JP2006232443A

JP2006232443A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006232443A
Application number: JP2005047115A
Authority: JP
Inventors: Jiro Moriya; 次郎守屋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】スイッチバック機構の小型化。
【解決手段】排紙部のローラに対向するコロを揺動する傾斜コロとし、正転・逆転の両方で紙を幅方向に広げる方向（傾斜方向）へ搬送力を加える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置におけるスイッチバック機構の排紙部に関する。

従来の画像形成装置では、トナー像を定着すべく加圧・加熱した記録材を、図２に示すような排紙ローラ及び対向するコロ部材にて搬送する構成をとっており、このトナー面と圧接するコロ部材の材質としては、記録材よりトナー像を剥ぎ取らないようにフッ素樹脂などの耐トナー融着性の材質を採用している。

近年では画像形成装置の小型化と高速化が進められ、上記コロ部材へ到達する記録材のトナー像が十分に冷却されるだけの距離と時間を確保することが難しくなってきた結果、コロ部材表面に要求される耐トナー融着性も厳しくなっている現状がある。この要求への対策の一つとして、排紙ローラに対向するコロ部材のみを記録材の搬送方向に対して傾斜させる案が提案されており既に実用化に到っている。

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2001-2297号公報特開2002-218157号公報

ところで画像形成装置の両面印刷機能を実現する一つの手段として、定着器を通過した記録材を排紙部でスイッチバックさせ再給紙させる方法があるが、ここで上記傾斜コロを採用する場合には一つの問題があった。これは傾斜コロを採用した場合、スイッチバック時には図３−ａにて矢印で示すような記録材を中央に寄せる力が作用する為、ニップを抜けた記録材は図３−ｂのように波打ち形状となり、結果として両面搬送路へ到った記録材にシワが寄ってしまうなどといった問題を生じていた。このため傾斜コロを必要とする装置構成では、図４に示すように傾斜コロが不要な距離まで搬送路を延ばすと共に、記録材後端が完全に傾斜コロ部を抜けた所にスイッチバック用のローラ部２6を配置する必要があり、装置の小型化・低コスト化が困難であった。

本発明は上記問題を解決するため、
（１）像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着装置と、
記録材を挟持搬送して画像形成装置外へ排紙する搬送ローラと対向するコロ部材と、記録材をスイッチバックさせるためのスイッチバック機構と、
を備え、
前記スイッチバック機構には、記録材を正転搬送及び反転搬送の両方に機能し正転・反転の両回転をおこなう搬送ローラと対向するコロ部材
を有する、画像形成装置において、
前記反転する搬送ローラに対向するコロ部材が、記録材搬送方向に対して傾斜する方向の搬送力を記録材に加え、且つ正転搬送時と反転搬送時ではその傾斜する方向が記録材搬送方向に対して逆向きであることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば傾斜コロ部材をスイッチバック機構用の搬送ローラの対向部材として使用でき搬送路の長さを短くすることが可能となるため、小型・低コストのスイッチバック機構を有する画像形成装置を提供することができる。

以下図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

{カラー画像形成装置の全体構成}
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概要説明する。なお、図１はカラー画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ１００の全体構成を示す縦断面図である。

同図に示すカラー画像形成装置１００は、垂直方向に並設された４個の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。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表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、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３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を記録材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。

ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、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７を形成している。
以下、感光体ドラム１から順に詳述する。

感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。

帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。

スキャナユニット３は、感光ドラム１の略水平方向に配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。

すべての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は１０11 〜１０14 Ω・cm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構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に記録材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に記録材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、記録材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。

この静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して記録材Ｓに印可され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の用紙に、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。

静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して記録材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。

給紙部１６は、画像形成部に記録材Ｓを給紙搬送するものであり、複数枚の記録材Ｓが給紙カセット１７に収納されている。画像形成時には給紙ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１７内の記録材Ｓを１枚毎分離給送するとともに、記録材Ｓ先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。

静電吸着ベルト１１により搬送されながら順次各色トナー像を転写された記録材Ｓは、その後定着部２０にて加熱・加圧されることにより定着される。

画像形成の動作としては、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、反時計回り方向に回転駆動される。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。この駆動により、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周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム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周面上にトナー像を形成（現像）する。

最上流の感光体ドラム１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、その対向点に記録材Ｓの印字開始位置が一致するように、レジローラ対１９が回転を開始して記録材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。

記録材Ｓは静電吸着ローラＫＲと静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト１１と静電吸着ローラＫＲとの間に電圧を印加することにより、誘電体である記録材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、記録材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、記録材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。

このように搬送されながら記録材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２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記録材Ｓは、ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。記録材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対２２、２３によって、排紙部２４に画像面を下にした状態で排出される。

ここで定着部２０の例として広く採用されている熱ローラ方式の定着装置に関して説明する。

定着ローラ（加熱ローラ）２１ａと加圧ローラ２１ｂとの圧接ローラ対を基本構成とし、該ローラ対を回転させ、該ローラ対の相互圧接部である定着ニップ部を画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被記録材を導入して挟持搬送させて、定着ローラの熱と、定着ニップ部の加圧力にて未定着トナー画像を被記録材面に熱圧定着させるものである。

定着ローラは、一般に、アルミニウムの中空金属ローラを基体（芯金）とし、その内空に熱源としてのハロゲンランプを挿入配設してあり、ハロゲンランプの発熱で加熱され、外周面が所定の定着温度に維持されるようにハロゲンランプへの通電が制御されて温調される。

特に、最大４層のトナー画像層を十分に加熱溶融させて混色させる能力を要求される、フルカラーの画像形成を行う画像形成装置の定着装置としては、定着ローラの芯金を高い熱容量を有するものにし、またその芯金外周にトナー画像を包み込んで均一に溶融するためのゴム弾性層を具備させ、そのゴム弾性層を介してトナー画像の加熱を行っている。また、加圧ローラ内にも熱源を具備させて加圧ローラも加熱・温調する構成にしたものもある。

次に両面印刷時の搬送路に関して説明する。

通常の画像形成工程を得て記録材が定着部２０を抜け、排紙ローラ対２２を記録材後端が抜けたところで、まず本体からの信号によりフラッパ部材４０が作動し両面パス（２点鎖線部）を形成する。

次に記録材を挟持しつつ正転搬送している排紙ローラ２３を逆転させ、先に作動させたフラッパ部材４０の上面を記録材後端が滑りつつ両面パスに進入する。この後、記録材は片面印刷時の紙パスより本体外側に設けられた両面搬送路の搬送ローラ対４１〜４４により、本体下部のレジストローラ対１９に搬送され、再度静電吸着ベルト１１により搬送され画像形成工程を得る。

本実施の形態の特徴は、簡易な構成でスイッチバックに関わる正転・反転する搬送ローラに対向するコロ部材を傾斜配置することができることにある。

次に本実施例の第１の実施に係るコロ部材について説明する。

図５は排紙ローラ（2点鎖線部）及びコロ部材の取り付け時の配置上面図である。

搬送ガイド（不図示）に取り付けられたコロ部材は記録材搬送中心に対してほぼ左右対称に複数配置され、排紙ローラが回転を始めると反力を受け正転時には図５−ａのように排紙ローラ軸に対して傾斜し、排紙ローラ反転時には図５−ｂに示すように逆向きに傾斜する構成をとる。

ここでコロ部周辺の構成を図６−ａ〜ｃに示す。

コロ２３ｂ−１はその両軸がスムーズに回転するようにコロ軸受け２３ｂ−２に取り付けられ、コロ軸受けごと搬送ガイドＧＤ（一部抽出図）に支持されている。このコロ軸受け２３ｂ−２の位置決めを兼ねる搬送ガイドへの挿入部には圧縮ばね２３ｂ−３が組み込まれ、排紙ローラ組み付け時に所定の当接圧が発生する構成となっている。

また図６−ｃに示すようにコロ軸受けの裏面に回転止め用のリブがあり、搬送ガイドにはコロが揺動する幅に応じた溝が設けられている。これによりコロ及びコロ軸受けは、排紙ローラの正転と逆転の切り替えにすばやく対応し、搬送ガイドへの挿入部を回転中心として排紙ローラへの当接圧を保ちつつ揺動することができる。

図７−ａ、ｂにコロ部周辺構成の他の実施例を示す。

この実施例ではコロ２３ｂ−１は貫通穴を有し軸２３ｂ−４に対して摺動する構成を採用し、この軸の両端を板バネ２３ｂ−５にて付勢しつつ搬送ガイドＧＤ−２に固定している。搬送ガイドにおける軸摺動部は揺動側にがたを大きく持たせ、固定側に揺動に必要な最小限のがたを持たせてコロの揺動を確保している。

図８−ａ、ｂに第２の請求項に係る本実施例の排紙装置の概略図を示す。
この実施の形態では、上記第１、２の実施の形態と異なる点にのみ説明し、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。

搬送ガイド（不図示）に取り付けられたコロ部材は記録材搬送中心に対してほぼ左右対称に複数配置されるが、低コスト化などを目的として傾斜コロの揺動に関わる部分の精度を確保できない場合を想定すると、左右の傾斜コロにより発生する力のバランスが崩れ記録材の斜向を引き起こす可能性がある。本実施例ではそのような場合に対する策として、中央の２個のみ記録材の搬送方向に固定するタイプを採用しつつそのバネ圧も高めに設定し、他のコロを前記のような揺動式の傾斜コロと定圧のバネを採用している。すなわち図９に示すような傾斜コロにて発生する寄り力F２の総力に対し、中央２個のコロにおける軸方向の摩擦力を確保することでその寄り力をキャンセルすることができ、結果として記録材の斜向を防止することができる。

本発明を実施した電子写真方式のカラー画像形成装置の断面図。画像形成装置の従来例の排紙ローラ部を示す概略図。ａ、ｂは画像形成装置のスイッチバック搬送ローラ部に傾斜コロを用いた従来例を示す概略図。スイッチバック機構を有しかつ傾斜コロを用いた従来例のカラー画像形成装置の断面図。ａ、ｂは本発明（請求項１）を実施したカラー画像形成装置の排紙部概略図。ａ、ｂ、ｃ本発明（請求項１）を実施した排紙部傾斜コロ部の概略図。ａ、ｂ本発明（請求項１）を実施した排紙部傾斜コロ部の概略図。ａ、ｂ本発明（請求項２）を実施した排紙部傾斜コロ部の概略図。傾斜コロにて発生する寄り力F２の図。

Claims

像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上に転写されたトナー像を定着する定着装置と、
記録材を挟持搬送して画像形成装置外へ排紙する搬送ローラと対向するコロ部材と、記録材をスイッチバックさせるためのスイッチバック機構と、
を備え、
前記スイッチバック機構には、記録材を正転搬送及び反転搬送の両方に機能し正転・反転の両回転をおこなう搬送ローラと対向するコロ部材
を有する、画像形成装置において、
前記反転する搬送ローラに対向するコロ部材が、記録材搬送方向に対して傾斜する方向の搬送力を記録材に加え、且つ正転搬送時と反転搬送時ではその傾斜する方向が記録材搬送方向に対して逆向きである
ことを特徴とする。
前記反転する搬送ローラは対向する複数のコロ部材を有すると共に、その一部のコロ部材Kは記録材搬送方向のみの搬送力を加えるように構成し、記録材搬送方向と直交する方向Nにおいて傾斜する方向の搬送力を加えるコロ部材のN方向の総力は、前記コロ部材Kと対向する搬送ローラとの摩擦力よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。