JP2006199452A - シート搬送装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シート搬送路から搬送されてきたシートを少なくとも３方向に分岐した分岐搬送経路に搬送する分岐部を有するシート搬送装置において、分岐部材の部品点数を減らし、構造または動作制御を簡潔にしたシート搬送装置を提供する。
【解決手段】 分岐部２１内には、シート搬送方向を少なくとも３方向に切換える１つの分岐部材２３が設けられている。分岐部材２３は駆動モータ３２により支軸２４を中心として左右方向に回動可能である。そして、分岐部２１内には、分岐部材２３の回動により、筒状体の分岐部材２３の２つの側壁の内面で形成される第１の搬送経路と、分岐部材２３の外面と分岐部２１の内面で形成される第２、第３の搬送経路が形成される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置や画像形成後の用紙にステープル処理等を行う用紙後処理装置などに含まれるシート搬送装置に関し、特に記録用紙又は原稿等のシートの搬送を少なくとも３方向に分岐させて搬送するシート搬送装置に関する。更に、本発明はこのようなシート搬送装置を具備する画像形成装置等に関する。

一般に、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置などに含まれるシート搬送装置においては、複数に分岐した分岐搬送路を設け、分岐点においてシート方向切換装置を設置し、このシート方向切換装置にて複数の分岐搬送路にシートを切換搬送するようにしている。この種のシート方向切換装置は、通常シートの搬送方向を２方向に切換える方式が採用されており、このため、例えば、シートの搬送方向を３方向へ切換えるには、２箇所で２方向に切換える方式を採用する必要がある。しかし、この場合分岐のためのシート搬送路が嵩むため、例えば、分岐のためのシート搬送路を確保することが困難な場合には、３方向に分岐することができないという問題が発生する。

この点を考慮して、シートの搬送方向を３方向に切換えるシート方向切換装置について提案がなされており、例えば、特許文献１では、分岐部位に３つに分岐する分岐搬送路を設け、この分岐部位に２つのゲート部材を配設すると共に、各分岐搬送路のいずれかが切換選択可能になるように２つのゲート部材を共働させる構造を有している。しかし、特許文献１に報告されるシート方向切換装置は、２つのゲート部材を共働させる構造のため、分岐部を２箇所必要とし、また、分岐部材を駆動する駆動部も２箇所必要となる。このため、シート搬送装置を構成する部品点数が多くなり、分岐部の構造および動作制御が複雑になるという不具合が生じていた。

また、特許文献２において、シートの搬送方向を３方向に切換えることができるようにするために、ソレノイドによる駆動機構を有する分岐爪装置が提案されているが、この場合も、分岐部材が２点以上存在するために、シート搬送装置の分岐部の構造および動作制御が複雑になるという不具合が生じていた。
特開２００３−１８２９０９号公報 特開平７−３１５６６８号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、搬送されてきたシートを少なくとも３方向に分岐した分岐搬送経路に搬送する分岐部を有するシート搬送装置において、分岐部材の部品点数、更には分岐部材を駆動する駆動部の部品点数を減らし、構造または動作制御のうち少なくともいずれか一方を簡潔にしたシート搬送装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、上記シート搬送装置を有することにより、構造または動作制御のうち少なくともいずれか一方を簡潔にした画像形成装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、シート搬送路から搬送されてきたシートを少なくとも３方向に分岐した分岐搬送路に搬送する分岐部を有するシート搬送装置において、
前記分岐部にはシート搬送方向を少なくとも３方向に切換える１つの分岐部材を設けたことを特徴としている。

また、本発明は、上記構成のシート搬送装置において、前記分岐部材は、搬送されてきたシートの搬送面となる対向配置された第１の側壁と第２の側壁とを有しており、前記分岐部内には前記第１及び第２の側壁の内面で形成される第１搬送経路と、前記第１の側壁の外面と前記分岐部の内面とで形成される第２搬送経路と、前記第２の側壁の外面と前記分岐部の内面とで形成される第３搬送経路と、が前記分岐部材の回動により形成されることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成のシート搬送装置において、前記分岐部材を回動させる１つの駆動部を設けたことを特徴としている。

また、本発明は、上記構成のシート搬送装置において、前記駆動部は、モータと、該モータの駆動力を前記分岐部材に伝達するギヤとを有することを特徴としている。

また、本発明は、上記構成のシート搬送装置を備える画像形成装置であることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記分岐部材の位置を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて前記駆動部を駆動させ、前記分岐部材を所定方向に回動させる制御手段と、を設けたことを特徴としている。

本発明の第１ないし第４の構成によれば、搬送されてきたシートを少なくとも３方向に分岐した分岐搬送路に搬送する分岐部を有するシート搬送装置において、分岐部材が１つであるために、シート搬送装置の部品点数を減らすことができ、構造を簡潔にすることができる。また、分岐部の部材が１つであるために分岐部材の駆動部も１つとすることができ、シート搬送装置の部品点数をさらに減らすことができ、構造および動作制御を簡潔にすることができる。さらに、動作制御を簡潔にできるため、結果的にジャムが発生する確率を低減できる。

本発明の第５の構成によれば、上記第１から第４のいずれかの構成のシート搬送装置を備える画像形成装置において、シート搬送装置の部品点数を減らすことができるために、画像形成装置の構造及び動作制御も簡潔にすることができる。

本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の画像形成装置において、検知手段により分岐部材の位置を把握し、その検知結果に基づいて分岐部材の回動を制御するために、分岐部材を回動させる量を正確に制御することができ、分岐搬送路の数が増えても正確にシートの搬送経路を選択することができる。

以下に本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態であり、ここでは一例としてデジタル複合機を示している。なお、本発明は、画像形成装置に限らず、シート搬送装置を有する後処理装置などにも適用される。画像形成装置１では、コピー動作を行う場合、複合機本体２内の画像形成部３において、帯電ユニット４により図中のＡ方向に回転する小径の感光体ドラム５が一様に帯電され、画像読取部６で読み取られた原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザ走査ユニット等）７からのレーザビームにより感光体ドラム５上に静電潜像が形成され、現像ユニット８により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像ユニット８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム５に向けて、シートがシート供給機構１０からシート搬送路１１及びレジストローラ対１２を経由して画像形成部３に搬送され、この画像形成部３において転写ローラ１３（画像転写部）により感光体ドラム５の表面におけるトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写されたシートは感光体ドラム５から分離され、定着ローラ対１４ａを有する定着部１４に搬送されてトナー像が定着される。定着部１４を通過したシートは、分岐部２１で搬送方向が振り分けられた後、搬送路１５ａ、１５ｂ、１５ｃのいずれかに送られる。そして、そのまま（或いは、分岐部２２でシート搬送路１６に送られて両面コピーされた後に）、第１排出トレイ１７ａ、第２排出トレイ１７ｂ又は第３排出トレイ１７ｃのシート排出部に排出される。

また、図示しないが、感光体ドラム５の表面の残留電荷を除去する除電装置がクリーニング装置１８の下流側に設けられている。さらに、シート供給機構１０は、複合機本体２に着脱自在に取り付けられ、シートを収納する複数のシート供給カセット１０ａ、１０ｂと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）１０ｃとを備えてなり、これらはシート搬送路１１によって感光体ドラム５及び現像ユニット８等からなる画像形成部３に繋がっている。

なお、本実施例では３方向に分岐する分岐部２１は、排出トレイの手前に設けられているが、かかる分岐部２１はシート搬送路の他の部分に設けることもできる。また、後述する構成によれば３方向に限らず４方向以上に分岐することも可能である。

図２は、本実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図２において、画像形成装置１は、画像読取部３、感光体ドラム５及び現像ユニット８を有する画像形成部３、分岐部２１、検知手段３６、制御部３３、メインモータ４１、記憶部４２、操作部４３を備えている。

画像読取部６は、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される。

制御部３３は、検知手段３６からの信号に応じて分岐部２１内の分岐部材２３（図１参照）の回動を制御し、また、操作部４３からの信号に基づき画像読取部６、画像形成部３等の画像形成装置各部の動作制御もする。

メインモータ４１は、制御部３３からの制御信号に応じて感光体ドラム５、転写ローラ１３（図１参照）、定着部１４（図１参照）を駆動する。 操作部４３は、ユーザが装置の機能や印刷条件等の設定を行う操作キーと、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成される。記憶部４２は、制御部３３により用いられる画像形成装置各部の制御プログラムを記憶する。分岐部２１及び検知手段３６については以下に述べる。

上述のように構成された画像形成装置１において、シート搬送路中に配置されるシートを３方向に分岐して搬送する分岐部２１は、例えば、図３に示すような分岐部材２３で構成される（図３において、（ａ）は図１紙面垂直方向からみた側面図を、（ｂ）は図１紙面垂直方向からみた平面図を、（ｃ）はシート搬送方向からみた正面図を表す）。図３に示す分岐部材２３は、対向配置された第１の側壁２３ａと第２の側壁２３ｂを有した筒状体である。そして、この筒状体の中空部分が第１の搬送経路を、この筒状体を構成する第１の側壁２３ａの外面と分岐部２１の内面とが第２の搬送経路を、この筒状体を構成する第２の側壁２３ｂの外面と分岐部２１の内面とが第３の搬送経路を、分岐部材２３の回動により形成する。

図３に示した分岐部材２３を用いて搬送方向を切換える方法を図５により説明する。分岐部材２３が、図５において直立した状態（図５（ａ））になると、シートは筒状体の分岐部材２３の中空部分に沿って分岐部２１を通過し、第１の搬送路１５ａを経由して、搬送ローラ対１９ａ（図１参照）を通過後、第１排出トレイ１７ａに排出される。また、分岐部材２３が図５における支軸２４を中心に時計回り方向に回転し傾いた状態（図５（ｂ））になると、シートは分岐部材２３の第１の側壁２３ａの外面に沿って分岐部２１を通過し、第２の搬送路１５ｂを経由して、第２排出トレイ１７ｂ（図１参照）に排出される。更に、分岐部材２３が、図５における支軸２４を中心に反時計回り方向に回転し傾いた状態（図５（ｃ））になると、シートは分岐部材２３の第２の側壁２３ｂの外面に沿って分岐部２１を通過し、第３の搬送路１５ｃを経由して、分岐部２２（図１参照）で搬送先を振り分けられ、排出ローラ対２０を通過後、第３排出トレイ１７ｃ（図１参照）に排出されるか、または、搬送路１６（図１参照）に送られる。

なお、分岐部材２３は直方体形状の筒状体でもよいが、シートの搬送経路との関係で分岐部材２３中の適当な部位が、図３（ｂ）に示したようにくびれた形状であることが好ましい。これにより、シートが筒状体の外面を搬送する際にシートの搬送がスムーズになり、紙詰まりの確率が低減される。

また、図３に示した分岐部材２３は筒状体で構成されているが、必ずしも筒状体である必要はなく、図４（図４において、（ａ）は図１紙面垂直方向からみた側面図を、（ｂ）は図１紙面垂直方向からみた平面図を、（ｃ）はシート搬送方向からみた正面図を表す）に示すように搬送されてきたシートの搬送路を確保しつつ、当該シートが搬送路からはみ出さないように、第１の側壁と第２の側壁を柱状に形成された複数の連結部２３ｃで連結された形状とすること等も考えられる。このようにすることにより、分岐部材を構成する材料の使用量を減らすことができ、コストの削減が図れる。

更に、例えば、図３に示された分岐部材２３の中空部分に、図６（図６において、（ａ）は図１紙面方向からみた平面図を、（ｂ）はシート搬送方向からみた正面図を表す）に示すように仕切板２５を設け、第１の搬送経路を２分割することにより分岐経路を４方向にすることも可能である。また、仕切板２５の数を２つ以上にし、更に分岐後のシート搬送経路の数を５つ以上にすることも考えられ、１つの分岐部材で３方向以上に分岐してシートを搬送するシート搬送装置を構成できる。ただし、仕切板を設けない場合、すなわち、図３に示す分岐部材のままでも、分岐部材の回動量を調整することにより４つ以上の方向に分岐してシートを搬送するシート搬送装置を構成できる。

分岐部２１で、搬送されてきたシートを３方向分岐するにあたり、分岐部材２３を回動させる駆動部の構成としては、例えば、図７に示すようにモータ３２の駆動出力ギヤ３２ａに連結されたギヤ３１と、支軸２４に嵌入されたギヤ３０と、を繋いだ構成が挙げられる。この場合、モータ３２は、制御部３３と電気的に接続されており、制御部３３からの制御信号に応じて、時計周りもしくは反時計周りに回転可能となっている。そして、分岐部材２３はモータ３２の回転に応じて回転されたギヤ３２およびギヤ３０と連動して回転する。この構成で用いられるモータとしては、駆動パルスにより動作の制御が可能であるステッピングモーターが好ましい。

なお、上述のように駆動部にモータを用いる場合、モータの数を２個以上とすることもできるが、モータの数を増やすと部品の点数が増えるため、モータの数は少なくすることが好ましく、分岐部材が１つの部材で構成される本発明においてはモータの数を１個とすることがより好ましい。

更に、分岐部材２３を駆動する駆動部の構成として、図８に示すようにソレノイドを用いる手段等も考えられる。図８において、分岐部材２３の下流側端部２３ｅは、引っ張りバネ３５を介して画像形成装置本体と連結されており、分岐部材２３の上流側端部２３ｄの近傍にはソレノイド３４が配置されている。ソレノイド３４は、制御部３３と電気的に接続されており、制御部３３からの制御信号に応じて、図の左右方向に往復可能となっている。

第２の搬送路１５ｂにシートが搬送される場合、図８（ａ）に示すようにソレノイド３４は分岐部材２３に作用せず、分岐部材２３は引っ張りバネ３５の付勢力により、図において右方向に傾いた状態となる。また、第１の搬送路１５ａにシートが搬送される場合、図８（ｂ）に示すようにソレノイド３４は制御部３３からの信号により、可動最大幅の半分だけ図の右方向に移動して分岐部材２３の上流側端部２３ｄを押圧する。それにより、分岐部材２３は引っ張りバネ３５の付勢力に抗して支軸２４を中心に反時計方向に回転し、直立状態になる。更に、第３の搬送路１５ｃにシートが搬送される場合、図８（ｃ）に示すようにソレノイド３４はシート制御部３３からの信号により、可動幅の最大幅で図の右方向に移動して分岐部材２３の上流側端部２３ｄを押圧する。それにより、分岐部材２３は引っ張りバネ３５の付勢力に抗して支軸２４を中心に反時計方向に回転し、図の左方向に傾いた状態となる。

なお、引っ張りバネ３５やソレノイド３４の形状及び配置は画像形成装置の仕様に応じて適宜設定され、引っ張りバネ３５に代えて圧縮バネやトーションバネ等を用いることもできる。

次に、分岐部材２３の分岐部２１内での位置を検知する検知手段３６について説明する。図９（図９において、（ａ）は図１紙面垂直方向からみた平面図を、（ｂ）は図９（ａ）の右方向からみた図を表す）に本発明を構成する検知手段３６を示しており、発光部３６ａと受光部３６ｂを有する光透過型のフォトインタラプタを検知手段３６として使用している。なお、発光部３６ａと受光部３６ｂの組合せとしては、近赤外線発光ダイオードとフォトトランジスタまたは近赤外線発光ダイオードとフォトＩＣ等の組合せがある。

発光部３６ａと受光部３６ｂは分岐部２１内に、分岐部材２３を検出できるように取り付けられている。図９に示す検知手段３６では、分岐部材２３が直立した状態（図９（ａ）の実線）に位置する場合（以後、この位置をホームポジションとする）、分岐部材２３により光路が遮られるため、発光部３６ａから射出された光は受光部３６ｂに到達しない。この時、検知手段３６は分岐部材２３ホームポジションにあることを検知する。一方、分岐部材２３がホームポジションにない状態（図９（ａ）の２点鎖線）では発光部３６ａから射出された光は受光部３６ｂに到達し、検知手段３６は分岐部材２３がホームポジションにないことを検知する。

このように構成された検知手段３６を用いて、分岐部材２３を動作制御する手順について図１及び２を参照しながら図１０のフローチャートにより説明する。ここでは、便宜上、分岐部２１内をシートが通過しシートの搬送が終った状態から説明する。

分岐部２１内をシートが搬送された後、検知手段３６により信号が検知され（ステップＳ１）、分岐部材２３がホームポジションに存在するか否かが確認される（ステップＳ２）。分岐部材２３がホームポジションにある場合には、分岐部材２３はそのままホームポジションに保持される。一方、分岐部材２３がホームポジションにない場合には、分岐部材２３はホームポジションに移動される（ステップＳ３）。次に、制御部３３にシート搬送方向の情報が入力され（ステップＳ４）、この情報が第１搬送路１５ａにシートを搬送という情報であるか否かが確認される（ステップＳ５）。この時、第１搬送路１５ａにシートを搬送という情報である場合には、分岐部材２３はそのままホームポジションに保持される。一方、第１搬送路１５ａにシートを搬送という情報でない場合は、この情報が第２搬送路１５ｂにシートを搬送という情報であるか否かが確認される（ステップＳ６）。そして、この情報が第２搬送路１５ｂにシートを搬送するという情報である場合には、分岐部材２３は図１で時計周りに回転される（ステップＳ７）。一方、この情報が第２搬送路１５ｂにシートを搬送するという情報でない場合には、第３搬送路１５ｃにシートを搬送という情報であるため、分岐部材２３は図１で反時計周りに回転される（ステップＳ８）。以上、ステップＳ５からステップＳ８により分岐部材２３の位置が定められると、所定の方向にシートが搬送される（ステップＳ９）。

なお、上述のように、検知手段と、検知手段からの信号による分岐部材の動作制御を行う制御部と、を設けた構成とした場合、ホームポジションを基準に分岐部材を回動できるために分岐部材の回動量を調整しやすく、例えば図３に示す分岐部材を用いて４つ以上の分岐搬送路に分けて搬送するシート搬送装置を構成しやすい。

その他本発明は、搬送されてきたシートを少なくとも３方向に分岐した分岐搬送路に搬送する分岐部を有する画像形成装置において、分岐部材及び分岐部材駆動部の部品点数を減らし構造及び動作制御を簡潔にするという目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では検知手段３６として１つの検知手段を用いる構成を示したが、２個以上の検知手段を用いる構成としてもよい。

２個の検知手段を用いる構成としては、図９で分岐部材２３が左右に傾いた状態を検知できるように２個のフォトインタラプタを左右に設ける構成が考えられる。この場合、左右にある検知手段からの信号により、分岐部材２３が３箇所のうちいずれに位置するかが判断できる。このため、シートの搬送が終了する毎に分岐部材２３をホームポジションに戻さずとも、検知手段により判断された位置から所定の位置に分岐部材２３を回動できる。

更に、検知手段３６は光センサに限られず、スイッチに分岐部材が接触しているか否かで、その位置を判断するような圧力センサ等でもよい。

本発明では、シート搬送路から搬送されてきたシートを少なくとも３方向に分岐した分岐搬送路に搬送する分岐部を有するシート搬送装置において、分岐部内に設けるシート搬送方向を少なくとも３方向に切換える分岐部材を１つの部材で構成する。

このため、分岐部の部品点数を減らすことができ、シート搬送装置の構造を簡潔にすることができる。また、分岐部材が１つであるために分岐部材の駆動部も１つとすることができ、シート搬送装置の部品点数をさらに減らすことができる結果、構造および動作制御を簡潔にすることができる。さらに、動作制御を簡潔にできるため、結果的にジャムが発生する確率を低減できる。

また、上記シート搬送装置を備える画像形成装置等において、シート搬送装置の部品点数を減らすことができるために、画像形成装置の構造及び動作制御も簡潔にすることができる。

また、上記シート搬送装置を備える画像形成装置等において、検知手段と該検知手段からの検知結果に基づいて分岐部材を所定の方向に回動させる制御手段とを設けることによって、分岐部材の位置を正確に把握した上で分岐部材の回動を制御するために、分岐部材を回動させる量を正確に制御することができ、ジャムが発生する確率を低減できる。また、分岐搬送路の数が増えても正確にシートの搬送経路を選択することができる。

は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。 は、本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 は、本実施形態で用いられる分岐部材の詳細を示す説明図である。 は、本実施形態で用いられる分岐部材の他の構成を示す説明図である。 は、本実施形態で用いられる分岐部材の作動状態を示す概略図である。 は、本実施形態で用いられる分岐部材の他の構成を示す説明図である。 は、本実施形態で用いられる分岐部材を駆動する駆動部の概略図である。 は、本実施形態で用いられる分岐部材を駆動する駆動部の他の構成を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）は、本実施形態で用いられる検知手段の概略図である。 は、本実施形態で用いられる分岐部材の動作制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１、１５ａ〜１５ｃ、１６ シート搬送路
１４ａ 定着ローラ対
２１、２２ 分岐部
２３ 分岐部材
２３ａ 第１の側壁
２３ｂ 第２の側壁
３０、３１、３２ａ ギヤ
３２ モータ
３３ 制御部
３６ 検知手段
３６ａ 発光部
３６ｂ 受光部

Claims (6)

1. シート搬送路から搬送されてきたシートを少なくとも３方向に分岐した分岐搬送路に搬送する分岐部を有するシート搬送装置において、
   前記分岐部にはシート搬送方向を少なくとも３方向に切換える１つの分岐部材を設けたことを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記分岐部材は、搬送されてきたシートの搬送面となる対向配置された第１の側壁と第２の側壁とを有しており、前記分岐部内には前記第１及び第２の側壁の内面で形成される第１搬送経路と、前記第１の側壁の外面と前記分岐部の内面とで形成される第２搬送経路と、前記第２の側壁の外面と前記分岐部の内面とで形成される第３搬送経路と、が前記分岐部材の回動により形成されることを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記分岐部材を回動させる１つの駆動部を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記駆動部は、モータと、該モータの駆動力を前記分岐部材に伝達するギヤとを有することを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のシート搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記分岐部材の位置を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて前記駆動部を駆動させ、前記分岐部材を所定方向に回動させる制御手段と、を設けたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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