JP2010143668A - シート積載装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 後端もたれしないシート積載装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】 排紙部から排出トレイ上に排出されたシートを、排出トレイ上に積載されたシートのシート排出方向上流端を規制する規制部に対して離間、接近するよう移動可能にすることにより、排紙部への後端もたれを防止し、排出トレイ上に積載されたシートのシート排出方向上流端の整列性を良好にする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、シート積載装置及び画像形成装置に関し、特に排出されたシートを良好に積載するための構成に関する。

従来、プリンタ、ファクシミリ、複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置においては、排出された画像形成済みシートや読取済み原稿を積載する排出トレイを備えたシート積載装置が一般に知られている。このような排出トレイにシートが積載される際、排出されるシートのシート排出方向上流端（後端）が後端規制板や排出ローラにもたれてしまうことがある。そのため、排出ローラの外周部に凹凸を設け、凹凸により排出されるシートの後端を蹴り出して排出するようにしてシートの後端のもたれを防止している。

近年、画像形成装置は、ユーザのニーズに応じて薄紙シートから厚紙シートまで種々のシートに対応し、すべてのシートにおいて良質な画像が要求されるようになってきている。しかしながら、上述のような排出積載性を優先した排出ローラでは、特に厚紙でカラー画像が印字されたシートでは、排出ローラの外周部の凹凸により、画像面に跡を残すおそれがあった。そのため、画質と排出積載性のバランスを保つために、排出ローラ外周部の凹凸の大きさや形状等を厳しく管理する必要があった。

そこで、排出シートの後端もたれ対策のため、後端規制板を揺動させるようにしたものがある（特許文献１参照）。以下、図１７を用いてこの方式の従来のシート積載装置について説明する。

図１７において、排出ローラ対８によりシートを排出時、排出されたシートのシート排出方向上流端が後端規制板１０に引っ掛かることによる後端もたれが発生しないように、後端規制板１０が下端を揺動中心としてシートのシート排出方向に揺動可能になっている。

そして、後端規制板１０が揺動することにより、排出されたシートのシート排出方向上流端をシート排出方向下流側に押し出し、排出トレイ９上にシートが良好に積載されるようにしている。
特開昭５８−１８３５５９号公報

しかしながら、図１７に示すような構成ではもたれ対策には十分でなく次のような問題があった。

薄紙シートのように腰（剛度）のないシートを排出しようとすると、図１８に示すように、後端規制板１０でシートを押し出そうとしてもシートが移動せず、排出ローラ対８の下側ローラにシートのシート排出方向上流端がもたれてしまうおそれがあった。このような状態になると、先行して排出されたシートが排出ローラ対８の下側ローラにもたれて排出口をふさぐことになり、後続シートの排出が妨げられたり、排出口をふさいだ先行シートの下に潜り込んだりしてしまう。この結果、排出ローラ対８から排出される後続シートがジャムしたり、先行シートが後続シートに押し出されて排出トレイ９から落下したり、シートの積載順が入れ替わったりするおそれがあった。また、排出ローラ対８の下側ローラの回転に巻き込まれて排出ローラ対８の下側ローラと後端規制板１０の間の隙間から装置内部にシートが逆送されてしまうおそれもあり、シートの破損のみならず、装置の破損にもつながるおそれがある。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、排出されるシート後端のもたれを防止してシートを排出トレイへ確実に積載することができるシート積載装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、シートを排出する排出部と、前記排出部により排出されたシートを積載するシート積載部と、前記シート積載部に積載されたシートのシート排出方向上流端を規制する規制部と、前記シート積載部に積載されたシートを前記規制部に対して離間、接近する方向に移動させるシート移動手段と、を備え、前記シート移動手段は、前記シート積載部に排出されたシートを前記規制部に対して離間する方向に移動させた後、前記規制部に対して接近する方向に移動させることを特徴とする。

本発明のように、シート積載部に排出されたシートを、シートの排出方向上流端を規制する規制部から遠ざけ、再び規制部に向かって移動させることにより、排出されたシートの排出方向上流端の後端もたれを防止して整列性の良好なシート積載が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明の第１実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの構成を示す図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るレーザビームプリンタは、感光体ドラムＣｄ、画像情報に基づいて感光体ドラムＣｄ上にレーザービームを照射し、静電潜像を形成するスキャナーＳ、シートに転写されたトナー像を定着させる定着装置Ｔ等を備えている。感光体ドラムＣｄは、静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像手段、転写後の感光体ドラムＣｄ表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段とともに画像形成手段を構成し、装置本体Ａに着脱自在なプロセスカートリッジＣに組み込まれている。

そして、カセットから給紙されたシート３がプロセスカートリッジＣの感光体ドラムＣｄと転写ローラとで構成される転写部に搬送されてトナー画像が転写される。さらに、シート３はトナー画像が転写された後、転写部のシート排出方向下流に配設された定着装置Ｔに搬送され、定着装置Ｔによりトナー画像がシート３上に定着される。定着装置Ｔのシート排出方向下流には、排出部としての排出ローラ対８が配設されており、排出ローラ対８によりシート３はシート積載部を構成する排出トレイ９上に排出される。

ここで、本実施の形態におけるシート積載部の詳細を説明する。

図１において、排出トレイ９は、装置本体Ａの上方に設けられた排出ローラ対８から排出されたシート３を順次積載する。また、排出トレイ９は、トレイバネ１２とともにシート移動手段を構成するトレイカム１１の矢印１１ａ方向の回転により、シート積載面に沿った矢印９ａまたは矢印９ｂの方向に移動可能である。排出されたシート３は、排出トレイ９の傾斜したシート積載面上を滑走し、シート３のシート排出方向上流端（後端）が規制部としての後端規制板１０に突き当たり、整列される。矢印９ａは後端規制板１０から離れる方向であり、本実施の形態においては、排出トレイ９のシート積載面に沿って、かつ、シート排出方向と一致した方向である。矢印９ｂは後端規制板１０に近づく方向であり、本実施の形態においては、排出トレイ９のシート積載面に沿って、かつ、排出方向と逆方向である。

トレイカム１１は、排出トレイ９と接する外周面（カム面）を有し、図示しないモータ等の駆動源により矢印１１ａで示されるように反時計回りに回転可能に設けられている。回転方向については反時計回り、時計回りのどちらでも構わない。トレイカム１１の外周面は、回転中心からの距離が一定ではないため、回転してトレイカム１１の短径部、長径部の外周面が排出トレイ９と係合することにより排出トレイ９が往復移動する。トレイバネ１２は、排出トレイ９とトレイカム１１の外周面が常に係合するよう排出トレイ９をトレイカム１１に押圧している。

図２は、トレイカム１１の短径部の外周面が排出トレイ９と当接する排出トレイ９の積載位置（破線位置）から、トレイカム１１の回転により長径部の外周面が排出トレイ９と係合して矢印９ａの方向に排出トレイ９が移動したときの移動位置（実線位置）を示す。

トレイカム１１が破線位置から実線位置に回転すると、トレイカム１１の排出トレイ９と接触する外周面は、回転中心からの径が大きくなることによりトレイバネ１２の押圧力に抗して排出トレイ９を規制部としての後端規制板１０から離間する方向に押す。これにより、排出トレイ９を移動位置に移動させる。

さらに、トレイカム１１が実線位置から破線位置に回転すると、トレイカム１１の排出トレイ９との接触する外周面は、回転中心からの径が小さくなることによりトレイバネ１２が排出トレイ９を後端規制板１０に接近させる方向に押圧する。これにより、排出トレイ９を再び積載位置に移動させる。

このように、シート移動手段を構成するトレイカム１１、トレイバネ１２の作用により、排出トレイ９は積載位置と移動位置の２つの位置を移動可能に保持される。

次に、排出シートが排出トレイ９上に排出される際の動作について図３ないし図５を用いて説明する。

図３のように、排出ローラ対８から排出されたシートが、排出トレイ９上に正常に積載されず、排出シートのシート排出方向上流端が排出ローラ対８にもたれかかってしまう、いわゆる後端もたれが発生する場合がある。

このような場合においても、トレイカム１１を矢印１１ａの方向に回転させ、排出トレイ９を矢印９ａの方向に移動させることにより、図４に示すように、排出トレイ９と既に排出トレイ９上に積載されたシートとが移動する。このように、既に排出トレイ９上に積載されたシートが、排出トレイ９が移動すると共に移動することによって、排出ローラ対８にもたれかかったシートのシート排出方向上流端が排出トレイ９上に落下する。なお、排出トレイ９上にシートが積載されていない状態であっても、上述の動作により排出ローラ対８にもたれかかったシートのシート排出方向上流端を排出トレイ９上に落下させ、排出トレイ９上への良好な積載が可能となる。

ここで、排出ローラ対８にもたれかかったシートの排出トレイ９上へ落下が可能な条件について説明する。

図７において、シートの排出ローラ対８にもたれかかる位置とは、排出ローラ対８のニップ部（挟持部）よりもシート排出方向下流側になる。そのため、排出ローラ対８のニップ部から排出ローラ対８の水平方向最下流端までの距離をＸ１とすると、距離Ｘ１以上移動させることができれば、排出ローラ対８にもたれかかったシートを確実に排出トレイ９上に落下積載することが可能となる。

排出ローラ対８にもたれかかったシートを排出トレイ９上に落下積載するために、排出トレイ９の必要な移動量Ｘ２は、排出トレイ９と水平線とのなす角度をθとすると、
Ｘ２≧Ｘ１／ｃｏｓθ
となる。

よって、トレイカム１１においては、排出トレイ９を移動させる際の短径部側の回転中心から外周面までの距離をＲ１、長径部側の回転中心から外周面までの距離をＲ２とすると、
Ｒ２−Ｒ１＝Ｘ２≧Ｘ１／ｃｏｓθ
という関係が成立する。

以上のような配置構成により、図４に示すように、シート排出方向上流端が排出ローラ対８にもたれかかっていたシートは、排出トレイ９上に積載可能となる。しかしながら、上述したように排出トレイ９上にシート排出方向上流端を落下させたシートは、図５に示すように、既に排出トレイ９上に整列して積載されたシートとはシート排出方向上流端の位置がずれてしまう。

このような場合、排出トレイ９上の積載シートに対して整合動作を行う必要がある。そこで、図５に示すトレイカム１１を矢印１１ｂ方向に回転させて、排出トレイ９を矢印９ｂの方向に移動させる。このようにすると、後端規制板１０の方向に排出トレイ９上のシートを移動させることができる。図５に示されるように、排出トレイ９上に落下したシートは、既に積載されたシートよりもシート排出方向上流端が後端規制板１０側に飛び出しているため、先に後端規制板１０に突き当たる。そして、排出されたシートのシート排出方向上流端を後端規制板１０に当接させることにより、図６のように、排出されたシートと既積載シートのシート排出方向上流端の整合が行われる。

上述したように、排出トレイ９上のシートを後端規制板１０の方向に移動させたとき、図８に示すように、排出トレイ９上に排出されたシートが後端規制板１０に突き当たって座屈して折れ曲がったり、隙間に入り込んだりすることがないようにする必要がある。そのため、腰の弱い薄いシートであっても座屈しないように、排出トレイ９の移動量Ｘ２は２０ｍｍ以下であることが望ましい。

つまり、排出トレイ９の必要な移動量Ｘ２は、
２０ｍｍ≧Ｘ２≧Ｘ１／ｃｏｓθ
ということが言える。

ただし、腰の弱いシートが座屈しないようにするには、排出トレイ９のシート積載面のシート排出方向と交差する幅方向に凹凸形状をつけ、排出されたシートが座屈しないように波形に腰付けすることで、移動量Ｘ２をさらに大きくすることは可能である。

図１０に示すように、排出トレイ９のシート積載面のシート排出方向と交差する幅方向両端部を凹形状にして、幅方向中央部を凸形状の突出部９ａとすることにより、シートを波形に腰付けした状態で排出トレイ９上に積載することができる。さらに、凸形状の突出部９ａのみトレイカム１１の回転により移動可能にすることで、シートを腰付けした状態で移動できるため、薄紙であっても後端規制板１０に突き当たって座屈しにくくようにすることができる。

上述した動作により後端規制板１０にもたれたシートに関しても排出トレイ９上にシート排出方向上流端を確実に落下させて高い整列性を実現し、積載することが可能である。本実施の形態において、排出されたシートが排出ローラ対８にもたれかかるのを防止するために必要な排出トレイ９の移動量Ｘ２について説明している。しかしながら、移動量Ｘ２をさらに大きくすることによって排出ローラ対８への後端もたれのみならず、後端規制板１０への後端もたれを解消することができる。特に、近年、大容量のシートが積載可能な排出トレイが要求され、排出ローラ対のニップ部と排出トレイのシート積載面との高さ、すなわち後端規制板の高さが増大する傾向にあり、後端規制板への後端もたれを解消することが整列性、積載性の向上につながる。

ここで、上述の一連動作の開始から終了時間について、印刷ジョブとの関係を示したタイミングを図９のタイミングチャートを用いて説明する。

図３ないし図５において定着装置Ｔから排出ローラ対８への搬送路には図示しない排出センサが設けられており、シートが搬送路を通過する際、排出センサはシートのシート排出方向下流端、若しくは上流端を検知している。これにより、排出ローラ対８のニップ部にシートのシート排出方向下流端が挟持される時間と、排出ローラ対８のニップ部からシートのシート排出方向上流端が排出される時間を予測している。

先行シート（図９の印刷ジョブ１ページ）のシート排出方向上流端が、排出ローラ対８のニップ部より排出され、排出ローラ対８に後端もたれした状態で排出トレイ９上に積載される。この排出トレイ９上に積載された先行シートが排出ローラ対８のニップ部を通過後であれば、排出トレイ９を移動することにより先行シートは排出トレイ９と一緒に移動可能である。そこで排出トレイ９は、積載位置からの移動を開始する。

そして、後続シート（図９の印刷ジョブ２ページ）のシート排出方向下流端が排出トレイ９上に積載された先行シートの上面に接触する前までに、排出トレイ９は移動位置まで移動する動作と、さらに移動位置から積載位置まで戻る動作を完了する。

この完了のタイミングは、排出ローラ対８から排出される後続シートのシート排出方向下流端と排出トレイ９上に積載された先行シートの上面とが接触した際の摩擦により、先行シートが排出トレイ９と一緒に積載位置へ戻るのを妨げられないようにするためである。つまり、後続シート（図９の印刷ジョブ２ページ）のシート排出方向下流端が排出ローラ対８のニップ部を通過して排出トレイ９上に積載された先行シートの上面に接触する前までに完了していればよい。

上述した一連の動作により、後端もたれの発生を防止し、整列性と積載性を両立した良好な排出積載が可能となる。

ところで、排出トレイ９上に後端もたれ検知手段を設ければ、上述のように後端もたれを解消するための一連の動作は後端もたれが発生したときのみ行えばよく、余分な動作を省くことが可能となる。

次に本発明の第２の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

レーザビームプリンタの主な構成（スキャナーＳ、プロセスカートリッジＣ、定着装置Ｔ等）、画像形成プロセスに関わる点については、前述した実施の形態１と同様であるので省略する。

続いて、本実施の形態における構成の特徴を述べる。

図１１において、定着装置Ｔのシート排出方向下流の排出ローラ対８から排出されたシートを積載する排出トレイ９には、無端ベルト部材からなるシート移動手段としてのトレイベルト１３が排出トレイ９のシート積載面よりも突出するように設けられている。また、トレイベルト１３の上面は、排出シートを積載して移動することができるようにしており、図示しないモータ等の駆動源からの正逆回転の切り替えによって矢印１３ａ、または矢印１３ｂの方向に移動する。

矢印１３ａは後端規制板１０から離れる方向であり、本実施の形態においては、排出トレイ９のシート積載面と略平行に、かつ、排出方向と一致する方向である。矢印１３ｂは後端規制板１０に近づく方向であり、本実施の形態においては、排出トレイ９のシート積載面と略平行に、かつ、排出方向と逆方向であることを示している。

次に、シートが排出トレイ９上に排出される際の動作について説明する。

図１２のように排出ローラ対８から排出トレイ９上に整列して積載されず、シート排出方向上流端が排出ローラ対８にもたれかかるシートがある。

このようなシートにおいても、トレイベルト１３を回転移動させ、トレイベルト１３の上面が矢印１３ａの方向に移動することで、図１３のように既に排出トレイ９上に積載されたシートが移動する。すると、排出ローラ対８に後端もたれしたシートのシート排出方向下流端側の既に排出トレイ９上に積載された部分が、トレイベルト１３が移動すると共に移動することによって、排出ローラ対８にもたれたシートのシート排出方向上流端が排出トレイ９上に落下する。

ここで、シートの排出トレイ９上への落下が可能な条件について図１６を用いて説明する。

シートの排出ローラ対８に後端もたれする位置とは、排出ローラ対８のニップ部よりもシート排出方向下流側になる。そのため、排出ローラ対８のニップ部から排出ローラ対８の水平方向最下流位置までの距離をＸ１とすると、距離Ｘ１以上移動させることができれば、排出ローラ対８にもたれかかったシートを確実に排出トレイ９上に落下させることが可能となる。

そのために、本実施の形態におけるトレイベルト１３の、排出ローラ対８にもたれかかったシートを排出トレイ９上に落下積載するために必要な移動量Ｘ２は、排出トレイ９と水平線とのなす角度をθとすると、
Ｘ２≧Ｘ１／ｃｏｓθ
という関係が成立する。

よって、図１４のように、シート排出方向上流端が排出ローラ対８にもたれていたシートも、排出トレイ９上に積載可能となる。しかしながら、排出トレイ９上に排出されたシートは、既に排出トレイ９上に積載されたシートとはシート排出方向にずれてしまう可能性がある。

このような場合、排出トレイ９上の積載シートに対して整合動作を行う必要がある。そこで、トレイベルト１３を矢印１３ｂの方向に回転移動すると、後端規制板１０に向かって排出トレイ９上のシートを移動させることができる。排出トレイ９上に排出されたシートシート排出方向上流端は、図１４で示すように、既に積載されたシートのシート排出方向上流端よりも後端規制板１０側に飛び出しているため、先に後端規制板１０に突き当たる。そして、排出されたシートのシート排出方向上流端を後端規制板１０に当接させることにより、図１５に示されるように、排出されたシートと既積載シートのシート排出方向上流端の整合が行われる。

上述した排出トレイ９の一連の移動動作により、後端もたれを解消し、良好な整列性と積載性を両立した排紙積載が可能となる。

なお、上述した排出トレイ９の一連の移動動作の開始から終了は、実施の形態１の説明と同様であるため省略する。

また、実施の形態１と同様に、排出トレイ上に排出されたシートの後端もたれ検知手段を設ければ、上述のような排出トレイ９の一連の移動動作は後端残りしたときのみ行えばよく、余分な動作を省くことが可能となる。

上述した実施の形態において、本願発明に係るシート積載装置を画像形成装置に一体的に組み込んだ構成について説明したが、本願発明に係るシート積載装置を画像形成装置とは別装置、例えば、フィニッシャ等のシート処理装置に適用しても本願発明は有効である。

本発明の第１の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す図。 上記シート積載装置のシート積載部の構成を示す図。 上記シート積載装置において、排出トレイにシートが排出される時の排出トレイの状態を説明する図。 上記シート積載装置において、シートが排出された後の排出トレイの状態を説明する図。 上記シート積載装置において、排出トレイにシートが積載された後の排出トレイの状態を説明する図。 上記シート積載装置において、排出トレイ上のシートの整合終了時の排出トレイの状態を説明する図。 上記シート積載装置の排出トレイの移動手段の構成を説明するための図。 上記シート積載装置の排出トレイの移動量を説明するための図。 上記シート積載装置のシート排出と排出トレイ移動のタイミングチャート。 上記シート積載装置の排出トレイのシート積載面の凹凸形状を説明する図。 本発明の第２の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す図。 上記シート積載装置において、排出トレイにシートが排出される時のトレイベルトの状態を説明する図。 上記シート積載装置において、シートが排出された後のトレイベルトの状態を説明する図。 上記シート積載装置において、排出トレイにシートが積載された後のトレイベルトの状態を説明する図。 上記シート積載装置において、排出トレイ上のシートの整合終了時のトレイベルトの状態を説明する図。 上記シート積載装置のトレイベルトの移動量を説明するための図。 従来のシート積載装置の概略構成を示す図。 従来のシート積載装置において後端もたれしたシートを後端規制板で押し出す様子を示す図。

符号の説明

Ａ 装置本体
Ｃ プロセスカートリッジ
Ｃｄ 電子写真感光ドラム
Ｓ スキャナー
Ｔ 定着装置
８ 排出ローラ
９ 排出トレイ
１０ 後端規制板
１１ トレイカム
１２ トレイバネ
１３ トレイベルト

Claims (9)

1. シートを排出する排出部と、
   前記排出部により排出されたシートを積載するシート積載部と、
   前記シート積載部に積載されたシートのシート排出方向上流端を規制する規制部と、
   前記シート積載部に積載されたシートを前記規制部に対して離間、接近する方向に移動させるシート移動手段と、を備え、
   前記シート移動手段は、前記シート積載部に排出されたシートを前記規制部に対して離間する方向に移動させた後、前記規制部に対して接近する方向に移動させることを特徴とするシート積載装置。
2. 前記シート移動手段は、前記シート積載部を前記規制部に対して離間、接近する方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
3. 前記シート積載部は、シート排出方向と交差する幅方向において凹凸形状を有するシート積載面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート積載装置。
4. 前記シート積載部は、前記凹凸形状のシート積載面を形成する凸形状の突出部を有し、前記シート移動手段は、前記突出部を前記規制部に対して離間、接近する方向に移動させることを特徴とする請求項３に記載のシート積載装置。
5. 前記シート移動手段は、前記シート積載部と係合するカムを有し、前記カムは、回転により前記シート積載部を前記規制部に対して離間、接近する方向に移動させることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のシート積載装置。
6. 前記シート移動手段は、前記シート積載部のシート積載面に積載されたシートを前記規制部に対して離間、接近する方向に移動させる無端ベルト部材を有することを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
7. 前記シート移動手段は、前記排出部から排出されたシートを積載する積載位置と前記積載位置よりも前記規制部から離れた移動位置との間で前記排出部から排出されたシートを移動させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート積載装置。
8. 前記移動手段は、シートのシート排出方向上流端が前記排出部を通過後、前記排出部から排出されたシートを前記積載位置から前記移動位置へ移動させ、次に排出されるシートのシート排出方向下流端が前記シート積載部のシート積載面、又は前記シート積載部に積載されたシートの上面に接触する前に前記排出部から排出されたシートを前記移動位置から前記積載位置へ移動させることを特徴とする請求項７に記載のシート積載装置。
9. シートに画像を形成する画像形成手段と、
   画像形成されたシートを積載する請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシート積載装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images