JP2006089184A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化およびローラ数の削減を図ることができると同時に速やかなスイッチバック動作を可能とする。
【解決手段】画像形成部にて画像が形成された用紙を通過させることで画像を定着させる定着部６０と，定着部６０を通過した用紙を排紙トレイ上に排出する排紙ローラ対９１，９２ととの間に設けられるスイッチバックローラ対９３，９４を，定着部６０から排紙ローラ対９１，９２へと向かう排紙経路１６ａ中に設けるとともに，スイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２を用紙の後端Ｓ２が通過する直前にスイッチバックローラ対９３，９４を逆転させて用紙をスイッチバックさせる。排紙ローラ対９１，９２は，排出される用紙を排出方向から見て波打たせることで腰付けするコルゲーションローラである。
【選択図】図１

Description

本発明は，用紙の両面に画像形成可能な画像形成装置に関するものである。

従来，用紙の両面に画像形成可能な画像形成装置として，画像形成部にて画像が形成された用紙を通過させることで当該用紙に画像を定着させる定着部と，この定着部を通過した用紙を排紙トレイ上に排出する排紙ローラ対と，前記定着部を通過した用紙をスイッチバックさせるためのスイッチバック専用通路と，このスイッチバック専用通路に設けられていて，前記定着部を通過した用紙をスイッチバックさせ前記画像形成部へ返送するスイッチバックローラ対とを備えた画像形成装置が知られている（例えば特許文献１および２参照）。
また，スイッチバックローラを，前記定着部から前記排紙ローラ対へと向かう排紙経路中に設けた画像形成装置も知られている（例えば特許文献３参照）。
特開平０５−２４７４６号公報 特開号０７−２５７８２８号公報 特開２００２−２４４３５７号公報

上述した特許文献１，２記載の画像形成装置では，定着部を通過した用紙をスイッチバックさせるためのスイッチバック専用通路が設けられているとともに，このスイッチバック専用通路にスイッチバックローラ対が設けられているので，装置が大型化するという問題がある。
さらに，この画像形成装置では，用紙を，排紙経路とは別のスイッチバック専用通路に導いてからスイッチバックさせるため，速やかなスイッチバック動作が得られないという問題もある。
上述した特許文献３の画像形成装置では，そのスイッチバックローラは，１つの駆動ローラと，この駆動ローラに当接して従動する排紙側従動ローラと，前記駆動ローラに当接して従動するスイッチバック側従動ローラとで構成されているので，ローラ数が多くなってしまう。
さらにこの特許文献３の画像形成装置では，そのスイッチバックローラが上記の構成となっているので，用紙のスイッチバックは，駆動ローラと排紙側従動ローラとのニップ部を用紙の後端が通過した後に，排紙ローラ対を逆転させて用紙の後端を駆動ローラとスイッチバック側従動ローラとのニップ部へ向けて搬送する必要がある。
このため，やはり，速やかなスイッチバック動作が得られないという問題がある。
本発明の目的は，小型化およびローラ数の削減を図ることができると同時に速やかなスイッチバック動作を可能とする画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は，画像形成部にて画像が形成された用紙を通過させることで当該用紙に画像を定着させる定着部と，
この定着部を通過した用紙を排紙トレイ上に排出する排紙ローラ対と，
前記定着部と排紙ローラ対との間に設けられていて，前記定着部を通過した用紙をスイッチバックさせて前記画像形成部へ返送するスイッチバックローラ対とを備えた画像形成装置であって，
前記スイッチバックローラ対を，前記定着部から前記排紙ローラ対へと向かう排紙経路中に設けるとともに，当該スイッチバックローラ対のニップ部を用紙の後端が通過する直前に当該スイッチバックローラ対を逆転させて用紙をスイッチバックさせることを特徴とする。
このような構成によれば，定着部から排紙ローラ対へと向かう排紙経路中にスイッチバックローラ対が設けられているので，排紙経路をスイッチバック通路として利用できる。
したがって，上述した特許文献１，２記載の画像形成装置のようなスイッチバック専用通路を設ける必要が無くなるので，装置の小型化を図ることが可能となる。
また，上述した特許文献３の画像形成装置にようなスイッチバックローラ構成を取る必要が無くなるので，ローラ数を削減することができる。
さらに，この発明の画像形成装置によれば，用紙を，排紙経路と別のスイッチバック専用通路に導く必要や，駆動ローラと排紙側従動ローラとのニップ部を用紙の後端が通過した後に，その後端を駆動ローラとスイッチバック側従動ローラとのニップ部へ向けて搬送する必要が無くなるので，速やかなスイッチバック動作を得ることが可能となる。
以上のように，この発明の画像形成装置によれば，小型化およびローラ数の削減を図ることができると同時に速やかなスイッチバック動作を可能とすることができる。
しかも，スイッチバックローラ対の逆転は，当該スイッチバックローラ対のニップ部を用紙の後端が通過する直前になされるので，用紙がスイッチバックする際には，用紙のほとんどの部分がスイッチバックローラ対のニップ部を通過した状態となる。
このため，定着部を通過することによりカールしている用紙のそのカール状態が，用紙のほとんどの部分がスイッチバックローラ対のニップ部を通過することによって緩和され，結果として，用紙のカールに起因する用紙のスイッチバック時における引っ掛かりや詰まりを防止することができ，円滑なスイッチバック動作が得られることとなる。
望ましくは，前記排紙ローラ対は，排出される用紙を排出方向から見て波打たせることで腰付けするコルゲーションローラで構成する。
排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成することは，定着部の通過でカール付けされたその用紙のカール状態を緩和しつつ用紙を排出する上で望ましいことである。
しかしながら，例えば特許文献３記載の画像形成装置のように，スイッチバックローラを構成する駆動ローラと排紙側従動ローラとのニップ部を用紙の後端が通過した後に，排紙ローラ対を逆転させて用紙の後端を駆動ローラとスイッチバック側従動ローラとのニップ部へ向けて搬送する構成とした場合において，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成したとすると，コルゲーションローラである排紙ローラ対で用紙を逆送する際に，用紙が斜行しやすくなってしまう。
したがって，特許文献３記載の画像形成装置では，スイッチバック時の用紙の斜行を防止しようとすれば，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成することは困難となり，逆に，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成して用紙を望ましい状態で排出しようとすれば，スイッチバック時に用紙が斜行してしまうという問題が生じる。
これに対し，この発明によれば，駆動ローラと排紙側従動ローラとのニップ部を用紙の後端が通過した後に，排紙ローラ対を逆転させて用紙の後端を駆動ローラとスイッチバック側従動ローラとのニップ部へ向けて搬送する必要が無くなるので，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成することができ，また，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成しても，スイッチバック時の用紙の斜行を防止することができるようになる。
また望ましくは，前記定着部は定着ローラ対で構成し，その軸線方向から見たニップの略延長線上に前記スイッチバックローラ対を設ける。
このような構成にすれば，定着部からスイッチバックローラ対へと用紙を円滑に導くことが可能となる。

以下，本発明に係る画像形成装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は，本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の内部構造を示す概略正面図である。
この画像形成装置は，Ａ４サイズの用紙（レターサイズ含む）を縦送りしてその両面にフルカラー画像を形成することのできるカラー画像形成装置であり，ケース１１と，このケース１１内に収容された，像担持体ユニット２０と，露光手段としての露光ユニット３０と，現像手段としての現像器（現像装置）４０と，中間転写体ユニット５０と，定着手段としての定着ユニット（定着部）６０とを備えている。
ケース１１には装置本体１０の図示しないフレームが設けられており，このフレームに各ユニット等が取り付けられている。

像担持体ユニット２０は，外周面に感光層を有する感光体２１と，この感光体２１の外周面を一様に帯電させる帯電手段としてのコロナ帯電器（スコロトロン帯電器）２２とを有しており，このコロナ帯電器２２により一様に帯電させられた感光体２１の外周面を露光ユニット３０からのレーザー光Ｌで選択的に露光して静電潜像を形成し，この静電潜像に現像器４０で現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とし，このトナー像を中間転写体ユニット５０の中間転写ベルト５１に一次転写部Ｔ１で一次転写し，さらに，二次転写部Ｔ２で，転写対象である用紙に二次転写させるようになっている。

ケース１１内には，上記二次転写部Ｔ２により片面に画像が形成された用紙をケース１１上面の用紙排出部（排紙トレイ）１５に向けて搬送する搬送路１６と，この搬送路１６により用紙排出部１５に向けて搬送された用紙をスイッチバックさせて他面にも画像を形成すべく前記二次転写部Ｔ２に向けて返送する返送路１７とが設けられている。
７０は，装置本体に対して着脱可能に構成された両面ユニットであり，この両面ユニット７０が装着されることによって前記返送路１７が完成される。
ケース１１の下部には，複数枚の用紙を積層保持する給紙カセット１８が設けられており，その用紙を一枚ずつ上記二次転写部Ｔ２に向けて給送する給紙ローラ１９が設けられている。

上記両面ユニット７０の下方には，手差し給紙部８０をなすマルチパーパーストレイ８１が設けられており，このマルチパーパーストレイ８１にセットされた用紙を一枚ずつ給送する給紙ローラ８２が装置本体に設けられている。

現像器４０はロータリ現像器（ロータリ現像装置）であり，回転体本体４１に対して，イエロートナー，シアントナー，マゼンタトナー，ブラックトナーが収容された各色用の現像器カートリッジ（図示せず）が着脱可能に装着されている。回転体本体４１が矢印Ｒ方向に９０度ピッチで回転することによって，各現像器カートリッジが備えている現像ローラ（図示せず）を感光体２１に選択的に当接させ，感光体２１の表面を選択的に現像することが可能となっている。

露光ユニット３０は，上記レーザー光Ｌを感光体２１に向けて照射する。
中間転写体ユニット５０は，図示しないユニットフレームと，このフレームで回転可能に支持された駆動ローラ５４と複数本の従動ローラに掛け回されて張架された前記中間転写ベルト５１とを備えており，中間転写ベルト５１が図示矢印方向に循環駆動される。感光体２１と中間転写ベルト５１との当接部において前記一次転写部Ｔ１が形成されており，駆動ローラと本体側に設けられた二次転写ローラ１０ｂとの圧接部において前記二次転写部Ｔ２が形成される。
二次転写ローラ１０ｂは，前記駆動ローラ５４に対して（したがって中間転写ベルト５１に対して）接離可能であり，接触した際に二次転写部Ｔ２が形成される。
したがって，カラー画像を形成する際には，二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１から離間している状態で中間転写ベルト５１上において複数色のトナー像が重ね合わされてカラー画像が形成され，その後，二次転写ローラ１０ｂが中間転写ベルト５１に当接し，その当接部（二次転写部Ｔ２）に用紙が供給されることによって中間転写ベルト５１上から用紙上にカラー画像（トナー像）が転写（二次転写）されることとなる。
トナー像が転写された用紙は，定着ユニット６０を通ることでトナー像が溶融定着され，上記排紙トレイ１５に向けて排出される。

画像形成部への用紙の給送は，上述した給紙カセット１８，手差し給紙部８０のうちの１つから選択的になされる。
通常，給紙カセット１８には，普通紙等が定常的にセットされるが，マルチパーパーストレイ８１には，必要に応じて，種々の用紙がセットされる。すなわち，マルチパーパーストレイ８１には，ユーザーの必要に応じて，普通紙，厚紙，葉書，封筒，ＯＨＰシート，その他の記録材が適宜セットされる。

図２は用紙のスイッチバック部を示す拡大図である。
この図に示すように，この画像形成装置は，定着部６０を通過した用紙を排紙トレイ１５（図１参照）上に排出する排紙ローラ対９１，９２と，定着部６０と排紙ローラ対９１，９２との間に設けられていて，定着部６０を通過した用紙をスイッチバックさせて上述した感光体２１等からなる画像形成部へ返送するスイッチバックローラ対９３，９４とを備えている。
スイッチバックローラ対９３，９４は，定着部６０から排紙ローラ対９１，９２へと向かう排紙経路１６ａ中に設けられており，後述するようにして，スイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２を用紙の後端が通過する直前にスイッチバックローラ対９１，９２を逆転させて用紙をスイッチバックさせるようになっている。

排紙ローラ対９１，９２は，図６に示すように，排出される用紙Ｓを排出方向から見て波打たせることで腰付けするコルゲーションローラである。
ローラ９１は駆動ローラであり，他方のローラ９２は，駆動ローラ９１に当接して従動するローラ９２ａと，駆動ローラ９１同士の間に入り込んで用紙Ｓを波打たせるローラ９２ｂとで構成されている。

図２に示すように，定着部６０は定着ローラ対６１，６２で構成されており，その軸線方向から見たニップＮ１の略延長線Ｔ上にスイッチバックローラ対９３，９４が設けられている。
スイッチバックローラ対９３，９４のうちの一方のローラ９３は図示しない駆動機構によって駆動される駆動ローラであり，他方のローラ９４は駆動ローラ９３に当接して回転する従動ローラである。
スイッチバックローラ対９３，９４は用紙Ｓの排出時には正転し，用紙Ｓをスイッチバックさせるときには逆転する。

定着部６０とスイッチバックローラ対９３，９４との間には，排紙経路１６ａと返送路１７とを分岐する分岐部材９５と，その先端９５ａに対向して配置されたガイドローラ９６と，これら分岐部材９５とガイドローラ９６との間の排紙経路１６ａを遮るように設けられた紙センサ９７とが設けられている。なお，９８は，軸線方向においてガイドローラ９６の両側に設けられている紙ガイドである。
ガイドローラ９６は、駆動機構はなく用紙Ｓと紙ガイド９８が長時間接してトナーが紙ガイド９８に付着しないように設けられている。ガイドローラ９６は用紙Ｓの排出搬送により自由回転する。

紙センサ９７は，軸９７ａ回りに回動可能に構成されており，用紙Ｓが通過する際，図３に仮想線で示すように用紙Ｓに押されて回動する。これによって，用紙Ｓの先端Ｓ１を検出することができ，その検出信号は，この画像形成装置全体の作動制御を行う図示しないコントローラに送出される。
また，用紙Ｓの後端Ｓ２（図４参照）が紙センサ９７の先端９７ｂを通過すると，紙センサ９７は図４に実線で示すように原位置に復帰する。これによって，用紙Ｓの後端Ｓ２の通過を検出することができ，その検出信号は，上記コントローラに送出される。

コントローラは，紙センサ９７から，用紙後端通過の検出信号を受信すると，所定のタイミング，すなわち，スイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２を用紙Ｓの後端Ｓ２が通過する直前のタイミングでスイッチバックローラ対９１，９２を逆転させ，用紙Ｓをスイッチバックさせる。
これによって，図５に示すように用紙Ｓの後端（進行方向先端）Ｓ２が返送路１７へと導かれ，用紙Ｓが返送路１７を通って画像形成部へと表裏が反転した状態で返送されることとなる。
なお，この実施の形態では，用紙Ｓの後端Ｓ２がスイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２にちょうど挟まれたときのタイミングでスイッチバックローラ対９１，９２を逆転させ，用紙Ｓをスイッチバックさせるようになっているが，図４に示すように用紙Ｓの後端Ｓ２がスイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２に挟まれる直前のタイミングでスイッチバックローラ対９１，９２を逆転させるようにしてもよい。
スイッチバックローラ対９３，９４が逆転する際，排紙ローラ対９１，９２も逆転するが，排紙ローラ対９１，９２はコルゲーションローラであるから，この際の用紙Ｓの搬送（逆送）にはそれほど多くは貢献しない。

以上のような画像形成装置によれば，次のような作用効果が得られる。
この画像形成装置は，画像形成部にて画像が形成された用紙Ｓを通過させることで用紙Ｓに画像を定着させる定着部６０と，この定着部６０を通過した用紙Ｓを排紙トレイ１５上に排出する排紙ローラ対９１，９２と，定着部６０と排紙ローラ対９１，９２との間に設けられていて，定着部６０を通過した用紙Ｓをスイッチバックさせて画像形成部へ返送するスイッチバックローラ対９３，９４とを備えており，スイッチバックローラ対９３，９４を，定着部６０から排紙ローラ対９１，９２へと向かう排紙経路１６ａ中に設けるとともに，スイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２を用紙の後端Ｓ２が通過する直前にスイッチバックローラ対９３，９４を逆転させて用紙Ｓをスイッチバックさせる構成となっているので，排紙経路１６ａをスイッチバック通路として利用できる。
したがって，上述した特許文献１，２記載の画像形成装置のようなスイッチバック専用通路を設ける必要が無くなるので，装置の小型化を図ることが可能となる。

また，上述した特許文献３の画像形成装置にようなスイッチバックローラ構成を取る必要が無くなるので，ローラ数を削減することができる。
さらに，この画像形成装置によれば，用紙Ｓを，排紙経路１６ａと別のスイッチバック専用通路に導く必要や，駆動ローラと排紙側従動ローラとのニップ部を用紙の後端が通過した後に，その後端を駆動ローラとスイッチバック側従動ローラとのニップ部へ向けて搬送する必要が無くなるので，速やかなスイッチバック動作を得ることが可能となる。
以上のように，この画像形成装置によれば，小型化およびローラ数の削減を図ることができると同時に速やかなスイッチバック動作を可能とすることができる。

しかも，スイッチバックローラ対９３，９４の逆転は，スイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２を用紙Ｓの後端Ｓ２が通過する直前になされるので，用紙Ｓがスイッチバックする際には，用紙Ｓのほとんどの部分がスイッチバックローラ対９３，９４のニップ部Ｎ２を通過した状態となる（図４参照）。
このため，定着部６０を通過することによりカールしている用紙Ｓのそのカール状態が，用紙のほとんどの部分がスイッチバックローラ対のニップ部Ｎ２を通過することによって緩和され，結果として，用紙のカールに起因する用紙のスイッチバック時（図５参照）における引っ掛かりや詰まりを防止することができ，円滑なスイッチバック動作が得られることとなる。

排紙ローラ対９１，９２は，排出される用紙Ｓを排出方向から見て波打たせることで腰付けするコルゲーションローラで構成してあるので，定着部６０の通過でカール付けされた用紙のカール状態を緩和しつつ用紙を排出することができる（図６参照）。
ここで仮に，例えば特許文献３記載の画像形成装置のように，スイッチバックローラを構成する駆動ローラと排紙側従動ローラとのニップ部を用紙の後端が通過した後に，排紙ローラ対を逆転させて用紙の後端を駆動ローラとスイッチバック側従動ローラとのニップ部へ向けて搬送する構成とした場合において，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成したとすると，コルゲーションローラである排紙ローラ対で用紙を逆送する際に，用紙が斜行しやすくなってしまう。
したがって，特許文献３記載の画像形成装置では，スイッチバック時の用紙の斜行を防止しようとすれば，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成することは困難となり，逆に，排紙ローラ対をコルゲーションローラで構成して用紙を望ましい状態で排出しようとすれば，スイッチバック時に用紙が斜行してしまうという問題が生じる。
これに対し，この実施の形態の画像形成装置によれば，駆動ローラと排紙側従動ローラとのニップ部を用紙の後端が通過した後に，排紙ローラ対を逆転させて用紙の後端を駆動ローラとスイッチバック側従動ローラとのニップ部へ向けて搬送する必要が無くなるので，排紙ローラ対９１，９２をコルゲーションローラで構成することができ，また，排紙ローラ対９１，９２をコルゲーションローラで構成しても，スイッチバック時の用紙Ｓの斜行を防止することができるようになる。

定着部６０の定着ローラ対６１，６２の軸線方向から見たニップＮ１の略延長線Ｔ上にスイッチバックローラ対９３，９４を設けてあるので，定着部６０からスイッチバックローラ対９３，９４へと用紙Ｓを円滑に導くことが可能となる。

以上，本発明の実施の形態について説明したが，本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく，本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。

本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の内部構造を示す概略正面図。 図１の部分拡大図。 作動説明図。 作動説明図。 作動説明図。 排紙方向から見た排紙ローラ対９１，９２の図。

符号の説明

Ｓ：用紙，１５：排紙トレイ，１６ａ：排紙経路，６０：定着部，９１，９２：排紙ローラ対，９３，９４：スイッチバックローラ対。

Claims (3)

1. 画像形成部にて画像が形成された用紙を通過させることで当該用紙に画像を定着させる定着部と，
   この定着部を通過した用紙を排紙トレイ上に排出する排紙ローラ対と，
   前記定着部と排紙ローラ対との間に設けられていて，前記定着部を通過した用紙をスイッチバックさせて前記画像形成部へ返送するスイッチバックローラ対とを備えた画像形成装置であって，
   前記スイッチバックローラ対を，前記定着部から前記排紙ローラ対へと向かう排紙経路中に設けるとともに，当該スイッチバックローラ対のニップ部を用紙の後端が通過する直前に当該スイッチバックローラ対を逆転させて用紙をスイッチバックさせることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記排紙ローラ対は，排出される用紙を排出方向から見て波打たせることで腰付けするコルゲーションローラであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記定着部は定着ローラ対で構成されており，その軸線方向から見たニップの略延長線上に前記スイッチバックローラ対が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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