JP7454127B2

JP7454127B2 - シート材搬送装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP7454127B2
Application number: JP2019137733A
Authority: JP
Inventors: 瑞来田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2019-07-26
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2024-03-22
Anticipated expiration: 2039-07-26
Also published as: JP2021020761A; US11046545B2; US20210024317A1

Description

本発明は、シート材搬送装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、第一の向きにシート材を搬送する第一搬送経路と、第一搬送経路を一部供用し、第一の向きとは反対の第二の向きにシート材を搬送する第二搬送経路と、第一搬送経路と第二搬送経路とが交差する箇所に設けられ、第一の向き用の第一姿勢と第二の向き用の第二姿勢との間で姿勢切り替え可能な分岐部搬送ガイド部材とを備えたシート材搬送装置が知られている。
例えば、特許文献１には、前記分岐部搬送ガイド部材を、コイルスプリングと、コイルスプリングの付勢力に抗する力を発揮させるソレノイドとによって、第一姿勢と第二姿勢との間で姿勢切り替え可能にしたものが開示されている。

ソレノイドといった電気制御するアクチュエータを用いるためコストが上昇してしまう。

上述した課題を解決するために、本発明のシート材搬送装置は、第一の向きにシート材を搬送する第一搬送経路と、前記第一搬送経路を一部供用し、第一の向きとは反対の第二の向きにシート材を搬送する第二搬送経路と、前記第一搬送経路と前記第二搬送経路とが交差する箇所に設けられ、前記第一の向き用の第一姿勢と前記第二の向き用の第二姿勢との間で姿勢切り替え可能な分岐部搬送ガイド部材とを備えたシート材搬送装置において、前記分岐部搬送ガイド部材を、互いに独立に姿勢切り替え可能にシート材の幅方向に複数設けられており、前記分岐部搬送ガイド部材は、シート材の幅方向成分を持つ向きに倒れ得るようにガタを設けて支持されていることを特徴とするものである。

本発明によればソレノイドといった電気制御するアクチュエータを用いることなく、姿勢切り替えが可能である。

実施形態に係るプリンタの概略構成図。給紙搬送系を示す概略構成図。反転部分である反転搬送ガイド周辺の拡大図。分岐搬送ガイドの作動の説明図。分岐搬送ガイドの配置の説明図。分岐搬送ガイド９の回動動作の説明図。幅方向で最大サイズの用紙を通紙した場合の説明図。小サイズ紙（例えばＡ６）を通紙した場合の説明図。サイドカール紙を通紙した場合の説明図。用紙端部が分岐搬送ガイドに接触した状態の説明図。分岐搬送ガイドの待機位置に関する説明図。分岐搬送ガイドの搬送リブ構成の説明図。変形例の説明図。

以下の説明で「画像形成装置」とは、紙、ＯＨＰシート、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に現像剤やインクを付着させて画像形成を行う装置を意味する。また「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、「シート材」とは紙（用紙）に限らず、ＯＨＰシート、布帛なども含み、現像剤やインクを付着させることができる媒体の意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものも含む。以下の実施形態ではシート材を「用紙」として説明し、また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。

本発明を画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ１００に適用した一実施形態について説明する。インクジェット方式などの電子写真方式以外の画像形成装置にも適用可能である。

図１は、実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図である。同図に示すように、プリンタ１００は、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）のトナー像を作像するための四つの作像ユニット（作像装置）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙを備えている。各部品に付された符号の末尾に添えるＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙという添字は各色に対応させたものである。光書込ユニット１２０、中間転写ベルトユニット１３０、給紙装置１４０、定着装置１５０、排紙装置１６０及び再給紙装置１７０を備えている。

作像ユニット１１０は、像担持体としての感光体、帯電チャージャ、現像ユニット、一次転写ユニット、クリーニングユニットなどを備えたものである。帯電チャージャにより電位を付与した感光体に、光書き込みユニットに１２０によって潜像を形成し、この潜像を現像ユニットにより顕像化されたトナー像を、一次転写ユニットで中間転写ベルトユニット１３０の中間転写ベルト３に転写する。また、転写されずに残ったトナーは、クリーニングユニットによりクリーニングされ、また、感光体表面に残った電位は、徐電ユニットにより零電位に戻される。この中間転写ベルト３上のトナー像が給紙搬送系を搬送されるシート材としての用紙に転写される。なお、この中間転写ベルト３にトナー像を形成するための作像ユニット、光書込ユニット及び中間転写ベルトユニット１３０で画像形成部が構成される。

図２は給紙搬送系を示す概略構成図である。給紙装置１４０の給紙コロ１で給紙された用紙はレジストローラ２へ到達後、規定のたわみを形成させて待機する。中間転写ベルト３でトナー像が搬送されている。２次転写ローラ４にて用紙に転写できるようにタイミングを決めてレジストローラ２を駆動開始し用紙を搬送させ、２次転写ローラ４で用紙にトナー像を転写する。その後、定着装置１５０でトナーを用紙に定着する。具体的には加熱手段２５を内蔵した定着ローラ５と加圧ローラ３５との圧接部に用紙を通し、加圧・加熱によりトナーを用紙に定着する。

片面印刷の場合は、排紙装置１６０により、排紙ローラ７と対向ローラ３７とで挾持搬送して用紙を排紙トレイ２７へ排出する。両面印刷の場合、定着ローラ５と加圧ローラ３５との圧接部を用紙後端が抜けた後、反転搬送ガイド６に設けられた排紙センサにて用紙後端を検知し、反転搬送ガイド６の頂点を用紙後端が抜けたタイミングにて、排紙ローラ７を逆転させる。排紙ローラ７はステッピングモータにて駆動制御されており、排紙センサの検知結果に応じて回転方向を制御可能となっている。排紙ローラ７の逆転開始後は、再給紙装置１７０の両面ローラ８に用紙が到達し、ターンして再びレジストローラ２に到達して、たわみ作成後に待機する。あとは、片面印刷と同様に二次転写及び定着がなされ、排紙トレイ２７へ排出される。

図２中、符号１１、１２は排紙装置１６０における排紙下ガイド、排紙上ガイドを示す。符号３８は再給紙装置１７０における外側ガイドを示す。

図３は反転部分である反転搬送ガイド６周辺の拡大図である。排紙下ガイド１１は排紙ローラ７を保持している搬送ガイドで、用紙の画像面側をガイドする。排紙上ガイド１２は、排紙ローラ７へ用紙を導入させるための搬送ガイドである。反転搬送ガイド６は、図の左右両側に搬送経路を持っており、左側は排出もしくは反転前の用紙の非画像面側をガイドしている。それに対して右側は反転後の用紙を、外側ガイド３８とともに、両面経路へ案内する機能を持っている。

反転搬送ガイド６には、反転時の経路切替を行うための分岐搬送ガイド部材としての分岐搬送ガイド９が設置されている。分岐搬送ガイド９は、反転搬送ガイド６に設けられた回動支点としての回動軸１０にて軸支されており、ソレノイド等の駆動手段はとられていない。また、スプリング等の付勢手段もとっておらず、用紙による押し上げもしくは自重のみで作動する。

分岐搬送ガイド９の機能は次のものである。排出経路・両面経路の分岐部はどうしても搬送経路のスペースが大きくなってしまうため、用紙の搬送が安定しにくい。定着直後なので、カールの影響も大きい。例えば、先端が大きくバックカール（幅方向外側が中央よりも反転搬送ガイド６側に接近する図の右側へのカール）していた場合、分岐搬送ガイド９が無いと、反転搬送ガイド６から排紙上ガイド１２の受け渡しにて排紙上ガイド１２への到達時のカール紙先端の入射角が大きくなり、先端折れ、耳折れ、ジャムが発生してしまう。また、反転開始後はフェイスカール（図の左側へカール）していた場合やサイドカールが大きい場合、両面経路へ案内できずに元の定着側の経路に入ってしまう可能性がある。そこで、分岐搬送ガイド９を設けて、カールの状態によらず確実に用紙を搬送できるようにする。

図４は、分岐搬送ガイドの作動を説明するための図である。用紙反転時の分岐搬送ガイド９の作動を説明する。定着ローラ５から排出された用紙Ｐは、排紙の向きである第一の向きに進みながら、分岐搬送ガイド９に到達する。するとその先端にて、分岐搬送ガイド９を持ち上げて、排紙上ガイド１２へ受け渡される。この分岐搬送ガイド９が持ち上げられた姿勢が第一の向き用の第一姿勢に相当する。その後、排紙ローラ７へ導入される。用紙Ｐの後端が分岐搬送ガイド９を抜けた後は、自重にて待機位置に戻る。この待機位置は、排出経路を塞ぐ状態の第一位置（待機位置）であり、第二の向き用の第二姿勢に相当する。その後、排紙ローラ７が逆転して第二の向きに進む用紙Ｐが分岐搬送ガイド９の上側でガイドされ両面経路に案内される。このように分岐搬送ガイドは、その動作によって第一姿勢と第二姿勢との間で姿勢切り替え可能になっている。なお、排出経路と反転経路とは回動軸１０を挟んで互いに反対側に位置する。このため、比較的単純な分岐搬送ガイド形状であっても、排出経路を塞ぐ第二姿勢とこれを開放する第一姿勢とを選択的に取らせるだけで、用紙の安定なガイドが可能になっている。

ここで次の２点に配慮が必要である。第１に、用紙先端にて分岐搬送ガイド９を持ち上げるのに用紙先端に負荷がかかるので、薄紙や小サイズ紙でも持ち上げられるように分岐搬送ガイド９の重量を設定する必要がある。第２に、分岐搬送ガイド９を用紙Ｐの後端が抜けてから、反転開始して再び分岐搬送ガイド９に用紙Ｐが到達するまでに、分岐搬送ガイド９が元の位置に到達していなければいけない。分岐搬送ガイドの重量が大きければ戻ったときの衝撃も大きく、バウンドしてしまうため戻り時間が不安定となってしまう。ソレノイドにて分岐搬送ガイドを駆動させればこの課題は解消できるが、低コスト省スペースの装置では搭載困難な場合がある。また、戻り時間を早めるためにスプリングで分岐搬送ガイドを戻すことも可能だが、その場合は、第１の配慮点である用紙先端への負荷がさらに上がる方向となってしまう。

以上の２点を考慮し、本実施形態では、幅狭な分岐搬送ガイド９を互いに独立に動作可能な状態で反転搬送ガイド６に複数配置する。図５は分岐搬送ガイドの配置の説明図である。排紙上ガイド１２や外側ガイド３８を取り外し、反転部分である反転搬送ガイド６周辺を見た斜視図である。分岐搬送ガイド９は添え字ａ～ｄを付して示すように５つも受けられている。なお、反転搬送ガイド６の反転後の用紙をガイドする面には用紙に接触してガイドするリブ１６が形成されている。

幅狭とすることで１個当たりの重量が下げられる。小サイズ紙に対しては、持ち上げる分岐搬送ガイド９の数を大サイズ紙に比べて減らせるので、先端への負荷が低減でき、用紙へのダメージを防ぐことができる。また、１個あたりの重量が軽いので、待機位置に戻ったときの衝撃が小さくバウンドも小さく、静音性や生産性を高めることができる。これにより、反転までの時間を十分確保できる。さらに戻し用のスプリングを用いる必要が無くなるので、用紙先端にかかる負荷も小さく薄紙対応が可能となる。

図６は分岐搬送ガイド９の回動動作の説明図である。各分岐搬送ガイド９は、図６に示すように反転搬送ガイド６に分岐搬送ガイド９毎に設けられた回動軸１０にて軸支される。図６（ａ）に示す待機位置では、自重による回動軸１０回りの回転モーメントにより反転搬送ガイド６に設けられた回り止めとしてのリブ形状の待機位置回転止め部１４に当接した状態で静止している。図６（ｂ）に示すように、分岐搬送ガイド９を持ち上げたときは反転経路側の対向した外側ガイド３８に設けられてリブの上昇位置回転止め部１９に突き当たる。この位置では、カールを考慮しても排紙上ガイド１２への受け渡しを確実に行うことが可能である。

図７乃至９は、各サイズの用紙が到達した時の分岐搬送ガイドの状態を説明するための図である。各図は分岐搬送ガイド９に用紙が到達したときの幅方向の様子を画像面側（排紙下ガイド１１側）から見た図である。図７は幅方向で最大サイズの用紙を通紙した場合である。幅方向５箇所に設けられた分岐搬送ガイド９はほぼ同時に上がり、用紙Ｐ先端に対しては５個分の重量がかかることになる。このとき、最も腰が弱いのは端部なので、用紙サイズの端部に対して耳折れが発生しないように幅方向の位置を設定する必要がある。

図７に示すように、分岐搬送ガイド９の配置は、Ａ列、Ｂ列、米国規格レターなどの定型サイズの端部位置とは重ならないように設定する。これは、分岐搬送ガイド９の側面と用紙端部位置が一致してしまうと、側面へ衝突して耳折れが発生してしまうのを防ぐためである。

図８は小サイズ紙（例えばＡ６）を通紙した場合である。この場合は中央３ヶ所（９ｂ、９ｃ、９ｄ）を持ち上げるが、端部の９ａ、９ｅは持ち上がらない。よって、その分先端にかかる負荷も低減されるので、先端折れ等の不具合は発生しない。図９に示すのは用紙に大きなサイドカール（幅方向外側が中央よりも反転搬送ガイド６側に接近するバックカール）が付いている場合である。この場合、用紙中央に比べて、端部の方が先に分岐搬送ガイド９ａ、９ｅに到達する。搬送パスの幅の中で、用紙中央は排紙下ガイド１１、用紙端部は反転搬送ガイド６に沿って搬送されるので、用紙中央部は分岐搬送ガイド９の先端近傍、用紙端部は根元近傍に到達し、時間差が発生する。しかし、端部にかかる先端負荷は左右それぞれ１箇所分のみなので、耳折れに対しては有利な方向となる。

前述のように分岐搬送ガイド９の配置は、定型サイズの端部位置とは重ならないように設定するのであるが、ユーザーが不定形サイズを用いる場合もあるので、次のように構成することが好ましい。

図１０は、用紙端部が分岐搬送ガイドに接触した（当たった）状態を説明するための図である。図１０に示すように、分岐搬送ガイド９が幅方向に傾く（幅方向成分を持つ向きに倒れる）等して動けるガタ、具体的には、図６の回動軸１０の半径方向にガタを設ける。これによって、側面へ用紙端部が当たった場合でも、外側に逃げることで耳折れを回避できる。図６の回動軸１０の半径方向のガタの量によって傾き量を調整することができる。

図１１は分岐搬送ガイドの待機位置に関する説明図である。分岐搬送ガイド９が自重で戻る際には、その衝撃を出来るだけ小さくすることで、バウンドによる戻り時間の遅れや、衝突音の低減を行うことが好ましい。そのためには図１１に示すように、回動軸１０を基準に見たときに重心位置Ｇまでの距離Ｌ１に対して待機位置回転止め部１４までの距離Ｌ２を極力小さく設定することが好ましい。例えば、距離の比をおよそ３：１に設定する。自重による回動軸１０回りの回転モーメントを、バウンドを速やかに収束させるのにより良好に寄与させることができるからである。

図１２は分岐搬送ガイドの搬送リブ構成の説明図である。分岐搬送ガイド９は図１２に示すように排出側（排紙下ガイド１１と対向する位置）と反転側の両側に通紙リブを持たせることが好ましい。図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示すＡ－Ａ線による断面図である。排出側通紙リブ１７と反転側通紙リブ１８とが形成されている。

搬送経路でみると、分岐搬送ガイド９は定着ローラ５の真上に位置しているため、定着ローラ５を用紙が通過する際に発生する水蒸気により結露が発生しやすくなる。よって、排出側は図１２の断面ようにリブ先端を根元に比べて細くすることで、リブ先端へ結露による水滴付着を防ぐことが出来る。リブが細いため、水滴が付く面積が減るということと、熱容量が小さくなることによりリブ先端が温まりやすくなり結露しにくくなるという効果がある。また、同様に図１２（ｃ）の反転搬送ガイド６や排紙上ガイド１２も定着ローラ５の上方にあるため、水滴がたまりや安くなる。これに対しては、図１２（ｃ）の分岐搬送ガイド９のように用紙Ｐを付勢することで反転搬送ガイド６や排紙上ガイド１２と極力接触しないようにしながら搬送することで用紙への水滴付着を防止している。

以上の実施形態では、５箇所の分岐搬送ガイド９のすべてを自重のみで待機位置に復帰するように構成したが、次の態様で軽めのスプリングを設けて待機位置への復帰などを補助するようにしてもよい。一つ目の態様は、５箇所すべてに弱めのスプリングを配置する態様である。すべての分岐搬送ガイドについてカール矯正や復帰を補助するためである。二つ目の態様は、両端の一つ９ａ、９ｅのみ設ける態様である。幅が広いほどカールが強いため、このカールを抑えて良好にガイドするため両端部のみスプリングを設けるのである。三目の態様は、中央の一つ９ｃのみスプリングを設けず、他の４つはスプリングを設ける態様である。中央の一つの分岐搬送ガイド９ｃのみに接触する小サイズでしかも薄い用紙でも分岐搬送ガイド９ｃを押し上げられるとともに、他の分岐搬送ガイドにも接触する大きめの用紙についてはカール矯正や復帰を補助するためである。なお、スプリングの配置箇所として図１３の箇所を用いることができる。

１：給紙コロ
２：レジストローラ
３：中間転写ベルト
４：２次転写ローラ
５：定着ローラ
６：反転搬送ガイド
７：排紙ローラ
８：両面ローラ
９：分岐搬送ガイド
１０：回動軸
１１：排紙下ガイド
１２：排紙上ガイド
１４：待機位置回転止め部
１６：リブ
１７：排出側通紙リブ
１８：反転側通紙リブ
１９：上昇位置回転止め部
２５：加熱手段
２７：排紙トレイ
３５：加圧ローラ
３７：対向ローラ
３８：外側ガイド
１００：プリンタ
１１０：作像ユニット
１２０：光書込ユニット
１３０：中間転写ベルトユニット
１４０：給紙装置
１５０：定着装置
１６０：排紙装置
１７０：再給紙装置
Ｇ：重心位置
Ｐ：用紙

特許第２８４９４８５号公報

Claims

第一の向きにシート材を搬送する第一搬送経路と、前記第一搬送経路を一部供用し、第一の向きとは反対の第二の向きにシート材を搬送する第二搬送経路と、前記第一搬送経路と前記第二搬送経路とが交差する箇所に設けられ、前記第一の向き用の第一姿勢と前記第二の向き用の第二姿勢との間で姿勢切り替え可能な分岐部搬送ガイド部材とを備えたシート材搬送装置において、
前記分岐部搬送ガイド部材を、互いに独立に姿勢切り替え可能にシート材の幅方向に複数設けられており、
前記分岐部搬送ガイド部材は、シート材の幅方向成分を持つ向きに倒れ得るようにガタを設けて支持されていることを特徴とするシート材搬送装置。
前記第二姿勢を取る前記分岐部搬送ガイド部材は、シート材の先端との接触で前記第一姿勢に姿勢が切り替えられ、当該シート材の後端が抜けることで前記第二姿勢に復帰することを特徴とする請求項１に記載のシート材搬送装置。
複数の前記分岐部搬送ガイド部材の少なくとも一つについての前記第二姿勢への復帰は、前記分岐部搬送ガイド部材の自重によってなされることを特徴とする請求項２に記載のシート材搬送装置。
前記分岐部搬送ガイド部材は、回動支点を中心に動作し、前記回動支点を挟んで前記分岐部搬送ガイド部材の重心とは反対側の箇所を回り止めに当てる事で前記第二姿勢を保ち、前記分岐部搬送ガイド部材の前記回り止めが当たる箇所から前記回動支点までの距離は、前記回動支点から前記分岐部搬送ガイド部材の重心までの距離よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載のシート材搬送装置。
前記分岐部搬送ガイド部材はシート材と接触するリブを有しており、前記リブは根元の幅に対して先端が細くなっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載のシート材搬送装置。
前記分岐部搬送ガイド部材は、回動支点を中心に動作し、前記第一搬送経路と前記第二搬送経路とは前記回動支点を挟んで互いに反対側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載のシート材搬送装置。
請求項１乃至６の何れか一に記載のシート材搬送装置と、シート材に画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置。
前記画像形成部で画像が形成されたシート材を装置外に排出する排出経路が前記第一搬送経路であり、第一搬送経路を第一の向きに搬送されたシート材を再度画像形成部に送り込むために反転させて搬送する反転経路が前記第二搬送経路である請求項７の画像形成装置。