(57)【要約】【課題】  シート詰まりの発生を抑制する。【解決手段】  搬送されてきたシートの搬送方向を転向させる第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂを緩和曲線状に湾曲させる。これにより、加速度の大きさが急激に大きくなることに伴うシートに作用する摩擦力の増大を緩和することができるので、シート詰まりの発生を抑制することができる。【選択図】  図１
2013075740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを搬送するシート搬送装置であって、
シートの搬送経路に設けられ、搬送されてきたシートの搬送方向を転向させるとともに、緩和曲線状に湾曲した案内部
を備えることを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記緩和曲線は、クロソイド曲線であることを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項３】
前記クロソイド曲線は、下記の数式２にて定義される曲線であることを特徴とする請求項２に記載のシート搬送装置。
【数２】
2013075740.tif 000004
【請求項４】
前記案内部は、シートの搬送経路に設けられた直線状の搬送経路を搬送されてきたシートの搬送方向を転向させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項５】
前記搬送経路は、第１搬送速でシートを搬送する第１区間、及び前記第１搬送速より大きな第２搬送速でシートを搬送する第２区間を有して構成されており、
さらに、前記案内部は、前記搬送経路のうち前記第２区間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項６】
前記案内部は、前記搬送経路のうち、シートの搬送の向きを上方側に転向させる区間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項７】
前記搬送経路のうち前記案内部が設けられた転向区間には、シートの搬送に関与するローラが設けられていないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項８】
シートに画像を形成する画像形成部と、
画像が形成されたシートを、前記画像形成部に再搬送する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシート搬送装置と
を備える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、シート搬送装置、及びこのシート搬送装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載のシート搬送装置では、搬送されてきたシートを転向させる案内部の形状を、一定の曲率半径を有する円弧状に湾曲した形状としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１４９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シートと摺接することで案内部に発生する摩擦力は、案内部とシートとの接触面における垂直抗力に概ね比例するが、この垂直抗力は、シートに対して直交する方向にシートに作用する加速度の大きさに概ね比例する。
【０００５】
そして、上記加速度の大きさは、搬送経路の曲率半径に概ね反比例する。このため、仮に、直線状の搬送経路（以下、「直線区間」という。）を搬送されてきたシートを転向させると、以下の問題が発生する。
【０００６】
すなわち、直線区間の曲率半径は無限大とみなすことが可能な大きな値であるのに対して、搬送の向きが転向する転向区間の曲率半径は、直線区間の曲率半径に比べて十分に小さい有限な値となる。
【０００７】
このため、直線区間から転向区間に移行した時に非常に大きな加速度が発生し、垂直抗力が増大するので、非常に大きな摩擦力がシートに作用する。
したがって、搬送されてきたシートの搬送の向きが転向する境界付近、つまり直線区間と転向区間との境界付近にて非常に大きな摩擦力がシートに発生する。このため、境界付近にて搬送が滞ってシートが詰まってしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、シート詰まりの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、シートを搬送するシート搬送装置であって、シートの搬送経路（２１）に設けられ、搬送されてきたシートの搬送方向を転向させるとともに、緩和曲線状に湾曲した案内部（２３Ａ、２３Ｂ）を備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、本発明では、加速度の大きさが急激に大きくなることに伴うシートに作用する摩擦力の増大を緩和することができるので、シート詰まりの発生を抑制することができる。
【００１１】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の中央断面図である。
【図２】第２案内部２３Ｂの拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシート搬送装置及び画像形成装置の効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。
【００１４】
そして、本実施形態は、用紙等のシートの表裏両面に画像を形成することが可能なレーザプリンタに本発明に係るシート搬送装置及び画像形成装置を適用したものである。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
【００１５】
１．画像形成装置の構造
画像形成装置１は、図１に示すように、画像形成部２、給紙装置１０及び再搬送ユニット２０等から構成されている。そして、画像形成部２、給紙装置１０及び再搬送ユニット２０等は、装置本体に組み付けられている。なお、装置本体とは、例えば、筐体やフレーム等の通常使用時において、ユーザにより分解又は取り外しがされない部位等をいう。
【００１６】
画像形成部２は、シートに画像を形成する印刷部である。給紙装置１０は、給紙トレイ１１に載置されている１枚以上のシートのうち１枚のシートを画像形成部２に送り出すための給紙部である。
【００１７】
再搬送ユニット２０は、再搬経路２１の少なくとも一部を構成する部材である。そして、再搬経路２１は、画像形成部２から排出されたシートを画像形成部２の入口側に再搬送するシートの搬送経路である。因みに、本実施形態に係る再搬送ユニット２０は、給紙トレイ１１の下方側にておいて、装置本体に着脱自在に装着されている。
【００１８】
また、画像形成部２は、１つ以上のプロセスカートリッジ３、１つ以上の露光器４及び１つの定着器５等を有して構成された電子写真方式の印刷部である。なお、本実施形態に係る画像形成部２はカラー方式の印刷部であるため、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアン等の複数色の現像剤に対応して複数のプロセスカートリッジ３が設けられている。
【００１９】
なお、各プロセスカートリッジ３には、現像剤像が担持される感光ドラム３Ａ、及び感光ドラム３Ａを帯電させる帯電器３Ｂ等が収納されている。そして、帯電した感光ドラム３Ａが露光器４にて露光されると、感光ドラム３Ａの外周面に静電潜像が形成される。その後、電荷を帯びた現像剤が感光ドラム３Ａに供給されると、感光ドラム３Ａの外周面に現像剤像が担持される。
【００２０】
また、転写ベルト６は、給紙トレイ１１から給出されてきたシートを各感光ドラム３Ａに搬送する搬送部を構成する。そして、転写ベルト６を挟んで各感光ドラム３Ａと対向する部位には、その感光ドラム３Ａに担持されている現像剤像をシートに転写させる転写ローラ７が配設されている。
【００２１】
なお、給紙装置１０により給紙トレイ１１から画像形成部２に向けて搬出されたシートは、一対のレジストローラ８まで搬送される。そして、一対のレジストローラ８は、シートの姿勢を矯正した後、予め設定された所定のタイミングでシートを画像形成部２に突入させる。
【００２２】
また、定着器５は、シートに接触しながらシートを加熱する加熱ローラ５Ａ及びシートを加熱ローラ５Ａに押し付ける加圧ローラ５Ｂ等から構成されている。そして、定着器５は、現像剤像の転写が終了したシートを加熱ローラ５Ａにより加熱することによってシートに転写された現像剤をシートに定着させる。
【００２３】
また、装置本体、つまり画像形成装置１の上部には、排紙口１Ａから排出されたシートが載置される排紙トレイ１Ｂが設けられている。そして、排紙口１Ａには、定着器５から排出されたシートに接触して回転することによりシートに搬送力を付与する複数の排紙ローラ９が設けられている。
【００２４】
そして、シートの表面のみに画像を形成する片面印刷時には、排紙ローラ９は、定着器５から排出されたシートをそのまま排紙トレイ１Ｂに向けて排出する。一方、シートの表裏両面に画像を形成する両面印刷時には、排紙ローラ９は、定着器５から排紙口１Ａ側に搬送されたシートの搬送方向を逆転させ、当該シートを再搬送ユニット２０に向けて再搬送する。
【００２５】
そして、再搬送ユニット２０は、再搬経路２１に送られてきたシートを、給紙装置１０から画像形成部２に至るシートの搬送経路のうち、レジストローラ８より搬送方向上流側であって、分離機構１３より搬送方向下流側の部位に導く。
【００２６】
なお、本実施形態では、一対のレジストローラ８と分離機構１３との間の搬送経路に一対の搬送ローラ１４が設けられている。そして、再搬経路２１に送られてきたシートは、一対の搬送ローラ１４の入口に導かれる。
【００２７】
また、給紙装置１０は、ピックアップローラ１２及び分離機構１３等から構成されている。ピックアップローラ１２は、給紙トレイ１１に積層載置された１枚以上のシートのうち、積層方向上端に位置するシートに接触してシートを画像形成部２側に送出する。分離機構１３は、分離パッド１３Ａ及び分離ローラ１３Ｂ等からなる。因みに、分離機構１３は、ピックアップローラ１２により送出された複数枚のシートを１枚ずつ分離して画像形成部２に送り出す機構である。
【００２８】
２．再搬経路の詳細
再搬経路２１は、概ね、排紙ローラ９から略鉛直に下方側に延びて再搬送ユニット２０に至る第１再搬経路２１Ａ、及び再搬送ユニット２０により構成された第２再搬経路２１Ｂ等から構成されている。そして、第２再搬経路２１Ｂは、第１転向部２１Ｃ及び第２転向部２１Ｅ、並びに第１転向部２１Ｃと第２転向部２１Ｅとを繋ぐ直線区間２１Ｄ等から構成されている。
【００２９】
第１転向部２１Ｃは、第１再搬経路２１Ａから再搬送ユニット２０に突入したシートの搬送方向を水平方向に向けて略９０°転向させる転向区間である。直線区間２１Ｄは、第１転向部２１Ｃから第２転向部２１Ｅに向けて略水平方向に直線状に延びる直線区間である。第２転向部２１Ｅは、直線区間２１Ｄを搬送されてきたシートの搬送方向を上方側略９０°転向させる転向区間である。
【００３０】
また、再搬送ユニット２０の直線区間２１Ｄには、シートを搬送するための再搬送ローラ２２が複数設けられている。そして、これら複数の再搬送ローラ２２のうち少なくとも１つの再搬送ローラは、シートに接触してシートに搬送力を付与する。
【００３１】
なお、搬送力を付与する再搬送ローラ２２の周速は、転写ベルト６の周速より大きい周速となっている。このため、少なくとも第２再搬経路２１Ｂを搬送されるシートの搬送速は、転写ベルト６上を搬送されるシートの搬送速より大きくなる。なお、転写ベルト６上の搬送区間を第１区間という。また、第２再搬経路２１Ｂを第２区間という。
【００３２】
また、第１転向部２１Ｃ及び第２転向部２１Ｅそれぞれには、シートに接触してその搬送方向を転向させる第１案内部２３Ａ、第２案内部２３Ｂが設けられている。そして、第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂのうちシートに接触する部位は、シート搬送方向及びシートの厚み方向により規定される平面による断面で見たときに、緩和曲線状に湾曲している。
【００３３】
また、本実施形態では、緩和曲線としてクロソイド曲線を採用している。具体的には、下記の数式１にて定義される曲線を採用している。
【００３４】
【数１】
2013075740.tif 000003
【００３５】
そして、本実施形態では、第１案内部２３Ａが設けられた第１転向部２１Ｃには、第１案内部２３Ａのみが設けられている。同様に、第２案内部２３Ｂが設けられた第２転向部２１Ｅには、第２案内部２３Ｂのみが設けられている。
【００３６】
つまり、第１転向部２１Ｃ及び第２転向部２１Ｅには、シートの搬送に関与するローラを廃止された構成となっている。このため、例えば第２案内部２３Ｂは、図２に示すように、シートの搬送経路において互いに隣り合った２つのローラである再搬送ローラ２２と搬送ローラ１４との間に設けられた構成となっている。
【００３７】
因みに、シートの搬送に関与するローラとは、例えばシートに搬送力を付与する駆動ローラやシートに接触してシートの搬送と共に連れ回りするアイドルローラ等をいう。
また、本実施形態では、第２再搬経路２１Ｂを隔てて第２案内部２３Ｂと対向する案内面２３Ｃもシート搬送方向及びシートの厚み方向により規定される平面による断面で見たときに、緩和曲線状に湾曲している。
【００３８】
３．本実施形態に係るシート搬送装置及び画像形成装置の特徴
本実施形態では、本発明に係るシート搬送装置を再搬送されるシートの搬送装置に適用している。そして、本実施形態では、搬送されてきたシートの搬送方向を転向させる第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂを緩和曲線状に湾曲させたことを特徴としている。
【００３９】
これにより、本実施形態では、加速度の大きさが急激に大きくなることに伴うシートに作用する摩擦力の増大を緩和することができるので、シート詰まりの発生を抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂは、直線区間２１Ｄ等の直線状のシート搬送経路を搬送されてきたシートの搬送方向を転向させることを特徴としている。以下、直線状のシート搬送経路を直線区間という。
【００４１】
そして、本実施形態では、第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂが緩和曲線状に湾曲しているため、直線区間と第１転向部２１Ｃ及び第２転向部２１Ｅとの境界付近において、加速度の大きさが急激に大きくなることを緩和できる。したがって、境界付近においてシートに作用する摩擦力の増大を緩和することができるので、境界付近におけるシート詰まりの発生を抑制することができる。
【００４２】
なお、図３は、第２転向部２１Ｅ及びその近傍においてシートに作用する加速度の変化を示すグラフである。そして、二点鎖線グラフは第２案内部２３Ｂをクロソイド曲線とした場合を示す。実線グラフは第２案内部２３Ｂを円弧状とした場合を示している。因みに、図３は、用紙サイズをＡ４サイズとし、搬送速度を２８ＰＰＭとしたときのコンピュータを用いた数値シミュレーション解析結果である。
【００４３】
そして、図３から明らかなように、本実施形態に係る第２案内部２３Ｂにおいては、加速度がほぼ一定となるとともに、円弧状とした場合に比べて平均加速度及び最大加速度が小さくなる。さらに、境界付近において、加速度の大きさが急激に大きくなることが緩和されている。
【００４４】
ところで、シートに作用する摩擦力は、シートの搬送速が大きくなるほど大きくなるので、本実施形態のごとく、搬送速が大きい第２再搬経路２１Ｂの第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂを緩和曲線にて構成すると、特に効果的である。
【００４５】
また、シートの搬送の向きを上方側に転向させる第２転向部２１Ｅは、通常、大きな搬送力が付与される。このことから、本実施形態のごとく、再搬経路２１のうち、シートの搬送の向きを上方側に転向させる第２転向部２１Ｅに緩和曲線状に湾曲した第２案内部２３Ｂを設けると、特に、効果的である。
【００４６】
また、上述したように、本実施形態では、加速度の大きさが急激に大きくなることを緩和することができる。したがって、本実施形態のごとく、再搬経路２１のうち第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂが設けられた第１転向部２１Ｃ及び第２転向部２１Ｅから、シートの搬送に関与するローラを廃止すれば、シート詰まりの発生を抑制しつつ、シート搬送装置の製造原価低減を図ることができる。
【００４７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、緩和曲線として、数式１で示されるクロソイド曲線を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、三次曲線、サイン半波長逓減曲線、連珠曲線、対数螺旋又はマッコーネループ等を用いてもよい。
【００４８】
また、上述の実施形態では、クロソイド曲線として、数式１で示される基本曲線を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｓ形曲線、卵形曲線又は複合形曲線を用いてもよい。
【００４９】
因みに、基本曲線は直線区間と直線区間とを繋ぐ場合に用いることが望ましい。Ｓ形曲線は逆方向に曲がる転向区間を繋ぐ場合に用いることが望ましい。卵曲線は同一方向に曲がる転向区間を繋ぐ場合に用いることが望ましい。複合曲線は複数のクロソイド曲線を連結させた区間を繋ぐ場合に用いることが望ましい。
【００５０】
また、上述の実施形態では、２つの第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂをいずれも緩和曲線としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、いずれか一方のみを緩和曲線としてもよい。
【００５１】
また、上述の実施形態では、再搬送ユニット２０に設けられた第１案内部２３Ａ及び第２案内部２３Ｂを緩和曲線としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の転向部の案内部を緩和曲線としてもよい。
【００５２】
また、上述の実施形態では、画像形成装置の再搬送ユニット２０に本発明に係るシート搬送装置を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、例えば画像読取装置の原稿搬送装置等にも適用できる。
【００５３】
また、上述の実施形態では、第２再搬経路２１Ｂを隔てて第２案内部２３Ｂと対向する案内面２３Ｃもシート搬送方向及びシートの厚み方向により規定される平面による断面で見たときに、緩和曲線状に湾曲していた。しかし、これに限らず、例えば、案内面２３Ｃは、円弧状であってもよい。
【００５４】
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１… 画像形成装置  １Ａ… 排紙口  １Ｂ… 排紙トレイ
２… 画像形成部  ３… プロセスカートリッジ  ３Ａ… 感光ドラム
４… 露光器  ５… 定着器  ５Ａ… 加熱ローラ  ６… 転写ベルト
７… 転写ローラ  ８… レジストローラ  ９… 排紙ローラ  １０… 給紙装置
１１… 給紙トレイ  １２… ピックアップローラ  １３… 分離機構
１３Ａ… 分離パッド  １４… 搬送ローラ  ２０… 再搬送ユニット
２１… 再搬経路  ２１Ａ… 第１再搬経路  ２１Ｂ… 第２再搬経路
２１Ｃ… 第１転向部  ２１Ｅ… 第２転向部  ２１Ｄ… 直線区間
２２… 再搬送ローラ  ２３Ａ… 第１案内部  ２３Ｂ… 第２案内部
２３Ｃ… 案内面
【図１】
2013075740.tif 000005
【図２】
2013075740.tif 000006
【図３】
2013075740.tif 000007