(57)【要約】【課題】  本発明は、腰つけされた排出対象の媒体の複雑な搬送挙動の影響を考慮し、安定した媒体排出挙動を実現できる。【解決手段】  本発明の媒体排出装置は、排出対象の媒体を湾曲させる腰つけ部と、水平方向となす角度φで媒体を搬送する搬送部と、腰つけ部から排出された媒体を積層させながら収納する排出部とを具備している。そして、本発明の媒体排出装置における排出部は、腰つけ部によって湾曲して腰つけされながら搬送部によって搬送された媒体が重力方向に撓み始める瞬間における腰つけ部から媒体の先端までの媒体の長さをＬ０とし、媒体と排出部の表面又は排出部に積層された媒体の表面との摩擦係数をμとしたときに、腰つけ部から水平方向にＬ０ｃｏｓφ以上離れた領域において媒体の先端と接触する接触角θがｔａｎ−１（１／μ）より小さくなる位置又は姿勢に配置する。【選択図】        図１
2007320761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出対象の媒体を湾曲させる腰つけ部と、水平方向となす角度φで媒体を搬送する搬送部と、前記腰つけ部から排出された媒体を積層させながら収納する排出部とを具備する媒体排出装置であって、
前記排出部は、前記腰つけ部によって湾曲して腰つけされながら前記搬送部によって搬送された媒体が重力方向に撓み始める瞬間における前記腰つけ部から媒体の先端までの媒体の長さをＬ０とし、媒体と前記排出部の表面又は前記排出部に積層された媒体の表面との摩擦係数をμとしたときに、前記腰つけ部から水平方向にＬ０ｃｏｓφ以上離れた領域において媒体の先端と接触する接触角θがｔａｎ−１（１／μ）より小さくなる位置又は姿勢に配置することを特徴とする媒体排出装置。
【請求項２】
前記排出部及び前記腰つけ部は、媒体の先端が重力方向に撓み始める瞬間の位置から前記排出部と接触する位置までの鉛直方向の距離をＨ、媒体の先端と前記排出部が接触する箇所において水平方向に対する前記排出部の角度をθｔ、媒体の先端と前記排出部が接触する箇所において水平方向に対する媒体の角度をθｓとすると、規格化変位Ｈ／Ｌ０、前記φ、前記θｔ、前記θｓ及び前記μが、
θｓ＝（０．０３６φ２−１．７φ＋４６）×（Ｈ／Ｌ０）３−２４（Ｈ／Ｌ０）２＋８２（Ｈ／Ｌ０）−φ
及び
ｔａｎ（θｔ＋θｓ）＜１／μ
を満たす位置及び姿勢に配置することを特徴とする請求項１記載の媒体排出装置。
【請求項３】
媒体の搬送方向の曲げ剛性をＤ１、媒体の幅方向の曲げ剛性をＤ２、媒体の幅をｂ、媒体の密度をρ、媒体の厚さをｔ、重力加速度をｇとし、前記腰つけ部によって湾曲した媒体の腰つけにおける媒体の幅方向の曲率の２乗の平均値をＱとすると、
【数１】
2007320761.tif 000008
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の媒体排出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の媒体排出装置を具備し、画像を形成された記録媒体を前記媒体排出装置によって排紙することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の媒体排出装置を具備し、光学的に読み取った原稿を前記媒体排出装置によって排出することを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載の媒体排出装置を具備し、媒体上の画像に対して画像処理した媒体を前記媒体排出装置によって排出することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は媒体排出装置、画像形成装置、画像読取装置及び画像処理装置に関し、詳細には複写機やプリンタなどの画像形成装置、自動紙送り装置を搭載したスキャナなどの画像読取装置、画像処理を施す画像処理装置において、紙、ＯＨＰペーパー、フィルムなどの媒体を変形させて排出する媒体排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１５は従来の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す従来の複写機やプリンタなどの画像形成装置、例えばレーザプリンタ１００は、給紙カセット１０１から記録紙１０２を１枚ずつ分離して搬送する給紙装置１０３と、給紙装置１０３から搬送された記録紙１０２を後述する画像転写装置１０５に送るタイミングを調整するレジストレーション装置１０４と、レジストレーション装置１０４から送られてきた記録紙１０２にトナー画像を転写する画像転写装置１０５と、記録紙１０２にトナー画像を定着させる画像定着装置１０６と、トナー画像が定着された記録紙１０２を排紙ローラ１０８によって排紙トレイ１０７に排出して収容するシート排出装置１０９とを具備している。
【０００３】
図１６及び図１７は従来の画像形成装置の別の構成を示す概略断面図である。両図に示す従来の画像形成装置である複写機２００は、図示していない画像形成部を有する本体２１０と、原稿を光学的に読み取るスキャナ装置２２０と、自動原稿紙送り装置２３０とを含んで構成されている。また、図１６に示す複写機２００の本体２１０は、画像形成された記録紙が排紙ローラ２１１によって装置胴内部に排出される胴内排紙トレイ２１２を具備している。更に、図１７に示す複写機２００の本体２１０は、画像形成された記録紙が排紙ローラ２１１によって装置外部に排出される外部排紙トレイ２１３を具備している。そして、両図に示す複写機２００の自動原稿紙送り装置２３０において、原稿トレイ２３１上に積載された原稿束から一枚の原稿のみが分離し給紙され、原稿は搬送経路２３２を通って排紙ローラ２３３によって排紙トレイ２３４へ排出される。また、原稿が搬送経路２３２を通過する途中で、スキャナ装置２２０が原稿画像を読み取っている。
【０００４】
ところで、一般に、記録紙１０２は薄くて変形しやすいため、例えば図１５のシート排出装置１０９において直径が等しく回転軸が一致した排紙ローラ１０８によって排出されると、記録紙１０２はローラから送り出された直後から重力によって撓みながら搬送される。特に、柔らかい記録紙１０２では、記録紙１０２の先端と排紙トレイ１０７あるいは排紙トレイ１０７に積層されていた記録紙１０２との接触条件によっては、排出された記録紙１０２が排紙トレイ１０７上で丸まってしまったり、既に排紙トレイ１０７に積層されていた記録紙１０２を押してずらしてしまうことがある。この結果、記録紙１０２が排紙トレイ１０７上で雑然と積み上げられてしまい、記録紙１０２を排紙トレイ１０７から取り出しにくくなったり、記録紙１０２を痛めてしまうことがある。
【０００５】
そこで、従来よりこれらの問題点を解決するための提案がいくつかなされている。その一つとして特許文献１において、図１８に示すように、シート排出装置１０９は、複数設けられた一対の加圧ローラ１１０と、加圧ローラ１１０の直径と異なる直径を有すると共に加圧ローラ１１０のそれぞれの間に設けられた複数の段付きローラ１１１とを含んで構成されている。そして、図１５の画像定着装置１０６から送られてきた記録紙１０２が加圧ローラ１１０と段付きローラ１１０を通過することにより、記録紙１０２は波形となり、排紙トレイ１０７上に順次積み重なって収容される。よって、記録紙の搬送方向の剛性を一時的に増大させ、搬送中の記録紙にかかる重力や空気抵抗による記録紙の変形を極力小さくして、記録紙搬送の精度を上げている。なお、この見かけの剛性増加を「腰つけ」と呼称する。
【特許文献１】特開２００２−３４８０２７号公報
【発明の開示】
【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によれば、変形によって腰つけされた記録紙は、ある長さだけ搬送機構から送り出されると、その腰つけの効果を失い、重力方向に大きく撓んでしまう。そこで、シート排出装置の設計者は、搬送機構の構成、及び排紙トレイの配置並びに形状を設計する際には、前述の腰つけされた記録紙の複雑な搬送挙動を考慮しながら設計しなければならない。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、腰つけされた排出対象の媒体の複雑な搬送挙動の影響を考慮し、安定した媒体排出挙動を実現できる最適な媒体排出装置、画像形成装置、画像読取装置及び画像処理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】
前記問題点を解決するために、本発明の媒体排出装置は、排出対象の媒体を湾曲させる腰つけ部と、水平方向となす角度φで媒体を搬送する搬送部と、腰つけ部から排出された媒体を積層させながら収納する排出部とを具備している。そして、本発明の媒体排出装置における排出部は、腰つけ部によって湾曲して腰つけされながら搬送部によって搬送された媒体が重力方向に撓み始める瞬間における腰つけ部から媒体の先端までの媒体の長さをＬ０とし、媒体と排出部の表面又は排出部に積層された媒体の表面との摩擦係数をμとしたときに、腰つけ部から水平方向にＬ０ｃｏｓφ以上離れた領域において媒体の先端と接触する接触角θがｔａｎ−１（１／μ）より小さくなる位置又は姿勢に配置する。よって、排出部上で安定した媒体搬送を維持すると共に、媒体の飛び出しによる不具合を防止できる排出部を設置し、腰つけされた排出対象の媒体の複雑な搬送挙動の影響を考慮し、安定した媒体排出挙動を実現できる最適な媒体排出装置を提供することができる。
【０００９】
また、排出部及び腰つけ部は、媒体の先端が重力方向に撓み始める瞬間の位置から排出部と接触する位置までの鉛直方向の距離をＨ、媒体の先端と排出部が接触する箇所において水平方向に対する排出部の角度をθｔ、媒体の先端と排出部が接触する箇所において水平方向に対する媒体の角度をθｓとすると、規格化変位Ｈ／Ｌ０、φ、θｔ、θｓ及びμが、θｓ＝（０．０３６φ２−１．７φ＋４６）×（Ｈ／Ｌ０）３−２４（Ｈ／Ｌ０）２＋８２（Ｈ／Ｌ０）−φ  及び  ｔａｎ（θｔ＋θｓ）＜１／μを満たす位置及び姿勢に配置する。よって、搬送抵抗によって媒体が排出部の表面を滑らずに静止して排出部上で丸まったりねじれたりしてしまうことなく、排出部上で安定した媒体搬送を実現できる。
【００１０】
更に、媒体の搬送方向の曲げ剛性をＤ１、媒体の幅方向の曲げ剛性をＤ２、媒体の幅をｂ、媒体の密度をρ、媒体の厚さをｔ、重力加速度をｇとし、腰つけ部によって湾曲した媒体の腰つけにおける媒体の幅方向の曲率の２乗の平均値をＱとすると、
【００１１】
【数１】
2007320761.tif 000003
【００１２】
である。
【００１３】
また、別の発明としての画像形成装置は、上記媒体排出装置を具備して画像を形成された記録媒体を媒体排出装置によって排紙することに特徴がある。よって、腰つけされた排出対象の媒体の複雑な搬送挙動の影響を考慮し、安定した媒体排出挙動を実現できる最適な画像形成装置を提供することができる。
【００１４】
更に、別の発明としての画像読取装置は、上記媒体排出装置を具備して光学的に読み取った原稿を媒体排出装置によって排出することに特徴がある。よって、腰つけされた排出対象の媒体の複雑な搬送挙動の影響を考慮し、安定した媒体排出挙動を実現できる最適な画像読取装置を提供することができる。
【００１５】
また、別の発明としての画像読取装置は、上記媒体排出装置を具備して媒体上の画像に対して画像処理した媒体を媒体排出装置によって排出することに特徴がある。よって、腰つけされた排出対象の媒体の複雑な搬送挙動の影響を考慮し、安定した媒体排出挙動を実現できる最適な画像処理装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の媒体排出装置によれば、腰つけ部によって湾曲させられて送り出された媒体の先端が排出部や排出部に積層された媒体に接触したときに、摩擦抵抗によって媒体が丸まったり、積層されていた媒体を押し出したりせずに安定した媒体排出動作を実現できる媒体排出装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の第１の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す概略断面図である。同図における断面は、媒体の排出方向に平行な鉛直断面である。図２は本実施の形態例の媒体排出装置の腰つけ部の構成を示す斜視図である。両図において、図１５と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。なお、本実施の形態例の媒体排出装置では、プリンタ等の画像形成装置に搭載された場合を例として説明する。両図に示す本実施の形態例の媒体排出装置１０によれば、直径の異なるローラによって構成される一対の加圧ローラ１１０と段付きローラ１１１とを含んで構成される腰つけ部１１２及び図示していない搬送部によって、排出対象となる排出媒体の記録紙１０２を湾曲させて腰つけしながら、角度φ方向に搬送する。そして、媒体排出装置１０は、排紙トレイ１０７に記録紙１０２を積層させながら収納する。ここで、角度φは、搬送部から排出され、かつ腰つけ効果が失われていない記録紙１０２と水平方向とがなす角度であり、水平方向を０とし、時計回り方向を正とする。
【００１８】
図１に示すように、腰つけされた記録紙１０２は、加圧ローラ１１０と段付きローラ１１１の腰つけ部１１２から長さＬ０（ｍ）未満だけ搬送される瞬間までは、撓まず真っ直ぐに搬送される。しかし、加圧ローラ１１０と段付きローラ１１１の腰つけ部１１２から搬送される長さがＬ０以上になると、記録紙１０２は腰つけの効果を失い、重力方向に撓む。この長さＬ０は、搬送する記録紙１０２の特性と、加圧ローラ１１０と段付きローラ１１１の腰つけ部１１２による記録紙１０２の変形形状によって決定される。なお、この長さＬ０を腰つけ限界長さと呼称する。
【００１９】
次に、腰つけ限界長さＬ０の算出方法について説明する。図３は第１の実施の形態例の媒体排出装置におけるシート排出の様子を示す概略断面図である。ここで、記録紙１０２の搬送方向の曲げ剛性をＤ１（Ｎｍ２）、幅方向の曲げ剛性をＤ２（Ｎｍ２）、密度をρ（ｋｇ／ｍ３）、幅をｂ（ｍ）、厚さをｔ（ｍ）とし、重力加速度をｇ（ｍ／ｓ２）とする。図３に示すように、段付きローラ１１１によって曲げられた記録紙１０２の、シート幅方向に対する曲率の２乗の平均値をＱ（ｍ−２）とすると、腰つけ限界長さＬ０は、以下の式（１）で求められる。
【００２０】
【数２】
2007320761.tif 000004
【００２１】
次に、本実施の形態例の媒体排出装置における、シート幅方向に対する曲率の２乗の平均値Ｑの算出方法について説明する。図４は加圧ローラ及び段付きローラの腰つけ部による記録紙の梁の曲げモデルによる模式図である。同図において記録紙１０２の左端を原点（ｘ＝０）とし、水平方向右側に向かって座標軸ｘを規定する。そして、図４に示すように、領域Ａ（０≦ｘ＜Ｌ１）、領域Ｂ（Ｌ１≦ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２）、領域Ｃ（Ｌ１＋Ｌ２≦ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）、領域Ｄ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３≦ｘ＜Ｌ１＋Ｌ２×２＋Ｌ３）、領域Ｅ（Ｌ１＋Ｌ２×２＋Ｌ３≦ｘ≦ｂ）の５つの領域に分割して、各領域の曲率半径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅを計算する。ここで、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅの全ての単位をｍとする。
【００２２】
先ず、領域Ａでは、記録紙１０２は一対の加圧ローラ１１０によって真っ直ぐに把持されているので、領域Ａでの記録紙１０２の曲率半径Ｒａ＝０である。領域Ｂでは、記録紙１０２はこの領域Ｂにおける左端を固定端とする片持ち梁となっており、加圧ローラ１１０による固定端と段付きローラ１１１の外周端とによる段差をδとすると、領域Ｂでの記録紙１０２の曲率半径Ｒｂ＝（Ｌ２３）（２×Ｌ３−３×Ｌ２）／｛６δ（Ｌ３×（ｘ−Ｌ１）＋（Ｌ２２）−Ｌ２×Ｌ３）｝である。また、領域Ｃでは、記録紙１０２は段差付きローラ１１１によって両端を自由端とする両持ち梁となり、その曲率半径Ｒｃ＝Ｌ２（２×Ｌ３−３×Ｌ２）／（６δ）である。更に、領域Ｄでは、記録紙１０２はこの領域Ｄにおける右端を固定端とする片持ち梁となっており、領域Ｄでの記録紙１０２の曲率半径Ｒｄ＝（Ｌ２３）（２×Ｌ３−３×Ｌ２）／｛６δ（Ｌ３×（Ｌ３＋Ｌ１−ｘ）＋（Ｌ２２）−Ｌ２×Ｌ３）｝である。また、領域Ｅでは、記録紙１０２は加圧ローラ１１０によって真っ直ぐに把持されているので、領域Ｅでの記録紙１０２の曲率半径Ｒｅ＝０である。
【００２３】
そこで、本実施の形態例の媒体排出装置における記録紙１０２の曲率の２乗の平均値Ｑは、以上のＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅを使って、以下の式（２）で求められる。
【００２４】
【数３】
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【００２５】
そして、加圧ローラ１１０と段付きローラ１１１の腰つけ部１１２から腰つけ限界長さＬ０だけ搬送された記録紙１０２は、図３に示すように、腰つけの効果を失って撓みながら搬送され続け、排紙トレイ１０７に対して接触角θ（ｄｅｇ）で接触する。ここで、接触角θは、図３の排紙トレイ１０７の表面上を０とし、反時計回り方向を正とした角度である。
【００２６】
次に、記録紙の先端と排紙トレイの接触角θの算出方法について説明する。図５は記録紙と排紙トレイとの接触を無視した場合腰つき部から腰つき限界長さＬ０だけ送り出した記録紙の撓み形状の変化の様子を示す概略断面図である。同図に示すように、記録紙と排紙トレイとの接触を無視すると、加圧ローラ１１０と段付きローラ１１１の腰つけ部１１２から腰つけ限界長さＬ０だけ送り出した記録紙１０２の、水平方向に対する記録紙１０２の先端の角度θｓ1〜θｓ3（ｄｅｇ）は、記録紙１０２がたわみ始めた瞬間からの記録紙１０２の先端の鉛直方向の変位Ｈ１〜Ｈ３（ｍ）によって求められる。ここで、θｓ1〜θｓ3は、図５中における水平方向の基準線を０とし、反時計回り方向を正とする。また、Ｈ１〜Ｈ３は、図５における鉛直下向きを正とする。
【００２７】
図６は規格化変位Ｈ／Ｌ０とθｓの関係を実験的に求めた特性図である。同図に示す結果から、規格化変位Ｈ／Ｌ０とθｓの関係は近似的に、θｓ＝（０．０３６φ２−１．７φ＋４６）×（Ｈ／Ｌ０）３−２４（Ｈ／Ｌ０）２＋８２（Ｈ／Ｌ０）−φで求められる。この結果を使って、本実施の形態例の媒体排出装置の構成で決定されるＨ／Ｌ０から、水平方向に対する記録紙の先端の角度θｓを求めることができる。また、θｓに与えられた条件を満たすＨ／Ｌ０の範囲を求めることができる。
【００２８】
そこで、図７に示すように水平方向に対する排紙トレイの角度をθｔ（ｄｅｇ）とすると、記録紙１０２の先端と排紙トレイ１０７の接触角θは、θ＝θｔ＋θｓとなる。なお、θｔは、図７中における水平方向の基準線を０とし、時計回り方向を正とする。ここで、接触角θ、角度θｔ及びθｓを以下のように定義する。先ず、記録紙１０２の先端と排紙トレイ１０７が接触した接触位置をＰとすると、記録紙１０２の先端から微小な長さ（０．０１ｍ以下）Ｌｓの位置Ｐ’までは直線部分となり、位置Ｐ’から湾曲部分となる。このとき、ＰとＰ’を通過する直線Ｓに延びる方向を、記録紙１０２の先端方向と定義する。また、接触位置Ｐにおける排紙トレイ１０７の接線をＴとする。以上の条件において、直線Ｓと接線Ｔのなす角度を上述した接触角θと定義する。また、同様に、水平方向に対して接線Ｔがなす角度をθｔ、水平方向に対して直線Ｓがなす角度をθｓと定義する。
【００２９】
図８は搬送中の記録紙の先端が排紙トレイに接触した瞬間に記録紙先端に加わる力の様子を示す模式図である。同図に示すように、搬送中の記録紙１０２の先端が排紙トレイ１０７に接触した瞬間、記録紙１０２の先端には加圧ローラ１１０によって加えられた搬送力と、記録紙１０２の自重による力の合力Ｆ（Ｎ）が、記録紙の先端方向に沿って加えられる。この合力Ｆは、排紙トレイ１０７の表面の接線方向に沿った搬送力成分Ｆｃｏｓθと、摩擦による搬送抵抗μＦｓｉｎθに分けられる。ここで、μは、排紙トレイ１０７上に積層された記録紙１０２が存在しない場合は排紙トレイ１０７の表面と記録紙１０２の先端の摩擦係数とし、排紙トレイ１０７上に積層された記録紙１０２が存在する場合は記録紙１０２の表面と記録紙１０２の先端の摩擦係数とする。あるいは、排紙トレイ１０７の表面と記録紙１０２の先端の摩擦係数と、積層された記録紙１０２の表面と記録紙１０２の先端の摩擦係数のうち、大きい値をμとする。
【００３０】
そして、本実施の形態例における媒体排出装置においては、記録紙１０２と排紙トレイ１０７の接触時に、搬送力が搬送抵抗よりも大きくなる規格化変位Ｈ／Ｌ０を実現するように、排紙トレイ１０７と段付きローラ１１１の形状と配置を設定する。すなわち、Ｆｃｏｓθ＞μＦｓｉｎθ、両辺をＦｃｏｓθで割ってｔａｎθ＜１／μとなる規格化変位Ｈ／Ｌ０を実現するように、排紙トレイ１０７と段付きローラ１１１の形状と配置を設定する。このようにすることで、搬送抵抗によって記録紙１０２が排紙トレイ１０７の表面を滑らずに静止して排紙トレイ１０７上で丸まったり意図しない方向にねじれてしまうことなく、排紙トレイ１０７上での安定した媒体搬送を実現する媒体排出装置を実現できる。
【００３１】
また、排紙トレイ１０７を設計する際には、記録紙１０２と排紙トレイ１０７との接触角による搬送不良以外に考慮すべき事項として、搬送方向への記録紙１０２の飛び出しがある。前述のように、排紙トレイ１０７と記録紙１０２の搬送力と搬送抵抗の関係だけを考えた場合は、接触角θが０に近いほど、すなわち水平方向に対する排紙トレイ１０７の角度θｔが小さいほどよいことになる。しかし、θｔを小さくしすぎると、加圧ローラ１１０によって搬送力を与えられた記録紙１０２が加圧ローラ１１０から完全に排出された後も、慣性力によって排紙トレイ１０７上あるいは排紙トレイ１０７に積層された記録紙１０２の表面を滑って移動する。その結果、図９に示すように、記録紙１０２が排紙トレイ１０７上で雑然と積み上げられてしまい、記録紙１０２を排紙トレイ１０７から取り出しにくくなったり、記録紙１０２を痛めてしまうことがある。そのため、排紙トレイ１０７上で安定した排紙を実現するためには、排紙トレイ１０７の角度θｔに最適な分布を持たせる必要がある。ここで、記録紙１０２と排紙トレイ１０７の接触点は、図１に示すように、段付きローラ１１１の当接部から排紙方向への水平方向の距離がほぼＬ０ｃｏｓφ以上となる領域内に存在する。
【００３２】
そこで、本発明による媒体排出装置によれば、段付きローラ１１１の当接部から排紙方向への水平方向の距離がＬ０ｃｏｓφ以上となる領域では、ｔａｎθ＜１／μ、つまりθ＜ｔａｎ−１（１／μ）となるように排紙トレイ１０７の位置及び姿勢を調整して設置する。一方、段付きローラ１１１の当接部から排紙方向への水平方向の距離がＬ０ｃｏｓφより小さくなる領域では、段付きローラ１１１から完全に排紙されたシート１０２が排紙トレイ１０７上あるいは排紙トレイ１０７に積層された記録紙１０２の表面を滑って移動しないように、角度θｔを大きくした排紙トレイ１０７を設置する。
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、排紙トレイ上で安定した媒体搬送を維持し、かつ媒体の飛び出しによる不具合を起こさない排紙トレイを設置した媒体排出装置を実現できる。
【００３４】
また、上述したＬ０を算出する式（１）からも明らかなように、記録紙の特性からなる項
【００３５】
【数４】
2007320761.tif 000006
【００３６】
が小さいほどＬ０も小さくなり、排紙トレイ１０７と記録紙１０２との接触角θが大きくなる。そこで、本実施例における媒体排出装置は、媒体排出装置で取り扱う複数種類の排出対象の媒体から、
【００３７】
【数５】
2007320761.tif 000007
【００３８】
が最小となる媒体において、ｔａｎθ＜１／μとなる、つまりθ＜ｔａｎ−１（１／μ）となるように排紙トレイ１０７の位置及び姿勢を調整して設置する。このようにすることで、媒体排出装置で取り扱う複数の種類の排出対象となる媒体の全てに関してＬ０の値とθの範囲を検討しなくても、全ての排出対象の媒体に対して排紙トレイ上で安定した媒体搬送を維持し、かつ媒体の飛び出しによる不具合を起こさない排紙トレイを設置した媒体排出装置を実現できる。
【００３９】
図１０は本発明の第２の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す斜視図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施の形態例の媒体排出装置２０は、記録紙を湾曲させる腰つけ部としてクラウンローラ２１及び加圧ローラ２２を有している。本実施の形態例の媒体排出装置２０は、記録紙をクラウンローラ２１及び加圧ローラ２２からなる腰つけ部によって記録紙を湾曲させて、記録紙に腰つけしながら搬送し、排紙トレイ１０７に記録紙を積層させながら収納する。
【００４０】
上述の第１の実施の形態例でも説明したように、腰つけされた記録紙は、クラウンローラ２１及び加圧ローラ２２からなる腰つけ部におけるニップ部から腰つけ限界長さＬ０だけ搬送されると、腰つけの効果を失い、重力方向に撓む。記録紙は撓みながらクラウンローラ２１によって搬送され続け、排紙トレイ１０７に接触する。
【００４１】
本実施の形態例の媒体排出装置２０についても、第１の実施の形態例で示した設置条件を満たすように排紙トレイ１０７とクラウンローラ２１の形状と配置を設定して構成される。そのことにより、排紙トレイ上で安定した媒体搬送を維持し、かつ媒体の飛び出しによる不具合を起こさない排紙トレイを設置した媒体排出装置を実現できる。
【００４２】
また、本実施の形態例による媒体排出装置２０は、クラウンローラ２１が曲率半径Ｒｑの曲線であれば、クラウンローラ２１と接触する記録紙の曲率半径もＲｑとなる。よって、クラウンローラ２１の曲率半径によって記録紙の曲率半径を望ましい値に容易に規定できるという効果がある。
【００４３】
図１１は本発明の第３の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す斜視図であり、図１２は正面図である。本実施の形態例の媒体排出装置３０は、記録紙を湾曲させる腰つけ部として湾曲した排紙ガイド３１を有している。図１１及び図１２に示す本実施の形態例の媒体排出装置３０は、記録紙を加圧ローラ１１０からなる搬送部によって搬送し、かつ排紙ガイド３１からなる腰つけ部によって記録紙を湾曲させて、記録紙を腰つけしながら搬送し、排紙トレイ１０７に記録紙を積層させながら収納する。
【００４４】
上述の第１の実施の形態例でも説明したように、腰つけされた記録紙は、排紙ガイド３１から腰つき限界長さＬ０だけ搬送されると、腰つけの効果を失い、重力方向に撓む。記録紙は撓みながら加圧ローラ１１０によって搬送され続け、排紙トレイ１０７に接触する。
【００４５】
本実施の形態例の媒体排出装置３０についても、第１の実施の形態例で示した設置条件を満たすように排紙トレイ１０７と搬送ガイド３１の形状と配置を設定して構成される。そのことにより、排紙トレイ上で安定した媒体搬送を維持し、かつ媒体の飛び出しによる不具合を起こさない排紙トレイを設置した媒体排出装置を実現できる。
【００４６】
また、本実施の形態例による媒体排出装置３０は、排紙ガイド３１が曲率半径Ｒｇの曲線であれば、排紙ガイド３１と接触する記録紙の曲率半径もＲｇとなる。よって、排紙ガイド３１の曲率半径によって記録紙の曲率半径を望ましい値に容易に規定できるという効果がある。
【００４７】
図１３は本発明の第４の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す斜視図であり、図１４は側面図である。本実施の形態例の媒体排出装置４０は、記録紙を湾曲させる腰つけ部としてローラ４１を有している。図１３及び図１４に示す本実施の形態例の媒体排出装置４０は、記録紙を加圧ローラ１１０からなる搬送部によって記録紙を搬送し、かつローラ４１からなる腰つけ部によって記録紙を湾曲させて、記録紙を腰つけしながら搬送し、排紙トレイ１０７に記録紙を積層させながら収納する。
【００４８】
上述した第１の実施の形態例でも説明したように、腰つけされた記録紙は、ローラ４１から腰つけ限界長さＬ０だけ搬送されると、腰つけの効果を失い、重力方向に撓む。記録紙は撓みながら加圧ローラ１１０によって搬送され続け、排紙トレイ１０７に接触する。
【００４９】
本実施の形態例の媒体排出装置４０は、第１の実施の形態例で示した設置条件を満たすように排紙トレイ１０７とローラ４１の形状と配置を設定して構成される。そのことにより、排紙トレイ上で安定した媒体搬送を維持し、かつ媒体の飛び出しによる不具合を起こさない排紙トレイを設置した媒体排出装置を実現できる。
【００５０】
また、本実施の形態例による媒体排出装置４０は、ローラ４１の位置のみを調整することで、加圧ローラ１１０の位置を変えることなく記録紙の曲率半径を望ましい値に容易に規定することができるので、大きな構成変更をすることなく腰つけ部による記録紙の腰つけを変更できるという効果がある。
【００５１】
なお、上述した各実施の形態例では、複数のローラによって、記録紙を波状に湾曲させているが、記録紙の曲率半径を単一にして当該媒体を円弧状に湾曲させても良い。これは、例えば腰つけ部の構成を単一のクラウンローラのみにして記録紙を円弧状に曲げることで実現できる。または、記録紙の曲率半径の分布を増やして記録紙における波の量を増やしても良い。これは、例えば腰つけ部を構成するクラウンローラの数を複数にすることで実現できる。また、上記の第３の実施の形態例では、搬送ガイドによって記録紙を円弧状に湾曲させているが、これに限らず、例えば搬送ガイドの形状を波型にして、記録紙を波状に曲げても良い。
【００５２】
更に、上述の各実施の形態例では複写機やプリンタなどの画像形成装置を例として説明したが、これに限定する必要はなく、自動紙送り装置を搭載したスキャナなどの画像読取装置を含む画像処理装置に搭載された排出装置に適用可能である。よって、上述の各実施の形態例における記録紙も例えば画像読取装置の場合は読取対象となる原稿であって、本発明の媒体排出装置によって排紙の対象となる媒体に適用されるものである。
【００５３】
また、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】本実施の形態例の媒体排出装置の腰つけ部の構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態例の媒体排出装置におけるシート排出の様子を示す概略断面図である。
【図４】加圧ローラ及び段付きローラの腰つけ部による記録紙の梁の曲げモデルによる模式図である。
【図５】記録紙と排紙トレイとの接触を無視した場合腰つき部から腰つき限界長さＬ０だけ送り出した記録紙の撓み形状の変化の様子を示す概略断面図である。
【図６】規格化変位Ｈ／Ｌ０とθｓの関係を実験的に求めた特性図である。
【図７】記録紙の先端と給紙トレイの接触角θ、角度θｔ及びθｓの定義を示す概略断面図である。
【図８】搬送中の記録紙の先端が排紙トレイに接触した瞬間に記録紙先端に加わる力の様子を示す模式図である。
【図９】記録紙が排紙トレイ上で雑然と積み上げられた場合の記録紙の動きを示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す正面図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す斜視図である。
【図１４】第４の実施の形態例に係る媒体排出装置の構成を示す側面図である。
【図１５】従来の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図１６】従来の画像形成装置の別の構成を示す概略断面図である。
【図１７】従来の画像形成装置の別の構成を示す概略断面図である。
【図１８】図１５の媒体排出装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０、２０、３０、４０；媒体排出装置、
２１；クラウンローラ、２２，１１０；加圧ローラ、
３１；排紙ガイド、４１；ローラ、１００，２００；画像形成装置、
１０２；記録紙、１０７；排紙トレイ、１１１；段付きローラ、
１１２；腰つけ部、２１２；胴内排紙トレイ、
２１３；外部排紙トレイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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