(57)【要約】【課題】排紙ローラ対によって用紙をスイッチバックさせる画像形成装置において、部品点数および製造費を大幅に増やすことなく、用紙のスキューによる紙詰まりを防止する。【解決手段】分岐手段として、搬送方向に対して垂直方向に設けられた軸６０に、複数の分岐爪６１ａ，・・・，６１ｈが揺動自在に取り付けらたものを用いると共に、少なくとも軸６０の両側部に設けられた分岐爪６１ａ，６１ｈの揺動をセンサＳa，Ｓhによって検知する。用紙Ｐが分岐爪６１を通過したときの、軸６０の両側部に設けられた分岐爪６１ａ，６１ｈの揺動の検知時間差から用紙Ｐのスキュー量を検知し、検知時間差が所定値以上である場合には、用紙のスキュー量が大きいと判断し用紙をスイッチバックさせずにそのまま排出する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に画像形成された用紙を、排紙ローラ対によってスイッチバックさせて再搬送路へ搬送し、用紙の裏面にも画像形成し得る画像形成装置において、
定着装置から排紙ローラ対へ用紙の搬送を許し、排紙ローラ対でスイッチバックした用紙が定着装置の方向へ戻るのを阻止して再搬送路側に導く分岐手段を、定着装置と排紙ローラ対との間に設け、
前記分岐手段は、搬送方向に対して垂直方向に設けられた軸に、複数の分岐爪が揺動自在に取り付けられてなり、
少なくとも軸の両側部に設けられた分岐爪の揺動が検知手段によって検知され、
用紙の表面と裏面に画像形成する場合、表面の画像形成が終了した用紙が分岐手段を通過したときの、軸の両側部に設けられた分岐爪の揺動の検知時間差が所定値以上であると、用紙のスキュー量が大きいと判断し、用紙をスイッチバックさせずにそのまま排出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
大きさの異なる２種類以上の用紙の使用が可能であって、各大きさの用紙の両側部が接触する位置に分岐爪がそれぞれ取り付けられ、搬送される用紙の両側部が接触する分岐爪の揺動を検知し、用紙のスキュー量を判断する請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の表・裏両面に画像形成し得る画像形成装置に関し、より詳細には搬送される用紙のスキュー量を検知する手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源の有効活用などの観点から、用紙の表・裏両面に画像形成し得る画像形成装置が広く使用されている。このような画像形成装置では、表面に画像形成された用紙を表裏反転させて画像形成部へ再び搬送して、用紙の裏面に画像を形成する。用紙の表裏を反転させる機構としては、画像形成部へ用紙を再び搬送する再搬送路の途中にスタック部を設け、ここで用紙をスイッチバックさせる機構がこれまで多く採用されていた。スタック部には、用紙の幅方向に摺動可能な一対の規制部材が設けられており、この一対の規制部材によって用紙のスキューが補正されていた。
【０００３】
ところが、装置の小型・軽量化という市場の要請を受けて、用紙をトレイに排出するための排紙ローラ対をスイッチバック機構としても使用するものが実用化され、広く使用されつつある。このような装置によれば再搬送路にスタック部を設ける必要がなく、装置の小型・軽量化が図れる。しかし、用紙のスキューを補正する機構が再搬送路中になくなったため、再搬送路中での用紙の詰まりや、用紙裏面の画像形成のズレといった不具合が生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、用紙のスキュー量を光学的に検知し、スキュー量が一定値以上のときには異常と判断し、それ以降の画像形成条件を変更することが提案されている。
【特許文献１】特開平９−１０００６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記提案技術では、小サイズから大サイズまでの用紙のスキュー量を確実に検知するために、用紙サイズに合わせて複数個の光学センサを設ける必要があり、部品点数及び製造費が増える。また小型・軽量化という市場の要請に反することにもなる。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、部品点数および製造費を大幅に増やすことなく、用紙のスキューによる紙詰まりを有効に防止する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、表面に画像形成された用紙を、排紙ローラ対によってスイッチバックさせて再搬送路へ搬送し、用紙の裏面にも画像形成し得る画像形成装置において、定着装置から排紙ローラ対へ用紙の移動を許し、排紙ローラ対でスイッチバックした用紙が定着装置の方向へ戻るのを阻止して再搬送路側に導く分岐手段を、定着装置と排紙ローラ対との間に設け、前記分岐手段は、搬送方向に対して垂直方向に設けられた軸に、複数の分岐爪が揺動自在に取り付けられてなり、少なくとも軸の両側部に設けられた分岐爪の揺動が検知手段によって検知され、用紙の表面と裏面に画像形成する場合、表面の画像形成が終了した用紙が分岐手段を通過したときの、軸の両側部に設けられた分岐爪の揺動の検知時間差が所定値以上であると、用紙のスキュー量が大きいと判断し、用紙をスイッチバックさせずにそのまま排出することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００８】
大きさの異なる２種類以上の用紙の使用が可能である場合には、各大きさの用紙の両側部が接触する位置に分岐爪をそれぞれ取り付け、搬送される用紙の両側部が接触する分岐爪の揺動を検知して、用紙のスキュー量を判断するのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像形成装置では、分岐手段として、搬送方向に対して垂直方向に設けられた軸に、複数の分岐爪が揺動自在に取り付けらたものを用いると共に、少なくとも軸の両側部に設けられた分岐爪の揺動を検知手段によって検知するようにして、用紙が分岐手段を通過したときの、軸の両側部に設けられた分岐爪の揺動の検知時間差から用紙のスキュー量を検知し、検知時間差が所定値以上である場合には、用紙のスキュー量が大きいと判断し用紙をスイッチバックさせずにそのまま排出するので、部品点数および製造費を大幅に増やすことなく、用紙のスキューによる紙詰まりを有効に防止できるようになる。
【００１０】
大きさの異なる２種類以上の用紙の使用が可能である場合、各大きさの用紙の両側部が接触する位置に分岐爪をそれぞれ取り付け、搬送される用紙の両側部が接触する分岐爪の揺動を検知するようにすると、用紙のスキュー量をより正確に把握できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の画像形成装置について図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１２】
図１に、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図を示す。この図の画像形成装置は、装置本体１の上下方向略中央部に、正面側が開口した排紙空間３が形成されている。この排紙空間３の底面には、排出される用紙を載置するためのトレイ８０が筺体と一体成形されている。一方、排紙空間３の上側には、原稿を読み取るための読取機構９１が内蔵され、排紙空間３の下側には、画像形成機構（画像形成手段）７が内蔵されている。
【００１３】
この装置本体の画像形成機構７について説明すると、感光体ドラム７０の表面が帯電装置７１によって正又は負に一様に帯電される。他方、原稿載置台９０に原稿（不図示）が載置され、その画像データが読取装置９１によって読みとられる。読み取られた画像データはレーザスキャナ（露光装置）７２によって感光体ドラム７０の表面に書き込まれ、感光体ドラム７０の表面に静電潜像が形成される。具体的には反転現像方式の場合には画像に相当する部分の帯電が除去され、正規現像方式の場合は背景に相当する部分の帯電が除去されて、それぞれ静電潜像が形成される。次に現像装置７３によって感光体ドラム７０上の静電潜像がトナーで可視像化される。このときトナーの帯電極性は、反転現像方式の場合には感光体ドラム７０の帯電極性と同極性であり、正規現像の場合は感光体ドラム７０の帯電極性と逆極性である。
【００１４】
一方、給紙カセット８１に収納されている用紙Ｐは、ピックアップローラ８２により引き出され、給紙ローラ８３とさばきローラ８４とで挟持されて搬送路へ送られる。そしてレジストローラ対５１によって、感光体ドラム７０上のトナー画像が転写部に到達するのにタイミングを合わせて、用紙Ｐは転写部へ送り出される。転写部では、感光体ドラム７０と転写ローラ７４との間で用紙Ｐが挟持されている状態で、トナー帯電極性と逆極性の電荷が転写ローラ７４に印加されることにより、感光体ドラム７０上のトナー像が用紙Ｐ上に移動する。用紙Ｐ上に移動せず感光体ドラム７０上に残留したトナーはクリーニングローラ７５によって除去回収される。一方、トナー像を載置した用紙Ｐは定着ローラ対（定着装置）８５へ搬送される。ここでトナー像は定着ローラ対８５によって加熱・加圧されて用紙Ｐに定着する。そして分岐爪（分岐手段）６１によって用紙Ｐは排紙ローラ対８６に送られる。
【００１５】
用紙の片面にのみ画像形成を行う場合には、排紙ローラ対８６によってこのまま用紙はトレイ８０へ排出される。他方、用紙の両面に画像形成する場合には、用紙の後端部が排紙ローラ対８６で挟持されている状態のときに排紙ローラ対８６が逆回転し、分岐爪６１によって用紙は搬送ローラ８７の方向に送られる（いわゆるスイッチバック）。そして用紙は再搬送路５０に導かれ、搬送ローラ８８，８９によって再びレジストローラ対５１に送られる。そして、前記と同様にして、用紙のもう一方側面に画像が形成された後、分岐爪６１によって用紙Ｐは排紙ローラ対８６に送られトレイ８０に排出される。
【００１６】
図２に、排紙ローラ対８６によって用紙Ｐがスイッチバックするときの、分岐爪６１の動きを概説する図を示す。複数の分岐爪６１ａ，６１ｂ，・・，６１ｈ（全体として「分岐爪６１」と記すことがある）が揺動自在に軸６０に取り付けられている。この分離爪６１は不図示のストッパによって、通常状態（用紙が通過していない状態）から時計回りの方向には回転しないようになっている。また、分岐爪６１の揺動を検知するセンサＳが、分岐爪６１の先端部分に離隔対向して配置されている。
【００１７】
表面に画像形成された用紙Ｐが分岐爪６１に到達すると、用紙Ｐによって分岐爪６１は用紙進行方向に押し上げられ、用紙Ｐは排紙ローラ対８６の方向へ進む（同図（ａ），（ｂ））。このとき、用紙Ｐによって分岐爪６１が押し上げられたことがセンサＳによって検知される。用紙Ｐが排紙ローラ対８６に挟持されると、排紙ローラ対８６によって用紙Ｐは外方へ送り出される。そして、用紙Ｐの後端部が排紙ローラ対８６で挟持されたところで、排紙ローラ対８６の回転方向が逆転して用紙Ｐが装置内に引き込まれる。このとき、分岐爪６１は自重によって元の状態、すなわち用紙Ｐが定着ローラ対８５（図１に図示）の方向へ戻るのを阻止する状態となっているので、用紙Ｐは再搬送路５０（図１に図示）側へ進入する。（同図（ｃ））
【００１８】
図３に、分岐爪６１とセンサＳの具体的な配置図を示す。この画像形成装置では中央基準で用紙搬送が行われるので、幅方向中央部を中心として幅方向に対称に分岐爪６１ａ，６１ｂ，・・・６１ｇ，６１ｈがそれぞれ軸６０に揺動可能に取り付けられている。そして搬送される用紙サイズに合わせて、各用紙の両側端が接触する分岐爪にセンサがそれぞれ取り付けられている。例えば「Ａ４」サイズの用紙の場合には、分岐爪６１ａ，６１ｈが用紙Ｐの両側端と接触し、「Ｂ５」サイズの用紙の場合には、分岐爪６１ｂ，６１ｇが用紙Ｐの両側端と接触し、「Ａ５」サイズの用紙の場合には、分岐爪６１ｃ，６１ｆが用紙Ｐの両側端と接触するとすると、これらの分岐爪にはセンサを取り付け、それ以外の分岐爪６１ｄ，６１ｅにはセンサを取り付けていない。なお、分岐爪の取付個数および取付位置は、画像形成装置で使用される用紙の種類に応じて適宜決定すればよい。
【００１９】
本発明で使用するセンサＳは分岐爪６１の揺動を検知できるものであれば特に限定はなく、従来公知のものを使用できる。例えば発光部と受光部とを備えるＰＩセンサを用いて、発光部から受光部への光通過路を分岐爪６１が遮るようにセンサＳを設置し、分岐爪６１が揺動すると、発光部からの光を受光部で受光し分岐爪６１の揺動を検知するようにしてもよい。あるいは、分岐爪６１に形成した孔を発光部からの光が通過して受光部に至るようにセンサＳを設置し、分岐爪６１が揺動すると分岐爪６１によって光が遮断され分岐爪６１の揺動を検知するようにしてもよい。
【００２０】
なお、用紙サイズを検知する手段としては、例えば給紙カセット８１（図１に図示）に取り付けられている、用紙Ｐの幅方向の位置決めを行うために一対のカーソル（不図示）を用いる。一対のカーソルを用紙Ｐの幅に合わせて移動させると、カーソルに取り付けた抵抗器の抵抗が変化する。この抵抗の変化を測定することによって、用紙Ｐの種類（例えばＡ４，Ｂ５，ハガキなど）を検知する。あるいは、操作パネルに、用紙の種類（例えば薄紙、厚紙、封筒、ハガキ、再生紙など）を入力するための入力部を設けて、使用する用紙の種類を利用者が入力するようにしてもよい。もちろん、種類検知手段と入力部とを併用しても構わない。
【００２１】
このように、給紙カセット８１のカーソルによる検知や操作パネルからの入力によって、使用される用紙の種類がわかると、用紙の両側部が接触する分岐爪が特定されるから、それらの分岐爪からの検知信号に基づいて用紙のスキュー量を算出する。用紙のスキュー量の算出について次に説明する。
【００２２】
図４（ａ）に示すように、用紙が正常に搬送されている場合には、搬送方向先端側の用紙の辺は分岐爪に同時に接触する。一方、同図（ｂ）に示すように、用紙が斜めに搬送されている場合には、搬送方向先端側の一方の用紙側端が最初に分岐爪６１ａと接触し、もう一方の用紙側端が最後に分岐爪６１ｈと接触する。このときのセンサＳa、Ｓhの検知信号を図５に示す。分岐爪６１ａに用紙Ｐが接触してセンサＳａの検知信号がＯＮとなり、それからｔミリ秒後に分岐爪６１ｈに用紙Ｐが接触してセンサＳｈの検知信号がＯＮとなる。搬送方向に対する用紙Ｐの傾きが大きいほど、一方の用紙側端が分岐爪に接触してから、もう一方の用紙側端が分岐爪に接触するまでの時間ｔが長くなる。したがって、センサＳによって検知した分岐爪６１の揺動の時間差ｔを測定することによって、用紙Ｐの傾きを検出することができる。
【００２３】
本件発明では、センサＳによって検知された分岐爪６１の揺動の時間差ｔが所定値以上であった場合には、用紙のスキュー量が大きすぎると判断し、排紙ローラ対８６（図１に図示）でスイッチバックさせずにそのまま排紙トレイ８０（図１に図示）に用紙Ｐを排出させる。これにより、再搬送路５０での用紙の詰まりなどを未然に防ぐことができる。排紙ローラ対８６で用紙Ｐをスイッチバックさせるかどうかの時間差ｔは、用紙サイズや用紙搬送速度などによって異なるが、「Ａ４」サイズの横向き搬送で１５０〜２００ｍｓｅｃ程度が臨界値となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。
【図２】分岐爪と排紙ローラ対の動きを示す概説図である。
【図３】分岐爪とセンサを示す斜視図である。
【図４】用紙の搬送状態を示す概説図である。
【図５】センサの検知信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    画像形成装置
Ｐ    用紙
Ｓ    センサ（検知手段）
Ｓa，Ｓb，Ｓc，Ｓf，Ｓg，Ｓh    センサ
５０    再搬送路
６０    軸
６１    分岐爪（分岐手段）
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ，６１ｆ，６１ｇ，６１ｈ    分岐爪
８１    給紙カセット
８６    排紙ローラ対
８５    定着ローラ対（定着装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007191232.tif 000006
【図５】
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