JP2007186337A - シート搬送装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の特にシート排出部位に設けられ、排出されるシートの種類に依らず適正なシート排出動作を確保するシート搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置のシート収容部にシート１を排出可能なシート搬送装置であって、ロール本体２ａの両端部にロール本体２ａより大径且つ弾性変形可能な弾性フランジ２ｂを有する弾性搬送ロール２と、弾性搬送ロール２の弾性フランジ２ｂと非接触で弾性搬送ロール２側に後退可能に押圧される対向搬送ロール３と、対向搬送ロール３の最大後退量を規制するストッパ４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等による複写機やプリンタ等のトナー像が形成される画像形成装置に関し、特に、画像形成後のシートを排出するシート搬送装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。

従来より、例えば電子写真方式による複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、トナー画像が形成された記録材としてのシートを排出トレイに排出する際、排出トレイに排出されるシートの座屈、カールによる収容乱れ、シートの丸まり等を防止するため、排出されるシートに腰を付けて排出することが多く行われている。
このようにシートに腰を付ける方式としては、フランジ付きのロールを使用する方式が知られている。

このような方式として、例えば特許文献１には、排出ロールの駆動ロール側に配置されたロール部材の両端にこのロール部材の径より大きいフランジを設け、フランジ間の部分に対向する位置にピンチロールを配設することで、駆動ロールとピンチロールとのニップ位置と、駆動ロールのフランジ位置（フランジの高さ）との間でシートを挟持して搬送することで、排出されるシートに搬送方向に沿った筋状の腰付けを行うようにしたものとなっている。更に、この引用文献では、ピンチロールの回転軸を長孔によって上下方向に移動自在とする移動規制を行うようにしたことも示されている。

特開２００４−２８７２８４号公報（実施の形態３、図５）

しかしながら、このようなコルゲーション効果を利用した方式では、剛性の低いシートは良好な腰付けがなされて排出されるものの、厚紙等の剛性の高いシートでは、シートの剛性によってピンチロールが押し上げられフランジ先端のみでのシート排出となり、排出ロールによるシートの搬送力が不安定になり易くなる。また、シートの斜行やスリップも生じやすくなり、排出トレイにシートが整然と収容されなくなる。
このような不具合を回避するために、ピンチロールの押圧力を大きくしてシートを押さえ付けるようにすると、却ってシートの変形や厚紙での筋折れ、あるいは、シートとフランジとの摺擦による不具合等が発生するようになる。

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、電子写真方式等の画像形成装置の特にシート排出部位に設けられ、排出されるシートの種類に依らず適正なシート排出動作が確保されたシート搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。

すなわち、本発明は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、画像形成装置のシート収容部にシート１を排出可能なシート搬送装置であって、ロール本体２ａの両端部にロール本体２ａより大径且つ弾性変形可能な弾性フランジ２ｂを有する弾性搬送ロール２と、弾性搬送ロール２の弾性フランジ２ｂと非接触で弾性搬送ロール２側に後退可能に押圧される対向搬送ロール３と、対向搬送ロール３の最大後退量を規制するストッパ４とを備えることを特徴とするものである。尚、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図である。

このような技術的手段において、本発明の画像形成装置としてはシート１上に画像を形成しシート収容部に排出する方式であれば特に限定されず、例えば電子写真方式、静電記録方式、インクジェット方式等が挙げられる。
また、「画像形成装置のシート収容部」はいずれに設けられても差し支えなく、例えば画像形成装置の装置本体の側方にあってもよいし、装置本体内に設けられるものであってもよい。更には、例えばオプション装置として追装されるような態様であっても差し支えない。

そして、本発明での「弾性搬送ロール２の弾性フランジ２ｂと非接触で弾性搬送ロール２側に後退可能に押圧される対向搬送ロール３」とは、対構成のロール間でシート１に対し互いに押圧力が維持された状態で搬送できるようになっていることを意味するもので、例えば搬送されるシート１の腰が強い（剛性が高い）場合には、ロールが互いに接触するようになっていなくても差し支えない。また、本発明では、弾性搬送ロール２及び対向搬送ロール３の数量はシート１を搬送できるようになっていればその数は特に限定されず、例えば１個ずつであってもよいし、複数個備えるようにしても差し支えないが、シート１の搬送を安定化させる観点からは複数個備える方が好ましい。

また、弾性搬送ロール２を駆動ロールとし、対向搬送ロール３を従動ロールとすることが好ましく、これによれば、シート１搬送時に弾性搬送ロール２の弾性フランジ２ｂが安定してシートと接触することができ、シート１の搬送性を安定して維持することができるようになる。

本発明の弾性搬送ロール２は、弾性フランジ２ｂが設けられていれば、特に全てが弾性体でなくても差し支えなく、ロール本体２ａは弾性に限らず、例えば金属、樹脂等の剛体であっても差し支えない。
また、弾性搬送ロール２を１つの弾性体で構成し、弾性フランジ２ｂの回転中心部には弾性フランジ２ｂの変形を容易にする空間部２ｃを備えるようにすることが好ましく、このように空間部２ｃを備えることで弾性フランジ２ｂの変形が一層容易になり、シート１と弾性フランジ２ｂとの接触面積を確保することができ、弾性搬送ロール２と対向搬送ロール３とでシート１の搬送力が安定して維持されるようになる。尚、空間部２ｃとしては、弾性搬送ロール２の弾性フランジ２ｂが容易に変形するため、通常、ロール本体２ａの両側面から設けられた円柱状の孔部や円錐形状の孔部等が用いられる。
更に、弾性フランジ２ｂの変形に際してもシート１との接触面積を大きくする観点から、弾性フランジ２ｂはロール本体２ａの両端部に向かって徐々に外径が大きくなる傾斜部を備えることが好ましく、これによれば、弾性フランジ２ｂの変形も容易になり、弾性フランジ２ｂが変形した状態においてもシート１との接触面積を十分確保できるようになる。

また、本発明におけるストッパ４は、対向搬送ロール３の最大後退量を規制するものであればよく、このストッパ４によって、例えばシート１の腰が強いものでも、対向搬送ロール３が弾性搬送ロール２側から後退し過ぎることがなく、シート１の弾性フランジ２ｂ側への必要な押圧力が確保されるようになる。そのため、弾性フランジ２ｂとシート１との接触面を確保することができ、シート搬送に支障を来すことがないようになる。
尚、上述した特許文献１には、ピンチロール（本件の対向搬送ロール３に相当）の回転軸を長孔によって上下方向に移動自在とする移動規制方式が示されており、ピンチロールの上死点があたかも示されているようにも見受けられるが、長孔はあくまでもピンチロールの移動方向のみを規制するものであり、上死点としての使用については何らの記載あるいは示唆がなされていないことを付記しておく。

そして、ストッパ４は、対向搬送ロール３の外周面が弾性搬送ロール２の弾性フランジ２ｂの最大径を超えない範囲に設定されることが好ましく、これによれば、弾性搬送ロール２と対向搬送ロール３とにシート１がニップされたときに弾性搬送ロール２の弾性フランジ２ｂと対向搬送ロール３との間にて確実にシート１をニップ搬送することができるようになる。

更に、本発明では、対向搬送ロール３を弾性搬送ロール２側に押圧する方式は特に限定されず、例えば対向搬送ロール３の自重を利用する方式であっても差し支えないが、搬送されるシート１の不要な変形等を避けるためには小さく安定した押圧力が好ましく、この観点から、対向搬送ロール３は、ばねによって弾性搬送ロール２側に押圧されていることが好ましい。
そして、対向搬送ロール３は、当該対向搬送ロールが軸支される軸の両端側にて軸外周に沿ってコイルスプリングを掛け渡して押圧されることが好ましく、これによれば、小さな押圧力を実現することができると共に、例えばシート１をニップ搬送中の対向搬送ロール３がシート１の腰による反力によって広範に移動するようになっても、有効に押圧力を対向搬送ロール３に付与することができるようになる。

また、本発明は上述したシート搬送装置のみならず、これを用いた画像形成装置をも対象とするものであり、この場合、シート１上にトナー画像を形成する作像手段と、上述したシート搬送装置とを備えるようにすればよい。

本発明によれば、画像形成装置のシート収容部にシートを排出可能なシート搬送装置であって、ロール本体の両端部にロール本体より大径且つ弾性変形可能な弾性フランジを有する弾性搬送ロールと、弾性搬送ロールの弾性フランジと非接触で弾性搬送ロール側に後退可能に押圧される対向搬送ロールと、対向搬送ロールの最大後退量を規制するストッパとを備えたので、剛性の高いシートを搬送する場合にあっても、シートの斜行や筋折れ、弾性フランジとシートとの摺擦による不具合等の発生を防ぐことができるようになる。
また、このようなシート搬送装置を用いることで、シートの排出動作が安定した画像形成装置を提供することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図２は、本発明が適用されたカラー画像形成装置の実施の形態を示す。同図において、本実施の形態の画像形成装置は、例えば電子写真方式を採用したものであって、装置本体１０の内部には、例えばイエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）及びブラック（Ｋ色）の各色トナー像を形成する作像エンジン２０（２０ａ〜２０ｄ）を配設し、この作像エンジン２０の下方に作像エンジン２０に記録材としてのシートを供給する多段の給紙カセット１１〜１４を引き出し可能に収容したものとなっている。また、装置本体１０の上部には、原稿画像を読み取ってデジタルデータに変換する画像読取装置１５が配設され、この画像読取装置１５からのデジタルデータを作像エンジン２０に伝達することで、読み取られた原稿画像が形成できるようになっている。

作像エンジン２０は、各色成分トナー画像を形成担持する感光体ドラム２１（２１ａ〜２１ｄ）を中間転写ベルト２２に対し並列配置し、各感光体ドラム２１で形成した各色成分トナー画像を中間転写ベルト２２上に順次一次転写させ、この多重化されたトナー画像を二次転写器（例えば二次転写ロール）２３にて給紙カセット１１〜１４から供給されるシート上に一括転写させた後、定着器２４に導くようにしたものである。

また、本実施の形態において、給紙カセット１１〜１４からのシート搬送路は、装置本体１０の図中左側方から上方に向かい、搬送されたシートの位置決め規制を行って所定のタイミングで送り出すレジストロール２５、二次転写部位（二次転写器２３の位置に相当）、搬送ベルト２６、定着器２４、搬送ロール２７、排出ユニット４０を経て排出トレイ１６へ向かう主搬送路３１と、この主搬送路３１の出口近傍の下方側に略Ｙ字状に設けられ、シートの表裏を反転させて搬送する反転搬送路３２と、この反転搬送路３２の一部に連通接続され、表裏を反転したシートを再び主搬送路３１に戻す戻し搬送路３３とを備えている。尚、符号３４は、装置本体１０の図中左側方に設けられシートを手差し供給可能な手差しトレイ１７から、主搬送路３１の水平部分に連通接続される手差し搬送路である。また、本実施の形態では、各搬送路３１〜３４には適宜数の搬送ロール対等が設けられ、シートの搬送に支障がないようになっている。

次に、本実施の形態における排出ユニット４０について詳述する。
図３は、排出ユニット４０を上方より見た斜視図である。同図において、本実施の形態の排出ユニット４０は、排出ロールサブユニット４１、ピンチロールサブユニット４６及びガイドシュート５１で構成され、排出ロールサブユニット４１と二組のピンチロールサブユニット４６がガイドシュート５１に支持された構造を採っている。また、ガイドシュート５１には各種のリブが設けられ搬送されるシートが良好に搬送されるようになっている。

排出ロールサブユニット４１は、用紙搬送方向に直交する方向に延びる回転軸４２に４個の弾性体からなる排出ロール４３を装着したもので、回転軸４２の回転に伴って排出ロール４３も回転するようになっている。尚、排出ロール４３の両端部には弾性フランジ４３ｂが設けられている。
一方、ピンチロールサブユニット４６は、軸４７の両端側に２個のピンチロール４８がベアリングを介して軸支されており、このようなピンチロールサブユニット４６が排出ロールサブユニット４１に対向して二組配設されている。また、夫々のピンチロール４８は夫々排出ロール４３の略中央部（排出ロール４３のロール本体部に相当）に位置するように配置されている。
更に、ピンチロールサブユニット４６の軸４７の両端部には、軸４７の外周に沿ってコイルスプリング５２を掛け渡し、コイルスプリング５２の両端はガイドシュート５１に固定されている。そのため、排出ユニット４０にシートが搬送されたときに生じるピンチロール４８の変位を柔軟に吸収することができると共に、ニップ力をも小さくすることができ、搬送されるシートへの負荷が低減され、シートでの過剰な変形を起こさないようになっている。

更にまた、本実施の形態では、ピンチロール４８の後退量（図では上方への移動）を規制するためのストッパ５３が、二組のピンチロールサブユニット４６の軸４７の略中央部に設けられており、ストッパ５３はガイドシュート５１にねじ止め固定されている。このことにより、排出ロール４３とピンチロール４８との間に各種シートがニップされたときに、ピンチロール４８の最大後退量（排出ロール４３とピンチロール４８との最大離間量）を規制することができるようになる。

そして、本実施の形態における排出ロール４３は、図４に示すように、例えばＥＰＤＭゴムの弾性体で構成されており、ロール本体４３ａの両端部には、ロール本体４３ａから両端部に向かって徐々に径が大きくなる傾斜面を有する弾性フランジ４３ｂが設けられている。また、ロール本体４３ａの中心部分は、両端部から中央寄りに孔の開いた肉抜き部４３ｃとなっている。そのため、排出ロール４３とピンチロール４８との間にシートがニップされたとき、シートの剛性によって弾性フランジ４３ｂは容易に変形（肉抜き部４３ｃ側へ変形）することができるようになっている。

次に、本実施の形態における画像形成装置の作動について図２を基に説明する。
作像エンジン２０側では、中間転写ベルト２２上に、各色の作像エンジン２０（２０ａ〜２０ｄ）によって、例えば画像読取装置１５によって読み取られた原稿に沿った画像が形成され、夫々の感光体ドラム２１上には各色のトナー画像が形成担持される。これらのトナー画像は、中間転写ベルト２２の移動に伴って順次中間転写ベルト２２上に一次転写され、多重化される。この多重化されたトナー画像が二次転写部位へ進むようになる。
一方、例えば給紙カセット１１〜１４のいずれかからは、給紙カセット１１〜１４の近傍に配置されたシート捌き機構によって１枚のシートのみが主搬送路３１中に適宜送り出される。主搬送路３１に送り出されたシートは、主搬送路３１中のレジストロール２５によって、位置決め規制された後、所定のタイミングにて二次転写部位側へ搬送される。
二次転写部位では、二次転写器２３によって中間転写ベルト２２上の多重化されたトナー画像が主搬送路３１を搬送されたシート上に一括転写される。
トナー画像が一括転写されたシートは、搬送ベルト２６を経由して定着器２４に搬送され、定着器２４による定着が行われた後、搬送ロール２７から排出ユニット４０を介して排出トレイ１６へ排出される。

また、トナー画像が一括転写されたシートを定着後に反転排出する場合には、定着器２４を出たシートは一旦反転搬送路３２側に搬送された後、所定の搬送部材（搬送ロール等）が反転動作を行うことで排出ユニット４０側に導かれ、排出トレイ１６上に反転排出されるようになる。
更に、シート両面に画像形成を行う場合には、定着器２４を出たシートは反転搬送路３２に導かれ、シートの後端が反転搬送路３２と戻し搬送路３３との分岐点（連通箇所）を越えた後に、所定の搬送部材（搬送ロール等）が反転動作を行い、シートは戻し搬送路３３に搬送されるようになる。その後、主搬送路３１に戻ったシートは、シートの裏面側に再度多重化されたトナー画像が一括転写され、定着器２４、排出ユニット４０を経て排出トレイ１６に排出される。

次に、排出ユニット４０でのシート搬送メカニズムについて詳述する。
図５（ａ）（ｂ）は、排出ロール４３とシートとの関係を模式的に示したもので、（ａ）はシートが弾性フランジ４３ｂの端部（頂部）と接している様子、（ｂ）はシートが弾性フランジ４３ｂを変形させている様子を示している。
すなわち、本実施の形態では、シートが例えば普通紙のように剛性の低いシートの場合には、シートは排出ロール４３とピンチロール４８との間で互いに密着するようにニップされ、シートの搬送力が損なわれることがない。また、シートが剛性の高い場合には、（ａ）に示すように、弾性フランジ４３ｂの変形がなされない状態を想定すると弾性フランジ４３ｂの頂部とシートとが接触するようになり、シートの搬送性能は確保されないが、本実施の形態では（ｂ）に示すように、ロール本体４３ａの肉抜き部４３ｃによって弾性フランジ４３ｂが容易に変形でき、弾性フランジ４３ｂとシートとの接触面積を十分確保することが可能になり、シートの搬送性能を維持することができるようになる。

特に、本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、ピンチロール４８の最大後退量（排出ロール４３とピンチロール４８との最大離間量に相当）をストッパ５３にて規制したことで、シートの剛性が高くなっても、ピンチロール４８によるシート押圧力によってシートを確実に排出ロール４３側に押し当てることができ、排出ロール４３の弾性フランジ４３ｂを変形させることができるようになる。そのため、シートの搬送性能を損なうことがない。尚、図中、○印で囲んだ部分が変形した弾性フランジ４３ｂとシートとの接触部位を示している。
また、図６（ｂ）は、本実施の形態の変形例を示したもので、ストッパ５３がピンチロールサブユニット４６の軸４７の両端部に設けられており、この場合にも同様の作用を奏することは云うまでもない。

以上のように、本実施の形態においては、排出ロール４３とピンチロール４８との最大離間量をストッパ５３で規制したので、排出ロール４３とピンチロール４８とのニップ域をシートが通過する際、例えば厚紙等の剛性の高いシートであっても、シート反力によってピンチロール４８が押し上げられるようになっても、その最大離間量を規制することができ、排出ロール４３側の弾性フランジ４３ｂを有効に変形させることが可能になる。そのため、シート搬送力を安定して維持することができるようになり、シートの搬送性能を維持することができるようになる。

仮に、本実施の形態のように、ストッパ５３を設けない場合には、図７（ａ）（ｂ）に示すようになる。同図において（ａ）は、排出ロール４３とピンチロール４８との間にシートが通過していない様子を示しており、ピンチロール４８はコイルスプリング５２にて排出ロール４３側へ押圧力Ｆ１で押圧付勢されている。
このような状態で、シートとして厚紙等の剛性の高いシートが搬送される場合には、（ｂ）に示すように、シートの反力（ピンチロール４８を押し上げる力）Ｆ２がピンチロール４８を排出ロール４３から離間させる方向に作用する。このとき、反力Ｆ２がコイルスプリング５２の押圧力Ｆ１（具体的には２個のＦ１の和）より大きくなると、弾性フランジ４３ｂの変形が小さくなり、シートと弾性フランジ４３ｂとの接触面積も小さくなる。そのため、排出ロール４３によるシートの搬送性能が十分確保されなくなり、シートがスリップするようになり、安定したシートの排出がなされなくなる。その結果、シートの排出ができなくなったり、排出された場合にもシートの異常な変形や排出トレイ１６上での異常な不揃いを生じるようにもなる。

本実施の形態では、排出ユニット４０として上述の構成を示したが、シートを搬送する他の部位にも排出ユニット４０を用いるようにしても差し支えない。また、本実施の形態では、コイルスプリング５２をガイドシュート５１に固定する方式を示したが、これに限らず、例えば排出ロールサブユニット４１側に固定するようにしても差し支えない。
更に、本実施の形態では、所謂タンデム型の画像形成装置について説明したが、例えば１個の感光体ドラム上にロータリ型現像器を用いて各色のトナー画像を形成し、夫々中間転写ベルト上に転写させて中間転写ベルトを周回させて多重化されたトナー画像を得る、所謂サイクル方式の画像形成装置であってもよい。

本実施例は、実施の形態の画像形成装置にて、ストッパの効果を確認するために行ったものである。
使用したシートは次の３区分とした。普通紙としては坪量１０５ｇ／ｍ^２未満とし、厚紙１としては坪量が１０５ｇ／ｍ^２以上１７６ｇ／ｍ^２未満、厚紙２としては１７６ｇ／ｍ^２以上のシートを用いた。尚、本実施例では、坪量が最大２２０ｇ／ｍ^２までのシートを確認した。
評価は、スリップのない状態で排出されたかどうかを確認し、良好であれば排出速度○とし、スリップ等の異常があれば排出速度×とした。尚、コルゲーション効果がなされているかどうかについても排出されるシートの状態を目視観察することで行った。

結果は、図８に示すように、ストッパを設けることで、普通紙、厚紙１、厚紙２のいずれにおいても良好な排出状態が維持されることが確認された。また、ストッパを設けない場合には、普通紙、厚紙１では良好な排出状態が維持されるものの、厚紙２ではスリップが発生し、良好な排出状態がなされないことが確認された。更に、コルゲーション効果については、普通紙ではストッパの有無に拘わらず確認されたが、厚紙１、厚紙２ではシートに対する十分な変形を与えることはできなかった。
以上のことから、本件の有効性が確認された。

（ａ）は本発明に係るシート搬送装置の概要を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ断面図である。 本発明に係る画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。 実施の形態の排出ユニットの概要を示す斜視図である。 排出ユニットの排出ロールの断面図である。 （ａ）（ｂ）はシートによる排出ロールの変形状態を示す説明図であり、（ａ）は排出ロール側の変形がなされていない状態を示し、（ｂ）はシートによって排出ロール側が変形した様子を示す。 （ａ）は本実施の形態での排出ユニットによるシート排出動作を示す説明図であり、（ｂ）は本実施の形態の変形例としてストッパが異なる位置に設置された例を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）は本実施の形態の比較例としてストッパが設けられていない場合のシート排出動作を示す説明図であり、（ａ）はシートがない状態、（ｂ）はシートとして特に剛性の高いシートを搬送する状態を示している。 実施例の結果を示す表である。

符号の説明

１…シート，２…弾性搬送ロール，２ａ…ロール本体，２ｂ…弾性フランジ，２ｃ…空間部，３…対向搬送ロール，４…ストッパ

Claims (8)

1. 画像形成装置のシート収容部にシートを排出可能なシート搬送装置であって、
   ロール本体の両端部にロール本体より大径且つ弾性変形可能な弾性フランジを有する弾性搬送ロールと、
   弾性搬送ロールの弾性フランジと非接触で弾性搬送ロール側に後退可能に押圧される対向搬送ロールと、
   対向搬送ロールの最大後退量を規制するストッパとを備えることを特徴とするシート搬送装置。
2. 請求項１記載のシート搬送装置において、
   対向搬送ロールは、ばねによって押圧されていることを特徴とするシート搬送装置。
3. 請求項１記載のシート搬送装置において、
   弾性搬送ロールは駆動ロールであり、対向搬送ロールは従動ロールであることを特徴とするシート搬送装置。
4. 請求項１記載のシート搬送装置において、
   ストッパは、対向搬送ロールの外周面が弾性搬送ロールの弾性フランジの最大径を超えない範囲に設定されることを特徴とするシート搬送装置。
5. 請求項２記載のシート搬送装置において、
   対向搬送ロールは、当該対向搬送ロールが軸支される軸の両端側にて軸外周に沿ってコイルスプリングを掛け渡して押圧されることを特徴とするシート搬送装置。
6. 請求項１記載のシート搬送装置において、
   弾性搬送ロールは、１つの弾性体で構成され且つ弾性フランジの回転中心部には弾性フランジの変形を容易にする空間部を備えることを特徴とするシート搬送装置。
7. 請求項１記載のシート搬送装置において、
   弾性フランジは、ロール本体の両端部に向かって徐々に外径が大きくなる傾斜部を備えることを特徴とするシート搬送装置。
8. シート上にトナー画像を形成する作像手段と、
   請求項１乃至７のいずれかに記載のシート搬送装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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