(57)【要約】【課題】  容易にシートを反転する。【解決手段】  排出反転ロール３４は、分岐点Ａからニップ部Ｎに向けての反転開始距離Ｃが所定の値になるまでシート１１６の搬送方向後端がシート搬送方向に移動すると、制御部１０６の制御によって反転を開始する。また、搬送路２８は、シート１１６が排出反転ロール３４によってシート搬送方向に搬送され、シート１１６に対する反転開始距離Ｃが所定の値に達する前にガイド１１０に当接するように形成されている。排出反転ロール３４は、反転速度Ｖ１で反転するようにされている。排出反転ロール３４が反転すると、シート１１６が自重で垂れることによりシート１１６の反転方向先端が落下し、ガイド１１４上面の当接位置Ｄに当接する。ここで、シート端落下速度Ｖ２とすると、シート１１６のガイド１１４に対する当接距離Ｐは、Ｐ＝ｈ×Ｖ１／Ｖ２−Ｃの関係にある。【選択図】          図３−４
2006036419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路と、この搬送路を介して搬送されたシートを正逆方向に搬送するよう正逆回転可能に設けられた一対のロールと、前記搬送路から分岐点をもって上方へ分岐し、前記一対のロールにより反転されたシートが搬送される反転路と、前記一対のロールにより反転されたシートの反転方向先端が前記一対のロールにより分岐点よりも下方へ落下する前にシートの反転方向先端を前記反転路に挿入させるよう前記一対のロールを反転させるタイミングを制御する制御手段とを有することを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記一対のロールは、反転速度Ｖ１で回転し、シートの反転方向先端の落下速度をＶ２とし、前記反転路の開口距離をｈとし、前記一対のロールが正転することによりシートが分岐点から離れる距離をＣとし、シートが分岐点から反転路を介して搬送される位置までの距離をＰとすると、次式の関係が成り立つことを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
Ｐ＝ｈ×Ｖ１／Ｖ２−Ｃ
【請求項３】
前記搬送路を介して搬送されたシートの搬送方向端部を検知する検知手段を有し、前記制御手段は、前記検知手段の検知誤差範囲に応じて前記一対のロールが反転するタイミングを制御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。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載のシート搬送装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートを搬送するシート搬送装置、及びこれを有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばスイッチバックローラを反転させることによってシートを反転し、シートの両面に画像を形成する画像形成装置が知られている。
例えば特許文献１は、ガイド板上端部とガイドコロ表面との接線を結ぶ直線と、スイッチバックローラニップ部とガイドコロ表面との接線を結ぶ直線とのなす角を０°より大きくすることにより、反転したシートが逆流することを防止する画像形成装置を開示する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３３８１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例においては、スイッチバックローラが反転するタイミングについて何ら開示されておらず、例えばシートのコシ（弾性）が弱いと、シートが搬送路に詰り、シートを反転することができないという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、容易にシートを反転することができるシート搬送装置、及びこれを有する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、搬送路と、この搬送路を介して搬送されたシートを正逆方向に搬送するよう正逆回転可能に設けられた一対のロールと、前記搬送路から分岐点をもって上方へ分岐し、前記一対のロールにより反転されたシートが搬送される反転路と、前記一対のロールにより反転されたシートの反転方向先端が前記一対のロールにより分岐点よりも下方へ落下する前にシートの反転方向先端を前記反転路に挿入させるよう前記一対のロールを反転させるタイミングを制御する制御手段とを有するシート搬送装置にある。即ち、制御手段が一対のロールを反転させるタイミングを制御することにより、分岐爪などを設けることなく、容易にシートを反転することができる。
【０００７】
好適には、前記一対のロールは、反転速度Ｖ１で回転し、シートの反転方向先端の落下速度をＶ２とし、前記反転路の開口距離をｈとし、前記一対のロールが正転することによりシートが分岐点から離れる距離をＣとし、シートが分岐点から反転路を介して搬送される位置までの距離をＰとすると、Ｐ＝ｈ×Ｖ１／Ｖ２−Ｃの関係が成り立つ。即ち、シートは、反転路内の分岐点からの距離がＰである位置で反転方向先端が反転路を介して搬送され始めるので、確実にシートを反転することができる。
【０００８】
好適には、前記搬送路を介して搬送されたシートの搬送方向端部を検知する検知手段を有し、前記制御手段は、前記検知手段の検知誤差範囲に応じて前記一対のロールが反転するタイミングを制御する。即ち、検知手段の検知誤差によってシートの反転方向先端が反転路を介して搬送され始める位置がずれても、シートの反転方向先端を確実に反転路内に挿入することができる。
【０００９】
また、本発明の第２の特徴とするところは、上記記載のシート搬送装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容易にシートを反転することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の下部に例えば１段のシート供給ユニット１８が配置されている。
【００１２】
シート供給ユニット１８は、シート供給ユニット本体２０と、シートが収納されるシート供給カセット２２とを有する。シート供給カセット２２の奥端近傍上部には、シート供給カセット２２からシートを供給するフィードロール２４、及び、供給されるシートを１枚ずつ捌くリタードロール２６が配置されている。
【００１３】
搬送路２８は、フィードロール２４から排出口３０までのシート通路であり、この搬送路２８は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の右側面）近傍にあって、シート供給ユニット１８から後述する定着装置９０まで略鉛直に形成されている。この搬送路２８の定着装置９０の上流側に後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２とが配置され、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２の上流側にレジストロール３２が配置されている。また、搬送路２８の排出口３０の近傍には一対のロールからなる排出反転ロール３４が配置されている。排出反転ロール３４は、図示しない駆動モータにより正転及び逆転するようにされている。
【００１４】
したがって、シート供給ユニット１８に収容されているシートは、搬送路２８に導かれ、レジストロール３２により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間を通ってトナー像が転写され、この転写されたトナー像が定着装置９０により定着され、排出反転ロール３４により排出口３０から画像形成装置本体１２の上部に設けられた排出部３６へ排出される。両面印刷の場合には、排出反転ロール３４に導かれたシートは、排出反転ロール３４が反転することにより、後述する反転路１００を介してレジストロール３２に向けて搬送され、再び二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間を通ってトナー像が転写され、定着装置９０により定着されて、排出反転ロール３４の正転により排出部３６に排出される。排出部３６は、排出口部分が低く、正面方向（図１の左方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。
【００１５】
画像形成装置本体１２には、例えば正面側略中央部にロータリ現像装置３８が配置されている。ロータリ現像装置３８は、現像器本体４０内にイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及び黒（Ｂｌａｃｋ）の４色のトナー像をそれぞれ形成する現像器４２ａ〜４２ｄを有し、ロータリ現像装置中心４４を中心として左回り（図１において反時計回り）に回転する。現像器４２ａ〜４２ｄそれぞれは、現像ロール４６ａ〜４６ｄを有し、例えばコイルスプリングなどの弾性体４８ａ〜４８ｄにより、現像器本体４０の法線方向に押圧されている。
【００１６】
ロータリ現像装置３８には、例えば感光体からなりトナー像を担持する像担持体５０が当接するように配置されており、現像器４２ａ〜４２ｄの現像ロール４６ａ〜４６ｄは、ロータリ現像装置中心４４を中心として、それぞれ９０°の間隔で現像器本体４０の外周に配置され、像担持体５０上の潜像をそれぞれの色のトナーで現像する。
【００１７】
像担持体５０の下方には、該像担持体５０を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５２が設けられている。また、像担持体５０には、該像担持体５０の回転方向の帯電装置５２よりも上流側に像担持体用クリーナ５４が当接している。像担持体用クリーナ５４は、例えば一次転写後に像担持体５０に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレード５６と、クリーニングブレード５６が掻き取ったトナーを回収するトナー回収ボトル５８とから構成される。
なお、トナー回収ボトル５８の背面側（図１において右側）は、例えばリブなどが形成され、シートが滑らかに搬送されるように曲面にされて搬送路２８を構成している。
【００１８】
ロータリ現像装置３８の下方には、帯電装置５２により帯電された像担持体５０に、レーザ光などの光線により潜像を書き込む露光装置６０が配置されている。また、ロータリ現像装置３８の上方には、ロータリ現像装置３８によって可視化されたトナー像を一次転写位置で一次転写され、後述する転写ニップ部８２まで搬送する中間転写装置６２が設けられている。
【００１９】
中間転写装置６２は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体６４、一次転写ロール６６、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、スクレーパバックアップロール７４及びブラシバックアップロール７６から構成される。中間転写体６４は、一次転写ロール６６によって像担持体５０上のトナー像を例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール８０に向けて搬送する。
【００２０】
スクレーパバックアップロール７４は、二次転写後に中間転写体６４に残留するトナーを後述するスクレーパ８４が掻き取ることを補助し、ブラシバックアップロール７６は、二次転写後に中間転写体６４に残留するトナーを後述するブラシロール８６が掻き取ることを補助する。
【００２１】
中間転写体６４の上方には、例えば反射型のフォトセンサ７８が排出部３６の裏面（内側）に固定されることによって設けられている。フォトセンサ７８は、中間転写体６４上に形成されたトナーのパッチを読取り、中間転写体６４の回転方向における位置を検出するとともに、トナーの濃度検知を行う。
【００２２】
中間転写装置６２の二次転写バックアップロール７２には、搬送路２８を挟んで二次転写ロール８０が対峙している。つまり、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間が二次転写部における二次転写位置となっており、二次転写ロール８０は、二次転写バックアップロール７２の補助により、中間転写体６４に一次転写されたトナー像を二次転写位置でシートに二次転写する。
【００２３】
中間転写装置６２の反二次転写位置側には、中間転写体クリーナ８２が当接している。中間転写体クリーナ８２は、例えば二次転写後に中間転写体６４に残留するトナーを掻き取ってクリーニングするスクレーパ８４、スクレーパ８４によるクリーニング後に残ったトナーをさらに掻き取るブラシロール８６、スクレーパ８４及びブラシロール８６によって掻き取られたトナーを回収するトナー回収ボトル８８から構成される。
【００２４】
二次転写位置の上方には、定着装置９０が配置されている。定着装置９０は、加熱ロール９２と加圧ロール９４とを有し、二次転写ロール８０及び二次転写バックアップロール７２によりシートに二次転写されたトナー像をシートに定着させ、排出反転ロール３４に向けて搬送する。搬送路２８の加熱ロール９２と加圧ロール９４との下流には、シートの端部が通過したか否かを検知する通過センサ９６が配置されている。この通過センサ９６は、シートの端部がシート搬送方向（排出反転ロール３４に向かう方向）に通過したことを検知すると、検知結果を後述する制御部１０６に対して出力する。
また、定着装置９０の上部には、シートが通過するシート通過口９８が設けられており、両面印刷が設定された場合に、排出反転ロール３４が反転することにより、シートはシート通過口９８を通って反転路１００に導かれ、搬送ロール１０２ａ〜１０２ｃによりレジストロール３２に向けて搬送されるようになっている。
【００２５】
像形成ユニット１０４は、中間転写装置６２、像担持体５０、帯電装置５２、像担持体用クリーナ５４及び中間転写体用クリーナ８２を一体化したものである。この像形成ユニット１０４は、画像形成装置本体１２の排出部３６に直近下方に配置されている。
【００２６】
制御部１０６は、図示しないメモリを含み、露光装置６０の正面側に配置されて、画像形成装置１０を構成する各部を制御する。また、画像形成装置１０は、図示しないＰＣ（パーソナルコンピュータ）などから入力される指示に応じて、制御部１０６に対する設定を変更可能にされている。
【００２７】
次に、排出反転ロール３４及びその周辺について詳述する。
図２において、排出反転ロール３４及びその周辺が示されている。搬送路２８は、上述したようにフィードロール２４から排出反転ロール３４を通って排出口３０までのシート通路であり、排出反転ロール３４近傍の下側がガイド１０８によって形成され、排出反転ロール３４近傍の上側がガイド１１０によって形成されている。
【００２８】
搬送路２８と反転路１００とは、分岐点Ａにおいて分岐している。つまり、反転路１００は、例えば排出反転ロール３４のニップ部Ｎから分岐点Ａまでの距離ｒと略同じであるガイド１１０上の位置Ａ’と、分岐点Ａとの間の開口距離ｈの領域が開口部１１２となっており、この開口部１１２からレジストロール３２までのシート通路になっている。また、反転路１００は、開口部１１２近傍の上側がガイド１１０によって形成され、開口部１１２近傍の下側がガイド１１４によって形成されている。
【００２９】
次に、排出反転ロール３４の動作について説明する。
図３−１乃至図３−４において、排出反転ロール３４によって反転されるシート１１６の位置が示されている。
図３−１に示すように、後述する反転開始距離Ｃが所定の値になるまでシート１１６の搬送方向後端がシート搬送方向に搬送されると、排出反転ロール３４は制御部１０６の制御によって反転速度Ｖ１で反転を開始する。シート１１６の搬送方向後端は、シート１１６がシート反転方向に搬送されると（反転すると）、シート１１６の反転方向先端となる。
【００３０】
反転開始距離Ｃは、シート１１６が搬送方向に搬送されてシート１１６の搬送方向後端が分岐点Ａから離れ、排出反転ロール３４が反転するまでにシート１１６の搬送方向後端が分岐点Ａからニップ部Ｎに向けて移動する距離である。ただし、搬送路２８内において、ニップ部Ｎから分岐点Ａまでの距離ｒを半径とする円周上から、シート１１６の搬送方向後端がニップ部Ｎに向かって搬送され、排出反転ロール３４が反転するまでにシート１１６が移動する距離と、反転開始距離Ｃとは略同じとみなす。例えば、排出反転ロール３４が反転を開始した時のシート１１６の反転方向先端の位置と位置Ａ’との距離が反転開始距離Ｃであるとして扱う。
【００３１】
ここで、反転開始距離Ｃが所定の値になるように、シートの搬送方向後端がシート搬送方向に搬送されたか否かは、制御部１０６が通過センサ９６の検知結果を受入れて判断する。
【００３２】
また、搬送路２８は、シート１１６が排出反転ロール３４によってシート搬送方向に搬送され、シート１１６に対する反転開始距離Ｃが所定の値に達する前にガイド１１０に当接するように形成されている。
つまり、排出反転ロール３４は、シート１１６の搬送方向後端がガイド１１０に摺接して反転開始距離Ｃが所定の値に達すると、制御部１０６の制御により反転速度Ｖ１で反転する。排出反転ロール３４が反転を開始すると、シート１１６の搬送方向後端は、位置Ｂからシート反転方向に移動を開始する。
【００３３】
図３−２，３−３に示すように、排出反転ロール３４が反転を開始すると、シート１１６が自重で垂れることにより、シート１１６の反転方向先端が位置Ｂ’及び位置Ｂ”を通って落下しつつ、排出反転ロール３４の反転速度Ｖ１と略同じ速度でニップ部Ｎと分岐点Ａとを結ぶ直線に平行な方向に移動する。
【００３４】
図３−４に示すように、排出反転ロール３４が反転すると、シート１１６の反転方向先端は、シート反転方向に移動してガイド１１４の上面の当接位置Ｄに当接するようにされている。
ここで、シート１１６の反転方向先端が落下する速度の分岐点Ａと位置Ａ’とを結ぶ直線と平行な方向の分速度をシート端落下速度Ｖ２とすると、シート１１６の反転方向先端のガイド１１４に対する当接距離Ｐは、Ｐ＝ｈ×Ｖ１／Ｖ２−Ｃの関係にある。ただし、当接距離Ｐは、分岐点Ａから当接位置Ｄまでの距離がニップ部Ｎと位置Ａ’とを結ぶ直線に平行な方向の距離として示されている。
【００３５】
シート端落下速度Ｖ２は、実験等により、シート１１６の反転方向先端がニップ部Ｎから離れる方向へ移動するにしたがって加速すると推定されている。つまり、反転開始距離Ｃが長くなると、当接距離Ｐが指数関数的に短くなる。なお、シート端落下速度Ｖ２は、設定値が例えば制御部１０６の図示しないメモリに記憶されている。また、排出反転ロール３４が反転した場合に、シート１１６の反転方向先端が当接位置Ｄにおいて当接するように反転開始距離Ｃが設定されている。
【００３６】
したがって、シート１１６は、排出反転ロール３４が反転すると、シート１１６の反転方向先端がニップ部Ｎと分岐点Ａとを結ぶ直線に平行な方向に設定された反転開始距離Ｃを排出反転ロール３４の反転速度Ｖ１と略同じ速度で移動する時間内に、開口距離ｈをシート端落下速度Ｖ２と略同じ速度で移動すると分岐点Ａに当接する。画像形成装置１０は、シート１１６を搬送する場合のスキュー及び通過センサ９６の検知誤差を考慮して当接距離Ｐが例えば１ｍｍ以上に設定されており、排出反転ロール３４が反転すると、シート１１６の反転方向先端が反転開始距離Ｃに当接距離Ｐを加えた距離を排出反転ロール３４の反転速度Ｖ１と略同じ速度で移動する時間内に、位置Ａ'と分岐点Ａとを結ぶ直線と平行な方向に開口距離ｈよりも短い距離をシート端落下速度Ｖ２と略同じ速度で移動して当接位置Ｄに当接する。
つまり、制御部１０６は、ガイド１１０にシート１１６を当接させると共に、シート１１６の反転方向先端が排出反転ロール３４の反転速度Ｖ１と略同じ速度で移動しつつシート１１６の自重で落下することによってガイド１１４に当接するまでの時間に応じて反転開始距離Ｃの値（反転開始限界位置）を設定し、排出反転ロール３４が反転するタイミングを制御している。
【００３７】
図４において、シートの種類に対する反転開始距離Ｃと当接距離Ｐとの関係が示されている。厚紙は、普通しに比べてコシ（弾性）が強いので、排出反転ロール３４によって反転される時に、自重によって反転方向先端が垂れる量が普通紙よりも小さい。よって、例えば反転開始距離Ｃの値がＣ１である場合の厚紙の当接距離Ｐは、反転開始距離Ｃの値がＣ１である場合の普通紙の当接距離Ｐよりも長くなっている。また、薄紙は、普通しに比べてコシ（弾性）が弱いので、排出反転ロール３４によって反転される時に、自重によって反転方向先端が垂れる量が普通紙よりも大きい。よって、例えば反転開始距離Ｃの値がＣ１である場合の薄紙の当接距離Ｐは、反転開始距離Ｃの値がＣ１である場合の普通紙の当接距離Ｐよりも短くなっている。制御部１０６は、シートの種類に応じて反転開始距離Ｃの値が設定されている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概要を示す側面図である。
【図２】排出反転ロール及びその周辺の詳細を示す拡大側面図である。
【図３−１】排出反転ロールによってシートが反転を開始する時のシートの反転方向先端の位置を示す拡大側面図である。
【図３−２】排出反転ロールによってシートが反転を開始した後のシートの反転方向先端の位置を示す拡大側面図である。
【図３−３】図３−２に示した状態から、さらにシートがシート反転方向に搬送された時のシートの反転方向先端の位置を示す拡大側面図である。
【図３−４】シートの反転方向先端がシート反転方向に移動してガイドの上面の当接位置Ｄに当接した状態を示す拡大側面図である。
【図４】シートの種類に対する反転開始距離Ｃと当接距離Ｐとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１０    画像形成装置
１２    画像形成装置本体
２８    搬送路
３４    排出反転ロール
９６    通過センサ
１００    反転路
１０６    制御部
１０８，１１０，１１４    ガイド
１１２    開口部
１１６    シート
【図１】
2006036419.tif 000003
【図２】
2006036419.tif 000004
【図３−１】
2006036419.tif 000005
【図３−２】
2006036419.tif 000006
【図３−３】
2006036419.tif 000007
【図３−４】
2006036419.tif 000008
【図４】
2006036419.tif 000009