JP2006232442A - シート搬送装置及び該装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 湾曲した紙パスに設置された排紙ローラ（特に通しローラ）に熱が奪われることによるＯＨＰシートなどのカールの低減。
【解決手段】 定着直後に配設された排紙ローラ（搬送ローラ）を、定着ローラに対して接触および離間できるように構成し、プリント直前まで定着ローラに接触して熱の供給を受け、通紙時には定着ローラから離間した所定の位置に戻るようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加熱されてトナー像を定着されたシートを、１対の回転手段で挟持して搬送するシート搬送装置と、このシート搬送装置を装置本体に備えた画像形成装置とに関する。

画像形成装置には、複写機、レーザープリンタ等の電子写真方式のものがある。

電子写真方式の画像形成装置の一例として、図６に示すようなフルカラー方式のプリンタ８１がある。このプリンタ８１は、設置面積を極力狭くするため、各色のトナー像を形成するプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを垂直方向に配列し、この対向部には、静電転写ベルト装置１０を配設して、その上方に定着装置３０と搬送ローラ対８３、搬送ガイド５５、排出ローラ対５０を配設した構造になっている。

プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと静電転写ベルト装置１０によって垂直方向に搬送されつつその表面にトナー画像を形成されたシートは、定着装置３０に導かれてトナー像の定着処理が行われる。そして、その直後の搬送ローラ対８３で搬送されつつ搬送ガイド５５と協働してシートを湾曲させ、その進行方向を垂直方向から水平方向へと大きく変え、排出ローラ対５０によって装置本体８２の上面に設置したシート排出トレイ６０にその画像面を下にして順次排出して積載するようになっている。

ここでは、装置高さを極力低く抑えるために、搬送ローラ対８３を定着装置３０に近接して配設し、また、定着装置３０から排出ローラ対５０までの高さを出来るだけ低くしているため、非常に短い搬送距離でシートの搬送方向を変えて排出されるように構成されている。

ここで、定着装置３０により高温で加熱定着された直後のシート上のトナー像は、それ自体がある程度冷却される前にシートのトナー面にローラ等が接触すると、接触した部分とそうでない部分とで光沢差が生じることがある。

この光沢差とはローラ等が接触することによって、接触した部分の表面性が変わったり、その部分が他の部分より早く熱を奪われたりして、トナー像の色見が変わり、目で見たとき、光沢むらになって見えることを言う。この光沢むらは、普通紙では目立ちにくいが、光沢紙や光沢フィルムなど、トナー像の光沢度が高いシートになると、特に、目立ち易い。

このような光沢むらを防止するため、従来の搬送ローラ対８３は、例えば、図７に示すような構成を有していた。

この搬送ローラ対８３は、定着直後のトナー面側の搬送ローラを通しローラ８５として、トナー面に対してローラが均一に接触するようになっている。定着装置３０直後に配設された搬送ローラ対８３をこのように構成し、トナー面に通しローラ８５を均一に接触させることによって光沢むらの発生を軽減していた。

又、従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
特開2000-35725号公報 特開2003-206063号公報

しかしながら、上述の搬送ローラ対８３では、大きく湾曲したシート搬送路の中で通しローラ８５がシートの全面に接触することにより、定着直後で高温になっているシートから通しローラ８５が急速に熱を奪うため、シートカールの発生を助長させてしまっているという問題があった。とりわけＯＨＰシートなど樹脂製フィルムでは、冷却過程での形状がそのままシート形状として残ってしまうため、大きなカールが発生してしまうことがあった。

また上述のように、通しローラ８５がシートの熱を急速に奪うことが原因のカールでは、連続プリントなどを行なうことにより、通しローラ８５が十分に昇温してシートから熱を奪いにくくなるとカール量も減少することもわかっている。
つまり、プリンタの電源投入直後や、プリントの間隔が空いた時など、通しローラ８５が冷えていると発生するシートカールの量が大きくなってしまうという問題があった。

そこで本発明は、プリントのタイミングに関わらず、安定してシートカールの軽減を図れるシート搬送装置と、このシート搬送装置を装置本体に備えた画像形成装置とを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のシート搬送装置は、
シート面に転写されたトナー像を１対の定着ローラにより加熱および加圧してシートに定着させる定着装置と、該定着装置よりも下流側に配置され、該定着装置により加熱されたシートを１対の搬送ローラで挟持搬送して更に下流の排出手段へと導くシート搬送装置であって、
前記１対の搬送ローラに熱を供給するための加熱手段を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のシート搬送装置は、
シート面に転写されたトナー像を１対の定着ローラにより加熱および加圧してシートに定着させる定着装置と、該定着装置よりも下流側に配置され、該定着装置により加熱されたシートを１対の搬送ローラで挟持搬送して更に下流の排出手段へと導くシート搬送装置であって、
前記１対の搬送ローラはシートを搬送するための第１の位置と、前記１対の定着ローラに近接または接触して前記定着ローラより熱の供給を受けるための第２の位置とを有し、前記第１の位置と第２の位置との間を移動可能であることを特徴とする。

また、前記１対の搬送ローラの一方は、もう一方の搬送ローラの回転軸を回転中心として、互いに接触を保ったまま前記第１の位置と前記第２の位置との間を揺動可能であることを特徴とする。

さらに、前記１対の搬送ローラは一方が正逆転可能な駆動源により回転駆動され、もう一方はこれに従動回転し、該駆動源が正回転時にはその回転駆動力により前記１対の搬送ローラは前記第１の位置に保持されてシート搬送を行なうことが可能となり、該駆動源が逆回転時には前記１対の搬送ローラはその回転駆動力により回転させられて前記第２の位置に自動的に移動することを特徴とする。

さらに、前記１対の搬送ローラの少なくとも一方は、そのローラ面が搬送可能な最大シート幅よりも長い連続した通しローラであることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
シートにトナー像を形成する画像形成手段と、前記シートを加熱加圧して前記トナー像を前記シートに定着する定着手段と、前記定着手段によって前記トナー像を定着された前記シートを搬送する上記いずれか１つの前記シート搬送装置と、を備えていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明のシート搬送装置は、定着後のシートが屈曲した搬送路通過中に冷却されることによって発生するシートのカールを、プリントのタイミングに関わらず、安定して軽減することができる。

以下、本発明の実施形態のシート搬送装置と、このシート搬送装置を装置本体に備えたフルカラーレーザープリンタ（画像形成装置）を図に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態のシート搬送装置は、フルカラーレーザープリンタのみならず、様々な形態のプリンタにも設けるこことができる。

図１は、本発明の実施形態のフルカラーレーザープリンタの概略図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。

フルカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）７１の構成を説明する。

シート供給装置２０は、複数枚のシートＳを収納したシート供給カセット２１から、画像形成部８にシートＳを供給するようになっている。

プリンタの装置本体７２は、垂直方向にイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの各色に対応した４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ（以下、感光体ドラムを総称するとき符号「１」を使用する）を備えている。感光体ドラム１は、不図示の駆動手段によって、図中反時計回りに回転するようになっている。

感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ（以下、帯電装置を総称するとき符号「２」を使用する）、各色の画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（以下、スキャナユニットを総称するとき符号「３」を使用する）、静電潜像にイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの各色のトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（以下、現像装置を総称するとき符号「４」を使用する）、転写後の感光体ドラム１表面に残ったトナーを除去するクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ（以下、クリーニング装置を総称するとき符号「６」を使用する）等が配設されている。感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４等は、画像形成部（画像形成手段）８を構成している。

ここで、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、及びクリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（以下、プロセスカートリッジを総称するとき符号「７」を使用する）を形成している。

感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの対向部には、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに静電転写ベルト１１が接するように静電転写ベルト装置１０を配設してある。静電転写ベルト１１は、所定の体積固有抵抗を持たせた、厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で形成してある。静電転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と、従動ローラ１３，１４，１５の４本のローラに掛け渡されて、図の時計回りに回転する。

静電転写ベルト装置１０の最上流側には、従動ローラ１３に静電転写ベルト１１を挟んで対向するように静電吸着ローラ１７を備えてある。静電吸着ローラ１７は、シートＳを静電転写ベルト１１の外周に圧接し、且つ静電転写ベルト１１との間に電圧を印加して、シートＳが静電転写ベルト１１に静電吸着されて搬送されるようにしている。静電転写ベルト１１の内側には、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して静電転写ベルト１１に当接する転写ローラ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（以下、転写ローラを総称するとき、符号「１８」を使用する）を並設してある。

定着装置３０は、定着ローラ３１と、この定着ローラ３１に対向して圧接される加圧ローラ３２とを備えている。また、定着装置３０は、静電転写ベルト装置１０から搬送されてくるシートＳを定着ローラ３１と加圧ローラ３２とのニップＮに導く、定着入口ガイド３３も備えている。

定着装置３０の下流には、定着後のシートＳをシート排出ローラ対５０へと導くシート搬送装置４０、および搬送ガイド５５を備え、装置本体７２の上面にはシート排出トレイ６０を備えてある。

プリンタ７１の動作を説明する。

プリンタ７１のプリント時に、シート供給ローラ２２が画像形成動作に応じて駆動回転する。シート供給ローラ２２は、シート供給カセット２１内のシートＳを１枚ずつ分離してシート供給カセット２１から送り出す。シートＳの先端は、回転を停止しているレジストローラ対２３に突き当たり、一旦停止してループを形成させられて、斜行を修正される。

一方、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが、反時計回りに回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動によって、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１の周面に画像信号に応じて露光を行い感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラは、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１の周面上にトナー像を形成する。

最上流の感光体ドラム１ａの周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点にシートＳの印字開始位置が一致するように、レジストローラ対２３が回転を開始してシートＳを静電転写ベルト装置１０へと給送する。

静電吸着ローラ１７によって帯電されて静電転写ベルト１１に吸着したシートＳは、各感光体ドラム１と転写ローラ１８との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

４色のトナー像を転写されたシートＳは、その先端がベルト駆動ローラ１２の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着入口ガイド３３に導かれて定着装置３０へと搬入される。定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで形成するニップＮをシートＳが通過するとき、シートＳに熱と圧力が加えられることによって、転写されたトナー画像がシートＳ上に定着される。シートＳは、ニップＮで加圧および加熱されてトナー像を定着された後、シート搬送装置４０と搬送ガイド５５とに導かれて、シート排出ローラ対５０によってシート排出トレイ６０に排出される。

次にシート搬送装置４０を図２〜図５に基づいて説明する。図２、図３はシート搬送装置４０のシート搬送方向に沿った断面図である。図４は、シート搬送装置４０を上面方向から見た図、図５はシート搬送装置を斜め方向から見た図である。

シート搬送装置４０は、１対の搬送ローラである、搬送ローラ４１と通しローラ４２を中心に構成される。

搬送ローラ４１は、軸４１ｂとこれに取り付けられたシリコンゴムなどの弾性体からなる複数のゴムローラ４１ａとを有する。軸４１ｂの両端部は軸受け４３によって保持され、フレーム４８に軸受け４３が回転自在に支持されることにより搬送ローラ４１の位置が決められている。

通しローラ４２は定着直後のシートＳのトナー面側に接触するため、トナー面にローラが部分的に接触して光沢ムラが発生するのを防ぐために、最大シート幅より広い連続したローラ面４２ａを有する。ローラ面４２ａは、アルミニウムなどの金属からなる芯金４２ｂの表面にフッ素樹脂などからなる耐熱性の離型層を形成されてなり、トナーや紙粉などが付着しにくいようになっている。また、通しローラ４２は芯金４２ｂの両端部がそれぞれ軸受け４５によって保持されており、搬送ローラ４１の軸受け４３に形成されたピン４３ａに掛けられた引っ張りコイルバネ４６により搬送ローラ４１に対して圧接されている。

搬送ローラ４１は図示せぬ駆動手段によりギア４７、４４を介して回転駆動され、通しローラ４２はこれに従動して回転する。駆動手段は自在に正転と逆転とを切り替えることが可能である。

図２では、駆動手段が正回転している状態を示している。この状態では、搬送ローラ４１はシートＳを搬送する方向に回転させられ、通しローラ４２はこの回転力により矢印Ａ１方向に連れ回り、フレーム４８に形成された異形穴４８ａの一方の端に軸受け４５が突き当たることにより、シート搬送時の所定の位置で停止したまま従動回転させられる。

図３は駆動手段が逆回転している状態を示している。この状態では搬送ローラ４１は逆方向に回転させられ、通しローラ４２はこの回転力により矢印Ａ２方向に連れ回り、その表面が定着ローラ３１に当接するまで移動する。この時、通しローラ４２のローラ周速が定着ローラ３１のローラ周速とほぼ同等になるように逆回転時の駆動手段の駆動速度を決めることにより、通しローラ４２と定着ローラ３１との表面同士の摺擦を最小限に押さえ、スムーズに通しローラ４２を回転させることができる。

シート搬送装置４０の動作を説明する。

プリンタ７１に対してプリント命令が発せられると、上述したプリンタ本体７２の動作と同時に、定着装置３０は定着ローラ３１および加圧ローラ３２を回転させ、同時に加熱を開始してそれぞれの表面温度を定着に必要な温度まで上昇、維持させる。

この動作と更に同時に、シート搬送装置４０の駆動手段を逆方向に回転させ、通しローラ４２を加熱されつつある定着ローラ３１表面に当接させ、定着ローラ３１の周速と同等な速度で回転させる（図３の状態）。このことにより、通しローラ４２は定着ローラ３１表面より熱の供給を受けて昇温し、更に搬送ローラ４１にも熱を供給する。

この動作は定着装置３０にシートＳが到達する直前まで維持されるため、十分に通しローラ４２を昇温させることが出来る。

定着装置３０にシートＳが到達する直前にシート搬送装置３０の駆動手段は、その回転を正回転方向に切替え、定着装置３０からのシートＳを搬送出来るように通しローラ４２の位置を移動させる（図２の状態）。

定着装置３０で加熱加圧されてトナー像を定着されたシートＳは、シート搬送装置４０へと送られ、搬送ローラ４１と通しローラ４２に挟まれて搬送され、排紙ガイド５５に沿って進行方向を水平方向へと変え、シート排出ローラ対５０によってシート排出トレイ６０上に排出される。

この時、定着装置３０で高温に加熱されたシートＳは、通しローラ４２に巻き掛けられるように搬送されるが、通しローラ４２があらかじめ加熱されているため、シートＳから急激に熱が奪われることが無い。このため、シートＳがＯＨＰシートなど、高温状態から冷却される最中のシート自体の形状がカールとして残りやすいシートであっても、発生するカールの量を減少させることが出来る。

また、シートＳの全幅に渡って当接する通しローラ４２を用いているため、定着直後のトナー面に対して部分的にローラが接触することによる光沢ムラの発生を防ぐことが出来る。

本発明のシート搬送装置を装置本体に備えた画像形成装置であるフルカラーレーザープリンタの概略図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。 シート搬送装置の搬送ローラ対をシート搬送方向から見た断面図である。 シート搬送装置の搬送ローラ対をシート搬送方向から見た断面図である。 シート搬送装置を本体上面方向から見た図である。 シート搬送装置を斜め方向から見た図である。 従来の搬送ローラ対を装置本体に備えた画像形成装置であるフルカラーレーザープリンタの概略図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。 従来の搬送ローラ対を本体上面方向から見た図である。

符号の説明

Ｓ シート
Ｎ ニップ
１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ） 感光体ドラム
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ） プロセスカートリッジ
８ 画像形成部（画像形成手段）
１０ 静電転写ベルト装置
２０ シート供給装置
３０ 定着装置
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
４０ シート搬送装置
４１ 搬送ローラ
４２ 通しローラ
５０ シート排出ローラ対
５５ 搬送ガイド
７１ フルカラーレーザープリンタ（画像形成装置）
７２ フルカラーレーザープリンタの装置本体

Claims (6)

1. シート面に転写されたトナー像を１対の定着ローラにより加熱および加圧してシートに定着させる定着装置と、該定着装置よりも下流側に配置され、該定着装置により加熱されたシートを１対の搬送ローラで挟持搬送して更に下流の排出手段へと導くシート搬送装置であって、
   前記１対の搬送ローラに熱を供給するための加熱手段を備えることを特徴とするシート搬送装置。
2. シート面に転写されたトナー像を１対の定着ローラにより加熱および加圧してシートに定着させる定着装置と、該定着装置よりも下流側に配置され、該定着装置により加熱されたシートを１対の搬送ローラで挟持搬送して更に下流の排出手段へと導くシート搬送装置であって、
   前記１対の搬送ローラはシートを搬送するための第１の位置と、前記１対の定着ローラに近接または接触して前記定着ローラより熱の供給を受けるための第２の位置とを有し、前記第１の位置と第２の位置との間を移動可能であることを特徴とするシート搬送装置。
3. 前記１対の搬送ローラの一方は、もう一方の搬送ローラの回転軸を回転中心として、互いに接触を保ったまま前記第１の位置と前記第２の位置との間を揺動可能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。
4. 前記１対の搬送ローラは一方が正逆転可能な駆動源により回転駆動され、もう一方はこれに従動回転し、該駆動源が正回転時にはその回転駆動力により、前記１対の搬送ローラは前記第１の位置に保持されてシート搬送を行なうことが可能となり、該駆動源が逆回転時には、前記１対の搬送ローラはその回転駆動力により回転させられて前記第２の位置に自動的に移動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. 前記１対の搬送ローラの少なくとも一方は、そのローラ面が搬送可能な最大シート幅よりも長い連続した通しローラであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のシート搬送装置。
6. シートにトナー像を形成する画像形成手段と、
   前記シートを加熱加圧して前記トナー像を前記シートに定着する定着手段と、
   前記定着手段によって前記トナー像を定着された前記シートを搬送する請求項１乃至5のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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