光体ドラム３１上に残留したトナーは、図示しないクリーナによってクリーニングされる。
【００２１】
その後、画像が定着された用紙Ｐは、図３に示す湾曲搬送路５１より反転排出ユニット５０内に搬入される。
ここで、用紙Ｐの片面のみに画像形成を行う場合（片面モード）は、湾曲搬送路５１に搬入された用紙Ｐが、排出路５３を介して排出口５２より排紙トレイ１２（図２参照）に排出される。この間、反転ロール対５４はずっと正転することとなる。
【００２２】
一方、用紙Ｐの両面に画像形成を行う場合（両面モード）は、定着後の用紙Ｐが、湾曲搬送路５１を介して一旦排出路５３まで搬入された後、搬送方向が反転せしめられ、反転排出路５６を介して反転排出口５５より排出される。この間、反転ロール対５４は正転した後所定のタイミングで逆転することとなる。
尚、この反転ロール対５４の正転逆転制御の詳細については後述する。
そして、反転排出口５５から排出された用紙Ｐは、図２に示す戻し搬入口６１より戻し搬送ユニット６０に搬入され、搬送ロール対６３，６４によって搬送された後、戻し排出口６２から排出される。排出された用紙Ｐは、その表裏が反転せしめられた状態で再びプリンタ本体１０内に搬入され、レジロール対２４で一時的にせき止められた後、所定のタイミングで転写位置へと搬送され、裏面画像の転写が行われる。
転写後の用紙Ｐは、定着部４０で裏面画像が定着された後、再び、図３に示す湾曲搬送路５１より反転排出ユニット５０内に搬入され、今度は、排出路５３を介して排出口５２より排紙トレイ１２に排出され、一連のプロセスを終了する。
【００２３】
次に、上述した一連のプロセスにおける反転ロール対５４の駆動制御（搬送制御装置１００による制御）を、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
画像形成がスタートすると、まず、これから形成される画像が両面画像であるかどうかの判定が行われる。
ここで、両面画像の形成を行う場合には、用紙情報（坪量）が入力され、これに基づいて、図６に示すテーブルからタイマー値が取得される。
次に、用紙Ｐの先端が本体排出センサ４１を通過したかどうかが繰り返し判定され、通過が検知された時点で、反転ロール対５４の正転駆動が開始される。
その後、用紙Ｐの後端がレジセンサ２５を通過したかどうかが繰り返し判定され、通過が検知された時点で、図示しないタイマーによるカウントが開始される。
そして、タイマーのカウント値が取得されたタイマー値を超えたかどうかが繰り返し判定され、タイマー値を超えた時点で反転ロール対５４の正転駆動が停止される。
その後、用紙Ｐを反転搬送してよいという信号が送出されると、反転ロール対５４の逆転駆動が開始される。
そして、用紙Ｐの後端が反転排出センサ５９を通過したかどうかが繰り返し判定され、通過が検知された時点で反転ロール対５４の逆転駆動が停止される。
次に、反転された用紙Ｐの先端が本体排出センサ４１を通過したかどうかが繰り返し判定され、通過が検知された時点で、反転ロール対５４の正転駆動が開始される。
その後、用紙Ｐの後端がレジセンサを通過したかどうかが繰り返し判定され、通過が検知されてから所定時間（用紙Ｐが排紙トレイ１２に完全に排出されるのに十分な時間）が経過した後、反転ロール対５４の正転駆動が停止され、両面画像形成に伴う用紙搬送を終了する。
尚、片面画像形成時には、上述した両面画像形成時の説明のうち、反転後の用紙Ｐの搬送と同様のプロセスが実行されることとなる。
【００２４】
本実施の形態では、用紙Ｐの種類（坪量）に応じて、反転ロール対５４の正転駆動停止タイミングを異ならせているが、これは次の理由による。
図７は、定着部４０から排出された用紙Ｐの搬送状態を模式的に示したものである。尚、同図において、符号ＰHは坪量の大きな用紙（硬い用紙）、符号Ｐsは坪量の小さい用紙（柔らかい用紙）を示している。
一般に知られているように、硬い用紙ＰHはこしが強いため、その先端が湾曲搬送路５１の一方の側壁５１ａに規制されながら搬送されていくこととなる。一方、柔らかい用紙Ｐsはこしが弱いため、その先端が湾曲搬送路５１の他方の側壁５１ｂに沿って搬送されていくこととなる。
【００２５】
従って、硬い用紙ＰHと柔らかい用紙Ｐsとでは、定着部４０から排出されてから反転ロール対５４に到達するまでの搬送経路が異なり、この間にかかる時間も異なることになる。
すると、用紙種に関係なく同じタイミングで反転ロール対５４を停止させた場合、硬い用紙ＰHと柔らかい用紙Ｐsとでは、その後端ＰEの停止位置も異なることになってしまう。
そこで、本実施の形態では、用紙Ｐの紙質（坪量）に応じて反転ロール対５４の正転停止タイミングを設定している。これにより、用紙種に関係なく、正転停止時の用紙Ｐの後端ＰEを、湾曲搬送路５１の下流側且つ反転ロール対５４のニップ手前の位置で停止させることができる。従って、用紙Ｐの折れや詰まりを発生させることなく、安定した反転動作を行わせることができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、従前のタイプのものと部品構成が変わらず、制御のみで対応できるため、構成が複雑化することはない。
更に、このような構成を採用することで、反転実行時の用紙Ｐの後端ＰEの位置の誤差を小さくできるので、反転ロール対５４を湾曲搬送路５１や反転排出路５６に近い側に配設することができ、その結果、装置を小型化できると共に、プリントの生産性を向上させることができると共に、ＦＣＯＴ（First copy output time）を短縮化することができる。
更にまた、用紙Ｐの種類に応じて反転ロール対５４の正転停止タイミングを設定すればよいので、多くの種類の用紙Ｐに対応することが可能となる。
【００２７】
尚、本実施の形態では、用紙Ｐの坪量毎にグループ分けし、反転ロール対５４の正転停止タイミング（タイマー値）を当てはめるようにしていたが、これに限られるものではなく、用紙Ｐの種類（厚紙、薄紙など紙の厚さ）毎にグループ分けするようにしてもよい。
【００２８】
◎実施の形態２
図８は、本発明に係るシート反転装置を具備させたレーザビームプリンタの実施の形態２を示す。
同図において、符号１０はプリンタ本体であり、これは、実施の形態１で説明したものと同様の構成を有しているので、これらには同様の符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
【００２９】
また、符号７０は、前記プリンタ本体１０の上部に着脱自在に設けられた分岐反転ユニットである。
この分岐反転ユニット７０は、図９に示すように、プリンタ本体１０の本体装置排出口１１（図８参照）に連通接続される二つの湾曲搬送路７１ａ、７１ｂと、前記湾曲搬送路７１ａから送られた用紙Ｐをスイッチバックあるいはそのまま第一排出口７２に排出する第一排出路７３と、この第一排出路７３中に正逆方向に回転自在に設けられた反転ロール対７４と、前記第一排出路７３に直線的に連通接続され、前記第一排出路７３からスイッチバックして送り出された用紙Ｐあるいは前記湾曲搬送路７１ｂから送られた用紙Ｐを第二排出口７５に排出する第二排出路７６と、この第二排出路７６中に回転自在に設けられた搬送ロール対７７と、前記湾曲搬送路７１ａ、７１ｂとの間に揺動自在に設けられ、搬送経路を切り換える切換ゲート８０とを備えている。尚、符号７８は用紙Ｐの逆送防止用のマイラーフィルムであり、符号７９は、第二排出路７６を通過する用紙Ｐを検知する反転排出センサである。
【００３０】
また、本実施の形態に係るレーザビームプリンタは、実施の形態１に係るレーザビームプリンタとは異なり、図８に示すように、戻し搬送ユニットを装備しておらず、その側面には、第二排紙トレイ１４が配設されている。
【００３１】
このように分岐反転ユニット７０を構成することで、本実施の形態に係るレーザビームプリンタでは、例えば、湾曲搬送路７１ａから第一排出路７３を介して排紙トレイ１２に排出する場合は、用紙Ｐの像担持面が下側になって排出されるが、湾曲搬送路７１ａから第一排出路７３へと搬入した後に反転させ第二排出路７６を介して第二排紙トレイ１４に排出する場合、並びに、湾曲搬送路７１ｂから第二排出路７６を介して第二排紙トレイ１４に排出する場合は、用紙Ｐの像担持面側が上側になって排出されることになるため、ユーザーのニーズに応じた排出方法を選択することができるという点で有用なものである。
【００３２】
このような構成においても、実施の形態１と同様に、用紙種に応じて、反転動作実行時の反転ロール対７４の正転停止タイミングを変更するようにすれば、用紙Ｐの折れや詰まりを発生させることなく、安定した反転動作を行わせることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、搬送されるシートの坪量又は厚さに応じて、シート検知手段の位置から反転搬送部材に至るまでのシートの先端移動軌跡を参酌したシート搬送経路長変化を補正するように前記反転搬送部材の正転停止タイミングを決定するようにしたので、シートの折れや詰まりを発生させることなく、安定したシート反転動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るシート反転装置の概要を示す説明図である。
【図２】 本発明に係るシート反転装置が適用されたレーザビームプリンタの実施の形態１の全体構成図である。
【図３】 実施の形態で用いられた反転排出ユニットの構成図である。
【図４】 搬送制御装置のブロック図である。
【図５】 反転ロールの制御フローである。
【図６】 使用される用紙の坪量とタイマー値との関係を示すテーブルである。
【図７】 定着部通過後の用紙の挙動を示す模式図であるである。
【図８】 本発明に係るシート反転装置が適用されたレーザビームプリンタの実施の形態１の全体構成図である。
【図９】 実施の形態で用いられた分岐反転ユニットの構成図である。
【符号の説明】
１…シート搬入経路，２…スイッチバック経路，３…反転搬送部材，４…シート搬出経路，５…シート検知手段，６…停止手段，７…決定手段，Ｓ…シート

Claims (1)

1. シートを搬入し且つ少なくとも一部に湾曲搬送路を有するシート搬入経路と、
   前記シート搬入経路から送られたシートをスイッチバックするスイッチバック経路と、
   前記スイッチバック経路中に設けられ、正転することで当該スイッチバック経路にシートを引き入れると共に、逆転することで当該スイッチバック経路からシートを送り出す反転搬送部材と、
   前記スイッチバック経路から送られたシートを排出するシート排出経路と、
   前記シート搬入経路に設けられてシートの通過を検知するシート検知手段と、
   前記シート検知手段の検知結果に基づいて前記反転搬送部材の正転を停止させる停止手段と、
   搬送されるシートの坪量又は厚さに応じて、前記シート検知手段の位置から前記反転搬送部材に至るまでの間のシート搬入経路及びスイッチバック経路内で変化するシートの先端移動軌跡を参酌し、シートの坪量又は厚さに関する情報が大きい場合には小さい場合に比して正転停止タイミングを遅らせるように前記停止手段による前記反転搬送部材の正転停止タイミングを決定する決定手段とを備えたことを特徴とするシート反転装置。

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