(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の表裏を反転させる用紙反転装置において、
前記用紙以上の大きさを有する一対のパネルを有し、前記一対のパネルの間隙に前記用紙を収容する用紙収容部と、
前記用紙収容部を用紙搬送方向に沿って延在する回転軸の回りに回転駆動させる駆動部と、
前記用紙収容部が用紙を収容すると、前記駆動部を制御して前記用紙収容部を回転させる制御部と、
前記用紙収容部の回転時に、前記用紙収容部を、前記用紙収容部の前記用紙搬送方向と直交する方向の両端部が近づく方向に折り畳む折り畳み機構と、
を備えることを特徴とする用紙反転装置。
【請求項２】
前記折り畳み機構は、
前記用紙収容部の前記用紙搬送方向と直交する方向の端部の位置を規制する規制部を備え、
前記規制部により前記用紙収容部の用紙搬送方向と直交する方向の端部の位置が規制されることで、前記用紙収容部が回転に伴って前記用紙搬送方向と直交する方向の両端部が近づく方向に折り畳まれることを特徴とする請求項１に記載の用紙反転装置。
【請求項３】
前記折り畳み機構は、
前記規制部としての、前記用紙収容部の前記用紙搬送方向の両端部を挟むように設けられた楕円形状の２つの枠部と、
前記枠部の各々の内側に配され、その両端部に前記枠部が挿通された状態で前記枠部の内側を伸縮しつつ、楕円形状の２つの枠部の中心部を結ぶ線を軸として回転可能な棒状体である伸縮部と、を有し、
前記用紙収容部の回転と共に前記伸縮部が縮み、前記用紙収容部が折り畳まれることを特徴とする請求項２に記載の用紙反転装置。
【請求項４】
前記用紙収容部は、前記用紙収容部の用紙搬送方向と直交する方向の中心に位置する前記回転軸の回りに回転し、
前記回転軸が前記枠部の中心部と重なっていることを特徴とする請求項３に記載の用紙反転装置。
【請求項５】
前記用紙収容部は、上下に配される２枚のパネルを備え、
前記パネルの各々は、前記用紙収容部の用紙搬送方向と直交する方向において分割された複数の板体を備え、
前記複数の板体は、前記パネルが水平状態を維持するように付勢する付勢部により互いに連結されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の用紙反転装置。
【請求項６】
用紙に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像形成された用紙を反転させる請求項１〜５の何れか一項に記載の用紙反転装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙反転装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙に転写し、転写されたトナー像を加熱定着することで、用紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
この画像形成装置においては、用紙の両面に画像形成を行うものが知られている。
用紙の両面に画像形成を行う場合、用紙の一方の面にトナー像を転写及び定着した後、用紙反転装置にてこの用紙の表裏を反転する。そして、表裏が反転された用紙のトナー像が転写されていない側の面にトナー像の転写及び定着が行われ、用紙の両面に画像が形成された状態となる。
【０００４】
用紙反転装置としては、２枚のパネル間に用紙を挟み、このパネルを１８０°回転させることで用紙を反転させる構成が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、用紙の幅より狭い幅の２枚の板状部材と、２枚の板状部材を覆う規制部と、を備え、２枚の板状部材間に用紙を挟み、規制部により用紙を湾曲させつつ板状部材を回転させることで、用紙を反転させる構成が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−０４３９５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、装置が大型化するという問題があった。また、特許文献２では、用紙を湾曲させているため装置を小型化することはできるが、用紙を湾曲させる際に用紙が規制部に接触するので、用紙に傷がつくという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、小型な構成でありながら、用紙を傷つけることなく反転することのできる用紙反転装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によれば、用紙反転装置は、
用紙の表裏を反転させる用紙反転装置において、
前記用紙以上の大きさを有する一対のパネルを有し、前記一対のパネルの間隙に前記用紙を収容する用紙収容部と、
前記用紙収容部を用紙搬送方向に沿って延在する回転軸の回りに回転駆動させる駆動部と、
前記用紙収容部が用紙を収容すると、前記駆動部を制御して前記用紙収容部を回転させる制御部と、
前記用紙収容部の回転時に、前記用紙収容部を、前記用紙収容部の前記用紙搬送方向と直交する方向の両端部が近づく方向に折り畳む折り畳み機構と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明によれば、画像形成装置は、
用紙に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により画像形成された用紙を反転させる前記用紙反転装置と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、小型な構成でありながら、用紙を傷つけることなく反転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置の制御構造を示す機能ブロック図である。
【図３】用紙反転装置の構成を説明するための図である。
【図４】用紙反転装置の構成を説明するための図である。
【図５】用紙反転装置が行う用紙反転動作について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示す図である。
また、図２は、画像形成装置１００の制御構造を示す機能ブロック図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１００は、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置であって、制御部１、操作表示部２、画像読取部３、画像処理部４、画像形成部５、定着部６、給紙部７、排紙部８、搬送経路切換部９、用紙反転部１０、等を備えている。
【００１５】
制御部１は、画像形成装置１００の各部を制御する。制御部１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、画像形成装置１００用の各種処理プログラムに従って各種動作を行う。
【００１６】
操作表示部２は、画像形成装置１００の上部に設けられ、ユーザーが、画像形成を行うに際して、用紙Ｓのサイズ及び枚数、両面印刷又は片面印刷の画像形成モードの設定等を行う場合に使用される。
【００１７】
画像読取部３は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置、原稿画像走査装置（スキャナー）等を備えて構成され、原稿台上にセットされた原稿ｄを読み取る。画像読取部３によって読み取られた画像（アナログ画像信号）は、画像処理部４において所定の画像処理が施される。
【００１８】
画像処理部４は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路及びデジタル画像処理を行う回路等を備えて構成されている。
画像処理部４は、画像読取部３からのアナログ画像信号にＡ／Ｄ変換処理を施すことによりデジタル画像データ（ＲＧＢ信号）を生成する。また、画像処理部４は、このデジタル画像データに、色変換処理、階調再現処理（スクリーン処理等）、初期設定又はユーザー設定に応じた補正処理（シェーディング補正等）、及び圧縮処理等を施す。これらの処理が施されたデジタル画像データ（ＹＭＣＫ信号）に基づいて、画像形成部５が制御される。
【００１９】
画像形成部５は、搬送されてきた用紙Ｓにトナー像を転写する。トナー像が転写された用紙Ｓは、定着部６に搬送される。
具体的に、画像形成部５は、感光体５ａの周りに、感光体５ａの回転方向に沿って、帯電器５ｂ、露光器５ｃ、現像部５ｄ、転写部５ｅ、及びクリーニング部５ｆがこの順番に配置されて構成されている。
【００２０】
感光体５ａは、表面に光導電層の形成された像担持体であり、図示しない駆動装置により図１中の矢印方向に回転可能に構成されている。帯電器５ｂは、感光体５ａの表面に均一に電荷を与え、感光体５ａの表面を一様に帯電させる。露光器５ｃは、レーザーダイオード等のビーム発光源を備え、帯電された感光体５ａの表面にビーム光を照射することで照射部分の電荷を消失させ、感光体５ａ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００２１】
現像部５ｄは、内部に収容されるトナーを感光体５ａに供給して、感光体５ａ表面にトナー像を作像する。感光体５ａに供給されるトナーは、−（負）の極性を有している。転写部５ｅは、用紙Ｓを介して感光体５ａと対向し、感光体５ａ表面に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写する。転写部５ｅは、トナー像を用紙Ｓに転写する際、＋（正）極性の電荷を付与することで、トナー（−極性）を引き付け易くするようにしている。クリーニング部５ｆは、感光体５ａ表面をクリーニングして感光体５ａの表面に残留したトナーを除去する。
【００２２】
定着部６は、トナー像が転写された用紙Ｓに対し、定着ローラー及び加圧ローラーによって熱及び圧力を加えて加熱定着処理を施し、これにより用紙Ｓ上に画像を定着させる。
【００２３】
給紙部７は、複数のトレイ７ａを備え、各トレイ７ａに種類の異なる複数の用紙Ｓを収容する。各トレイ７ａは、給紙ローラー７ｂを備え、制御部１からの指示に応じて給紙ローラー７ｂが作動し、トレイ７ａから用紙Ｓが送り出される。送り出された用紙Ｓは、画像形成部５に搬送される。
【００２４】
排紙部８は、排紙ローラー８ａを備え、定着部６により画像が定着された用紙Ｓを、装置外部に排出する。
【００２５】
搬送経路切換部９は、定着部６と排紙部８の間に設けられ、例えば両面印刷の場合に、定着部６により画像が定着された用紙Ｓの搬送経路を、排紙部８に搬送するための用紙排出経路９ａから、用紙反転部１０に搬送するための用紙反転経路９ｂに切り換える。
【００２６】
用紙反転部１０は、一面に画像が形成された用紙Ｓの表裏を反転させるための装置である。用紙反転部１０は、制御部１とともに、用紙反転装置を構成する。
以下、この用紙反転部１０の構成について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、用紙搬送方向をＸ方向とし、用紙Ｓの搬送方向と直交する幅方向をＹ方向とする。また、Ｘ方向の下流を前側とし、上流を後ろ側とする。また、Ｙ方向の一方を左側とし、他方を右側とする。
【００２７】
図３は、用紙反転部１０を、用紙搬送方向の前側斜め上方から見た斜視図である。
また、図４は、用紙反転部１０における伸縮部１２の断面を示す図である。
【００２８】
図３及び図４に示すように、用紙反転部１０は、２つの楕円形状の枠部（規制部）１１，１１と、枠部１１，１１の各々に取り付けられた棒状の伸縮部１２，１２と、上下に重ねられた状態で枠部１１，１１の間に配される２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂ（用紙収容部）と、を備えている。このうち枠部１１，１１及び伸縮部１２，１２は、折り畳み機構として機能している。
【００２９】
２つの枠部１１，１１は、同一のサイズ及び形状を有するものであって、その間に２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂを配することができる間隙を有して、Ｘ方向の前後に立設されている。この２つの枠部１１，１１の中心部を結ぶ線を、仮想線Ｌとする。
【００３０】
伸縮部１２，１２は、枠部１１，１１の各々に取り付けられている。
各伸縮部１２は、円筒状のケース１２１と、ケース１２１の内部に配されたバネ１２２と、バネ１２２の両端に連結された連結片１２３，１２３と、を備えている。
【００３１】
ケース１２１の中心部にはバネ１２２の中心部が固定され、バネ１２２の伸縮に応じて、ケース１２１の両端部から突出する連結片１２３，１２３の長さが変化する。
これにより、伸縮部１２は、伸縮可能となっている。
【００３２】
また、ケース１２１の中心部は、常時仮想線Ｌ上に位置するように配置されており、連結片１２３，１２３の先端部には図示しない開口部が設けられ、その開口部に枠部１１が挿通されている。
これにより、伸縮部１２は、枠部１１の内側において、その中心部が仮想線Ｌ上に位置した状態を維持したまま、伸縮しつつ回転可能となっている。即ち、伸縮部１２は、枠部１１の内径の長さに合わせて伸縮しつつ回転するようになっている。
【００３３】
伸縮部１２のＹ方向の両端部には、上側のパネル１３ＡのＹ方向の両端部が連結されている。具体的に、前側の伸縮部１２のＹ方向の両端部には、上側のパネル１３Ａの前側のＹ方向の両端部が連結されており、後ろ側の伸縮部１２のＹ方向の両端部には、上側のパネル１３Ａの後ろ側のＹ方向の両端部が連結されている。
【００３４】
２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂは、同一のサイズ及び形状を有するものであって、上下に重ねて配置され、その間隙に、用紙反転経路９ｂを搬送されてきた用紙Ｓを挟持可能となっている。
パネル１３Ａ，１３Ｂは、用紙Ｓを挟持した際に、その用紙Ｓの端部がパネル１３Ａ，１３Ｂの端部からはみ出すことがないよう、搬送される最大サイズの用紙Ｓ以上のサイズに設定されている。
このパネル１３Ａ，１３Ｂは、Ｙ方向の中心においてＸ方向に沿って延在する回転軸の回りに回転するものであって、回転軸が仮想線Ｌと重なるようになっている。
【００３５】
パネル１３Ａ，１３Ｂの各々は、Ｙ方向の中央部におけるメイン板１３１、Ｙ方向の左端部における２つの左側サイド板１３２、及びＹ方向の右端部における２つの右側サイド板１３３を有し、これら各板体が、連結部１４を介して連結されることで構成されている。
具体的に、連結部１４としては、例えば、常に１８０°まで広がろうとする（パネル１３Ａ，１３Ｂが水平状態を維持するように付勢する）ばね付きヒンジが用いられる。
そして、メイン板１３１と２つの左側サイド板１３２とは、下側に閉じる方向にばね力が働くよう配されたばね付きヒンジにより連結される。また、メイン板１３１と２つの右側サイド板１３３とは、上側に閉じる方向にばね力が働くよう配されたばね付きヒンジにより連結される。
このため、パネル１３Ａ，１３Ｂの各々は、左側サイド板１３２がメイン板１３１の下面に近づき、右側サイド板１３３がメイン板１３１の上面に近づくように、折り畳むことができるようになっている。
また、ばね付きヒンジは、閉じる角度が制限されており、パネル１３Ａ，１３Ｂが折り畳まれるときの角度が制限されるようになっている。
このため、パネル１３Ａ，１３Ｂが過度に折り畳まれることで、収容された用紙Ｓに折り筋がつくのが防止される。
また、折り畳まれたパネル１３Ａ，１３Ｂの各々は、ばね付きヒンジのばね力（復元力）により、折り畳んだ状態から水平な状態に復元可能となっている。
【００３６】
また、上側のパネル１３ＡのＸ方向両端部は、前後の伸縮部１２と連結されている。
また、上側のパネル１３Ａと、下側のパネル１３Ｂとは、常時重なった状態を維持するように連結されている。
このため、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂが回転することにより、伸縮部１２が枠部１１の内側において回転した場合、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂは、伸縮部１２の圧縮に応じて折り畳まれ、伸縮部１２の伸長に応じて水平な状態に展開（復元）されることとなる。
【００３７】
また、２枚のパネル１３Ａ，１３ＢのＹ方向の中央部（即ち、メイン板１３１）には、搬送ローラー対１５，１５が備えられており、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂの間隙内で用紙Ｓを搬送したり、この間隙から用紙Ｓを搬出したりすることが可能となっている。
【００３８】
次に、用紙反転部１０が行う用紙反転動作について説明する。
図５は、パネル１３Ａ，１３Ｂが略９０°回転された状態を示す図である。なお、図５においては、連結部１４の図示を省略している。
【００３９】
用紙反転が行われる場合、用紙Ｓは、用紙反転経路９ｂを経由して２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂの間隙に導入され、搬送ローラー対１５，１５により間隙内の所定位置まで搬送される。
所定位置とは、用紙Ｓの全体がパネル１３Ａ，１３Ｂに挟持された状態となる位置である。即ち、用紙Ｓの四方の端部のいずれも、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂの端部からはみ出さない状態となる。
【００４０】
次いで、制御部１の制御により駆動モーター（駆動部）１０ａ（図２参照）が駆動され、パネル１３Ａ，１３Ｂは、仮想線Ｌに重なる回転軸回りに１８０°回転される。このとき、パネル１３Ａ，１３Ｂは伸縮部１２と連結されており、伸縮部１２は枠部１１，１１の形状に合わせて伸縮するため、パネル１３Ａ，１３Ｂもこれに合わせて折り畳まれる又は展開されることとなる。
【００４１】
具体的には、まず、回転前において、パネル１３Ａ，１３Ｂは、完全に展開された水平状態となっている。
【００４２】
そして、回転角度が０°から９０°になるまでの間では、図５に示すように、回転に伴って伸縮部１２が徐々に圧縮され、これに伴い、パネル１３Ａ，１３Ｂは、連結部１４が圧縮されることで徐々に折り畳まれる。そして、９０°回転されたとき、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂは、Ｙ方向の長さが最も短くなるように折り畳まれることとなる。
【００４３】
その後、回転角度が９０°より大きくなって１８０°になるまでの間では、回転に伴って伸縮部１２が徐々に伸長し、パネル１３Ａ，１３Ｂは、連結部１４の復元力により、徐々に展開される。そして、１８０°回転されたとき、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂは、Ｙ方向の長さが元の長さに戻り、用紙Ｓは、表裏が反転された状態となる。
【００４４】
このようにして表裏が反転された用紙Ｓは、搬送ローラー対１５，１５により、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂの間隙から搬出され、画像形成部５まで搬送されることとなる。
【００４５】
上記の２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂの回転時においては、用紙Ｓは２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂに完全に挟持されているため、その端部に傷をつけることなく、安定した姿勢で用紙Ｓを反転させることができる。
また、２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂは回転に伴って折り畳まれるため、小さなスペースで用紙Ｓを反転させることができる。
また、かかる反転によれば、用紙Ｓの先端位置が表裏で変わらないため、画像形成における位置精度を高めることができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によれば、用紙Ｓの表裏を反転させる用紙反転装置において、用紙Ｓ以上の大きさを有し、当該用紙Ｓを収容する２枚のパネル１３Ａ，１３Ｂと、２枚のパネル１３Ａ，１３ＢをＸ方向に沿って延在する回転軸の回りに回転駆動させる駆動部１０ａと、パネル１３Ａ，１３Ｂが用紙Ｓを収容すると、駆動部１０ａを制御してパネル１３Ａ，１３Ｂを回転させる制御部１と、パネル１３Ａ，１３Ｂの回転時に、パネル１３Ａ，１３ＢをＹ方向に折り畳む折り畳み機構と、を備える。
このため、小型な構成でありながら、用紙を傷つけることなく反転することができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、折り畳み機構は、パネル１３Ａ，１３ＢのＹ方向の端部の位置を規制する枠部１１，１１を備え、枠部１１，１１によりＹ方向の端部の位置が規制されることで、パネル１３Ａ，１３Ｂが回転に伴ってＹ方向に折り畳まれる。
このため、枠部１１，１１によりパネル１３Ａ，１３ＢのＹ方向の端部の位置を規制しつつ、回転に伴ってパネル１３Ａ，１３Ｂを折り畳むことができる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、折り畳み機構は、パネル１３Ａ，１３ＢのＸ方向両端部を挟むように設けられた楕円形状の２つの枠部１１，１１と、枠部１１，１１の各々の内側に配され、その両端部に枠部１１，１１が挿通された状態で枠部１１，１１の内側を伸縮しつつ回転可能な棒状の伸縮部１２，１２と、を備え、伸縮部１２，１２にはパネル１３Ａ，１３Ｂが連結され、パネル１３Ａ，１３Ｂの回転と共に伸縮部１２，１２が縮み、パネル１３Ａ，１３Ｂが折り畳まれる。
このため、枠部１１，１１によりパネル１３Ａ，１３ＢのＹ方向の端部の位置を規制しつつ、回転に伴ってパネル１３Ａ，１３Ｂを折り畳むことができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、パネル１３Ａ，１３Ｂは、Ｙ方向の中心に位置する回転軸Ｌの回りに回転し、回転軸Ｌが枠部１１，１１の中心部と重なっている。
このため、用紙反転部１０の回転時の形状を、上下及び左右で対称にすることができ、装置構成をより小型化することができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、パネル１３Ａ，１３Ｂの各々は、Ｙ方向において分割された複数の板体を備え、複数の板体は、パネル１３Ａ，１３Ｂの各々が水平状態を維持するように付勢する連結部１４により互いに連結されている
このため、反転される用紙Ｓの姿勢を安定させることができる。
【００５１】
なお、上記実施の形態によれば、連結部１４として、復元力を有するばね付きヒンジを例示して説明したが、復元力を有さないヒンジを用いても良い。
【００５２】
また、上記実施の形態によれば、パネル１３Ａ，１３Ｂが、それぞれ５つに分割されている構成を例示して説明したが、パネル１３Ａ，１３Ｂを分割する数はこれに限定されない。
【００５３】
また、上記実施の形態によれば、パネル１３Ａ，１３Ｂが、上下及び左右で対称に回転する構成を例示して説明したが、上下及び左右で非対称に回転する構成であっても良い。
【００５４】
また、上記実施の形態によれば、パネル１３Ａ，１３Ｂが回転に伴って折り畳まれる構成を例示して説明したが、パネル１３Ａ，１３Ｂを回転開始前に折り畳み、折り畳まれたパネル１３Ａ，１３Ｂを１８０°回転させ、回転終了後にこの折り畳まれたパネル１３Ａ，１３Ｂを元の状態に戻す構成としても良い。この場合、パネル１３Ａ，１３ＢのＹ方向端部を規制する枠部１１，１１（規制部）を備えない構成とすることができる。
【００５５】
また、上記実施の形態によれば、用紙反転部１０が画像形成部５及び定着部６の下方に配される構成を例示して説明したが、用紙反転部１０の位置はこれに限定されない。
例えば、定着部６の搬送方向下流側に後処理部を備え、定着部６とその後処理部との間に用紙反転部１０が配される構成などであっても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１  制御部（用紙反転装置）
５  画像形成部
６  定着部
１０  用紙反転部（用紙反転装置）
１０ａ  駆動部
１１  枠部（規制部、折り畳み機構）
１２  伸縮部（折り畳み機構）
１２１  ケース
１２２  バネ
１２３  連結片
１３Ａ，１３Ｂ  パネル
１３１  メイン板（板体）
１３２  左側サイド板（板体）
１３３  右側サイド板（板体）
１４  連結部（付勢部）
１５  搬送ローラー対
Ｌ  仮想線
Ｓ  用紙
１００  画像形成装置
【図１】
0006776592.tif 000002
【図２】
0006776592.tif 000003
【図３】
0006776592.tif 000004
【図４】
0006776592.tif 000005
【図５】
0006776592.tif 000006