JP2001031309A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】用紙の両面に画像を形成する機能を有する画像
形成装置において、用紙に生じるカールを直して、両面
への画像形成が良好に行え、かつ、用紙搬送も良好に行
えるものが望まれていた。 【解決手段】両面複写のためのスイッチバック用ローラ
対を、カール取り兼スイッチバックローラ対５７によっ
て構成する。また、カール取り兼スイッチバックローラ
対５７への用紙進入側近傍に、用紙後端検知スイッチ５
９を配置する。 【効果】用紙のカールが直されて真っ直ぐにされた用紙
を両面経路に送り込むことができ、搬送性能が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式に
よって画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式により画像を形成する画像
形成装置が普及しており、近年では、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の単一機能製品に加えて、これらの複
数の機能が１つの装置で行える多機能型の画像形成装置
も販売されている。

【０００３】かかる画像形成装置では、一般に画像形成
・転写部および定着部が備えられていて、画像形成・転
写部によってトナー像が形成され、形成されたトナー像
は用紙に転写される。そして、用紙上のトナー像は、定
着部で定着されて排出されるという構成である。

【０００４】また最近の画像形成装置は、その本体ハウ
ジングが小型化される傾向にあり、定着部でトナー像が
定着された用紙は、直線的ではなく湾曲した経路を通っ
て排出位置に排出されることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の画像形成装置に
おいては、定着部で用紙上のトナー像が定着される際
に、用紙にカールが生じやすいという課題があった。と
いうのは、トナー像が転写された用紙が定着部を通過す
る際に、トナー像が転写された面が加熱されてトナー像
が定着されるわけであるが、その加熱作用により用紙が
熱収縮して、用紙は画像が転写されていない面が凸湾曲
するようにカールする傾向がある。特に、本体ハウジン
グが小型化された画像形成装置においては、定着部の熱
ローラの小径化や搬送路の湾曲等が相挨って、用紙がカ
ールしやすいという課題があった。

【０００６】そして、カールしたままの用紙を搬送した
り、さらにはカールした用紙の裏面にも画像を形成しよ
うとした場合には、画像不良や用紙ジャムが生じやすく
なるおそれがある。

【０００７】この発明はかかる背景のもとになされたも
ので、電子写真方式の画像形成装置において、定着処理
等により用紙にカールが生じた場合に、そのカールを直
して用紙を良好に搬送することのできる画像形成装置を
提供することを目的とする。

【０００８】またこの発明は、用紙の両面に画像を形成
する機能を有する画像形成装置において、用紙に生じる
カールを直して、両面への画像形成が良好に行え、か
つ、用紙搬送も良好に行える画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、主搬送路沿いに配置された画像形成・
転写部および定着部を備え、主搬送路を搬送される用紙
に対し、画像形成・転写部において、形成した画像を用
紙に転写し、定着部において、転写された画像を用紙に
定着し、その後、用紙を排出路へ送って所定の場所へ排
出させる画像形成装置において、排出路を途中まで送ら
れた用紙をスイッチバックさせて、画像が形成された面
と反対の面にも画像を形成する際に使用される両面経路
に用紙を導くスイッチバック機構を有し、当該スイッチ
バック機構は、排出路に備えられたスイッチバック用ロ
ーラ対と、スイッチバック用ローラ対への用紙進入側近
傍に配置された用紙後端検知スイッチと、スイッチバッ
ク時に用紙を前記両面経路へ導くために経路を切換える
切換え爪とを含み、前記スイッチバック用ローラ対は、
定着部における定着処理等によって用紙に生じたカール
を直すためのカール取りローラ対によって構成されてい
ることを特徴とする画像形成装置である。

【００１０】請求項２記載の発明は、搬送される用紙に
対してトナー画像を転写し、転写したトナー画像を定着
して排出する画像形成装置において、用紙搬送方向に沿
って、順に、用紙を加熱・加圧して用紙に転写されたト
ナー像を定着させるための定着ローラ対、用紙を搬送す
るための中間ローラ対および定着処理等により用紙に生
じたカールを直すためのカール取りローラ対が配列され
ており、前記定着ローラ対による用紙搬送速度に対して
前記中間ローラ対による用紙搬送速度がわずかに速くさ
れており、前記中間ローラ対による用紙搬送速度に対し
て前記カール取りローラ対による用紙搬送速度がわずか
に遅くされていることを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項２記載の画
像形成装置であって、前記定着ローラ対および中間ロー
ラ対は、主搬送路に沿って配置されており、前記カール
取りローラ対は、主搬送路につながった排出路に配置さ
れていて、前記排出路を途中まで送られた用紙をスイッ
チバックさせて、画像が形成された面と反対の面にも画
像を形成する際に使用される両面経路に用紙を導くスイ
ッチバック機構を有し、前記カール取りローラ対は、ス
イッチバック用ローラ対を兼用しており、カール取りロ
ーラ対を用紙をスイッチバックさせるために逆転させる
タイミングを検知するために必要な用紙後端検知スイッ
チは、カール取りローラへの用紙進入側近傍に設けられ
ていることを特徴とする画像形成装置である。

【００１２】請求項１の構成によれば、用紙の両面に画
像を形成する両面複写機能を備えた画像形成装置におい
て、両面複写時に必要なスイッチバック機構に備えられ
たスイッチバック用ローラ対を、カール取りローラ対で
兼用するように構成している。よって、排出路における
ローラの数を減らすことができ、画像形成装置のコンパ
クト化を図ることができる。

【００１３】また、スイッチバック用ローラ対がカール
取りローラ対を兼ねているから、両面経路に進入する用
紙は、カールが直された真っ直ぐな用紙となって両面経
路に導かれる。このため、両面複写時に、用紙が搬送路
に引っ掛かりにくく、ジャムを生じにくい。また、用紙
のカールに起因する画像不良を防止することができる。

【００１４】請求項２の構成では、定着ローラ、中間ロ
ーラおよびカール取りローラと３つのローラが順に配列
されている構成において、 定着ローラの搬送速度 ：Ｖ１ 中間ローラの搬送速度 ：Ｖ２ カール取りローラの搬送速度：Ｖ３ としたときに、 Ｖ１＜Ｖ２、Ｖ３＜Ｖ２ と、各ローラの搬送速度が設定されている。

【００１５】こうすると、定着ローラから中間ローラへ
は用紙が緊張された状態で搬送されるので、定着ローラ
対によりトナー像が良好に定着されながら用紙が搬送さ
れる。また、中間ローラ対からカール取りローラ対へは
用紙が緊張しない状態で送られるから、カール取りロー
ラ対は用紙をスムーズに取り込んで、カールがついた方
向と逆方向にカール付けるように、用紙を扱くことがで
きる。また、中間ローラ対とカール取りローラ対との間
を用紙を緊張させて搬送することによって、新たなカー
ルが生じることを防止することもできる。特に、カール
取りローラ対の一方のローラは、その周面が弾力性のあ
るたとえばスポンジローラ等で構成されているから、中
間ローラ対から送られてく用紙を緊張させた状態で取り
込むと、カール取り作用が不安定になり、しかも搬送速
度にむらが生じるおそれがある。

【００１６】そこで、上述のように、３つのローラ対の
各搬送速度を設定すれば、定着およびカール取りのいず
れもが良好に行える。

【００１７】請求項３の構成では、カール取りローラ対
が、スイッチバック用ローラ対を兼用している。そし
て、用紙後端検知スイッチで用紙の後端が検知されたと
きには、用紙の大半部はカール取りローラ対を通過して
いる。よって、用紙のカールが直されて真っ直ぐにされ
た用紙を両面経路に送り込むことができる。

【００１８】また、請求項１と同様の作用効果も有す
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下には、図面を参照して、この
発明の一実施形態について具体的に説明をする。

【００２０】図１は、この発明の一実施形態にかかる画
像形成装置１の外観構成を示す斜視図である。この画像
形成装置１は、基本的にはファクシミリとして使用し、
プリンタや複写機としても使用できる多機能型の装置で
ある。画像形成装置１は、本体ハウジング２と、本体ハ
ウジング２の上部に備えられた原稿読取部３とを有し、
原稿読取部３の上面には、テンキー、ファンクションキ
ー、ディスプレイ等が配列された操作盤４が備えられて
いる。原稿読取部３の前方側（図において右手前側）に
は原稿セット台５が張り出している。原稿セット台５上
に置かれた原稿は、１枚ずついわゆるシートスルー形式
で取り込まれ、内容が読み取られて後方の原稿受け皿７
で受け取られる。

【００２１】原稿セット台５の下に位置する本体ハウジ
ング２の上面は複写された用紙を受ける排出台８となっ
ている。

【００２２】この画像形成装置１は、その前面（正面）
側から、用紙の補充、用紙がジャムしたときの解消処
理、トナーの補給等のすべての処理が行えるようになっ
ている。そのために、本体ハウジング２の前面下方には
引き出し可能な用紙カセット１０が嵌め込まれている。
また用紙カセット１０の上には、前方へ引き出して取り
外し可能な両面ガイド部材１１が嵌め込まれている。

【００２３】図２は、画像形成装置１の内部構造を説明
するための縦断面図である。図２を参照して、画像形成
装置１の構造について説明をする。

【００２４】原稿セット台５上には、原稿面を下面にし
て原稿がセットされる。セットされた原稿（図示せず）
は下から順に繰り出しコロ２１で繰り出され、捌きロー
ラ２２で１枚ずつ捌かれて重送が防止され、案内ローラ
対２３によって所定の速度で読取センサ２４へ送られ
る。読取センサ２４は、この実施形態ではＣＩＳ（Cont
act Image Sensor) が用いられていて、原稿面の画像を
紙面に垂直方向に長手の１ラインずつ順に読み取る。読
取センサ２４を通過した原稿は排出ローラ対２５によっ
て原稿受け皿７へ排出される。原稿搬送路における読取
センサ２４の上流側にはマイクロスイッチ２６のアクチ
ュエータ２７が突出している。原稿先端が進入するとア
クチュエータ２７は倒れ、また原稿が通過するとアクチ
ュエータ２７は起き上がって、送られる原稿の先端およ
び後端が検知できるようになっている。

【００２５】本体ハウジング２の下方には、その前面
（図において右側）から引き出し可能な用紙カセット１
０が収容されている。用紙カセット１０に入れられた用
紙（図示せず）は１枚ずつ繰り出しコロ３１で取り出さ
れ、搬送ローラ対３２で送られ、通路４６、反転路４１
を経てレジストローラ対３３へ与えられる。そしてレジ
ストローラ対３３で搬送タイミングが調整された用紙
は、転写ローラ３４へと送られる。

【００２６】転写ローラ３４には画像形成ユニット１３
の感光体ドラム３５が対向している。画像形成ユニット
１３には、この感光体ドラム３５のほか、感光体ドラム
３５の表面を帯電させるためのメインチャージャ３６、
メインチャージャ３６により帯電された感光体ドラム３
５の表面がレーザユニット１４で露光されることによっ
て静電潜像が形成されると、その静電潜像をトナーで現
像するための現像ローラ３７、現像ローラ３７へトナー
を供給するためのトナーカートリッジ３８等が含まれて
いる。

【００２７】感光体ドラム３５表面のトナー像は、感光
体ドラム３５と転写ローラ３４との間を用紙が通過する
ことにより、用紙に転写される。

【００２８】トナー像が転写された用紙は主搬送路５１
に沿って定着装置５２へ送られる。定着装置５２には熱
ローラ５３および圧ローラ５４が含まれていて、これら
ローラ対間を用紙が通過することにより、用紙に転写さ
れたトナー像が加熱および加圧されて溶融され、用紙上
に定着される。トナー像が定着された用紙は中間ローラ
対５５で搬送されて、排出路５６へと送られる。

【００２９】排出路５６には、その上流側付近にカール
取り兼スイッチバックローラ対５７が配置されている。
このローラ対５７は、排出路５６へ送られてきた用紙に
生じているカールを直す働きをするとともに、用紙の両
面に画像を形成する両面複写の場合に用紙をスイッチバ
ックさせる。より具体的に述べると、用紙が定着装置５
２を通過する際に、用紙の上面（画像が転写された面で
あり、熱ローラ５３に接する面）は、主として熱ローラ
５３の作用により熱収縮し、用紙は下方へ凸湾曲するよ
うにカールする。そこで、ローラ対５７では、用紙をカ
ールと反対の方向に凸湾曲するように軽く扱きながら搬
送する。これにより用紙のカールが直されて、ほぼ真っ
直ぐになった用紙が排出路５６を通って排出ローラ対５
８から排出台８上へ排出される。

【００３０】用紙に両面複写を行う場合には、中間ロー
ラ対５５からカール取り兼スイッチバックローラ対５７
へ用紙が送られると、その用紙の後端が検知スイッチ５
９で検知される。検知スイッチ５９はローラ対５７への
用紙進入側近傍に配置されているので、ローラ対５７へ
送られた用紙の後端がローラ対５７を通過し終える直前
に、検知出力を導出する。検知スイッチ５９の出力に基
づき、カール取り兼スイッチバックローラ対５７は逆転
され、かつ爪６０が変位されて両面経路６１への用紙の
進入が可能になる。そして用紙は両面経路６１へと送ら
れる。

【００３１】両面経路６１は、主搬送路５１の下側に形
成されており、導入路４０、用紙を略水平に装置１の前
側へ導く水平路４２と、水平路４２から送られてくる用
紙を１８０度反転させるための反転路４１を有してい
る。反転路４１で反転された用紙は、前述と同様、レジ
ストローラ対３３から転写ローラ３４へと送られる。

【００３２】図３はカール取り兼スイッチバックローラ
対５７の具体的な構成例および機能を説明するための図
解図である。カール取り兼スイッチバックローラ対５７
は、ハードローラ５７１とソフトローラ５７２との対に
なっている。ハードローラ５７１はたとえば樹脂、金属
またはゴムでできたローラである。ソフトローラ５７２
は、芯体５７３の周囲がスポンジ層５７４で巻かれた構
成になっている。このためソフトローラ５７２の外周面
は柔らかく、弾力復元性がある。ハードローラ５７１お
よびソフトローラ５７２は、図示のように、ソフトロー
ラ５７２の周面にハードローラ５７１の周面が食い込む
ように、言い換えれば両ローラ５７１，５７２のニップ
領域が大きくなるように圧接配置されている。両ローラ
５７１，５７２のニップ領域は、ハードローラ５７１の
周面に沿って湾曲形成されている。

【００３３】このため、カール取り兼スイッチバックロ
ーラ対５７を、用紙が→→と進むことにより、Ｐ
１のようにカールがついた用紙は、ニップ領域でＰ２の
ようにカールがつくように扱かれながら搬送されて、通
過した用紙はＰ３のようにほぼ真っ直ぐになる。

【００３４】カール取り兼スイッチバックローラ対５７
への用紙進入側近傍には検知スイッチ５９が備えられて
いる。検知スイッチ５９はカール取り兼スイッチバック
ローラ対５７にできるだけ近づけて配置されている。こ
の理由は、カール取り兼スイッチバックローラ対５７を
逆転させて用紙をスイッチバックするタイミングは、用
紙のほぼ全部が一旦カール取り兼スイッチバックローラ
対５７により排出方向へ送られた後の方が良いからであ
る。なぜなら、一旦カール取り兼スイッチバックローラ
対５７を通過することにより、用紙のカールが直される
からである。たとえば、用紙が半分程度だけローラ対５
７を通過した後、ローラ対５７が反転するような構成で
は、用紙の半分はカールが直されたが、残り半分はカー
ルが残ったままの用紙が両面経路６１へ進入してしまう
ことになり好ましくない。

【００３５】そこで、この実施形態では、検知スイッチ
５９をできるだけカール取り兼スイッチバックローラ対
５７への用紙進入側近傍に配置したのである。また、検
知スイッチ５９には、透光素子および受光素子を備える
非接触反射型のスイッチが使用されている。かかる非接
触スイッチを用いると、アクチュエータを有するマイク
ロスイッチを用いる場合と比べて、カール取り兼スイッ
チバックローラ対５７のより近傍に配置することができ
るという利点がある。

【００３６】図４は、図２で説明した熱ローラ５３およ
び圧ローラ５４からなる定着装置５２による用紙搬送速
度Ｖ１、中間ローラ対５５による用紙搬送速度Ｖ２およ
びカール取り兼スイッチバックローラ対５７による用紙
搬送速度Ｖ３の関係を説明するための図解図である。こ
の実施形態では、上記３つのローラ対の用紙搬送速度
（周速）Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が、それぞれ、 Ｖ１＝４８．０７７ｍｍ／ｓ Ｖ２＝４９．５５３ｍｍ／ｓ Ｖ３＝４９．０４９ｍｍ／ｓ に設定されている。つまり、定着装置５２の用紙搬送速
度Ｖ１に対して、中間ローラ対５５の用紙搬送速度Ｖ２
がわずかに速くされている。また、カール取り兼スイッ
チバックローラ対５７の用紙搬送速度Ｖ３は、定着装置
５２の用紙搬送速度Ｖ１よりも速く、かつ、中間ローラ
対５５による用紙搬送速度Ｖ２よりも遅い速度に設定さ
れている。つまり、 Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ２ とされている。この理由は、定着装置５２から出力され
る用紙を中間ローラ対５５で少し引っ張り気味に、用紙
を緊張させながら搬送する方が、用紙にカールが生じに
くく、定着も良好に行えるようになるからである。ま
た、中間ローラ対５５の搬送速度Ｖ２よりもカール取り
兼スイッチバックローラ対５７の搬送速度Ｖ３がわずか
に遅くされているのは、カール取り兼スイッチバックロ
ーラ対５７が、前述したようにハードローラおよびソフ
トローラからなりそのニップ領域が大きくなるように構
成された特殊なローラであるから、このローラ対５７に
よって用紙を引っ張るように搬送するのは、用紙の搬送
状態が安定せずに好ましくないからである。また、この
実施形態では中間ローラ対５５からカール取り兼スイッ
チバックローラ対５７への搬送経路が湾曲している。そ
の湾曲に合わせて湾曲した用紙ガイド６２が備えられて
いるが、中間ローラ対５５からカール取り兼スイッチバ
ックローラ対５７へ搬送される用紙が緊張されると、用
紙が搬送ガイド６２に接し、定着装置５２によってつけ
られたカールと同方向のカールを付与するという不具合
が生じる。そこで、中間ローラ対５５の搬送速度Ｖ２に
比べて、カール取り兼スイッチバックローラ対５７の搬
送速度Ｖ３はわずかに遅くされている。

【００３７】上記３つの搬送速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の関
係は、上述のものに限定されるものではなく、Ｖ１＜Ｖ
２、Ｖ３＜Ｖ２、という関係が満たされるものであれ
ば、この発明の効果を達成することができる。

【００３８】また、定着装置５２、中間ローラ対５５お
よびカール取りローラ対５７の配置関係は、図４のよう
に、中間ローラ対５５からカール取りローラ対５７への
用紙搬送経路が湾曲したものに限られるわけではなく、
搬送経路が直線状の搬送経路であっても、３つのローラ
対の搬送速度Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の間の関係を上述のよう
に設定すれば、良好な搬送が行える。

【００３９】また、この実施形態では、カール取り兼ス
イッチバックローラ対５７は、その名前の通り、用紙に
両面複写をする場合に、用紙をスイッチバックさせるた
めのスイッチバック用ローラ対としても機能する。従っ
て、搬送路における搬送ローラの数を減らすことがで
き、搬送機構の構成を簡易にできるという利点がある。

【００４０】この発明は、以上説明した実施形態に限定
されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々
の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる画像形成装置の
外観構成を示す斜視図である。

【図２】画像形成装置の内部構造を説明するための縦断
面図である。

【図３】カール取り兼スイッチバックローラ対の具体的
な構成例および機能を説明するための図解図である。

【図４】定着装置による用紙搬送速度Ｖ１、中間ローラ
対による用紙搬送速度Ｖ２およびカール取り兼スイッチ
バックローラ対による用紙搬送速度Ｖ３の関係を説明す
るための図解図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 １３ 画像形成ユニット ３４ 転写ローラ ３５ 感光体ドラム ５１ 主搬送路 ５２ 定着装置 ５３ 熱ローラ ５４ 圧ローラ ５５ 中間ローラ対 ５６ 排出路 ５７ カール取り兼スイッチバックローラ対 ５９ 用紙後端検知スイッチ ６０ 爪 ６１ 両面経路

フロントページの続き (72)発明者 池谷 岳志 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H028 BA06 BA09 BA16 BB02 2H072 AA07 AA16 AA22 AA32 AB14 CA01 CB01 JA02 JA04 3F053 BA03 BA12 HA03 HB01 LA02 LA05 LA07 LB01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主搬送路沿いに配置された画像形成・転写
   部および定着部を備え、主搬送路を搬送される用紙に対
   し、画像形成・転写部において、形成した画像を用紙に
   転写し、定着部において、転写された画像を用紙に定着
   し、その後、用紙を排出路へ送って所定の場所へ排出さ
   せる画像形成装置において、 排出路を途中まで送られた用紙をスイッチバックさせ
   て、画像が形成された面と反対の面にも画像を形成する
   際に使用される両面経路に用紙を導くスイッチバック機
   構を有し、 当該スイッチバック機構は、排出路に備えられたスイッ
   チバック用ローラ対と、スイッチバック用ローラ対への
   用紙進入側近傍に配置された用紙後端検知スイッチと、
   スイッチバック時に用紙を前記両面経路へ導くために経
   路を切換える切換え爪とを含み、 前記スイッチバック用ローラ対は、定着部における定着
   処理等によって用紙に生じたカールを直すためのカール
   取りローラ対によって構成されていることを特徴とする
   画像形成装置。
2. 【請求項２】搬送される用紙に対してトナー画像を転写
   し、転写したトナー画像を定着して排出する画像形成装
   置において、 用紙搬送方向に沿って、順に、用紙を加熱・加圧して用
   紙に転写されたトナー像を定着させるための定着ローラ
   対、用紙を搬送するための中間ローラ対および定着処理
   等により用紙に生じたカールを直すためのカール取りロ
   ーラ対が配列されており、 前記定着ローラ対による用紙搬送速度に対して前記中間
   ローラ対による用紙搬送速度がわずかに速くされてお
   り、 前記中間ローラ対による用紙搬送速度に対して前記カー
   ル取りローラ対による用紙搬送速度がわずかに遅くされ
   ていることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の画像形成装置であって、 前記定着ローラ対および中間ローラ対は、主搬送路に沿
   って配置されており、 前記カール取りローラ対は、主搬送路につながった排出
   路に配置されていて、 前記排出路を途中まで送られた用紙をスイッチバックさ
   せて、画像が形成された面と反対の面にも画像を形成す
   る際に使用される両面経路に用紙を導くスイッチバック
   機構を有し、 前記カール取りローラ対は、スイッチバック用ローラ対
   を兼用しており、カール取りローラ対を用紙をスイッチ
   バックさせるために逆転させるタイミングを検知するた
   めに必要な用紙後端検知スイッチは、カール取りローラ
   への用紙進入側近傍に設けられていることを特徴とする
   画像形成装置。