JP2008030892A - シート排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着後のシートをローラ間に挟み込んで排出時にシート幅方向を波打たせながらいわゆる腰を付けて良好な排出性能を維持させ、同時にローラ痕によってトナー面における光沢差を抑えて高画質画像が得られるようにしたシート排出装置を提供する。
【解決手段】上下段排出ローラ５１，５５では、平行なローラシャフト５２，５６上にそれぞれ複数からなるローラ５１ａ〜５１ｅとローラ５５ａ〜５５ｅがそれらの外周部を互い違いにして適宜間隔をもって設けられている。そうした互い違いの外周部にシートＳを幅方向に波形状に挟み込ませて回転摩擦力で排出するので、シートに腰を付けるようにしてカールを矯正しつつ排出し、本来のシート排出性能を満足させる。また、ローラ表面層には弾性層が設けられているので、ローラ間に挟みこまれて搬送中のシートＳとの接触によって発生するローラ痕の発生を軽減させ、良質画像を得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、レーザビームプリンタおよび複合機などの電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）に装備され、画像が定着された被記録媒体であるシートを排出するシート排出装置に関するものである。

フルカラープリンタなどの画像形成装置に装備されたシート排出装置では、像担持体である電子写真感光体ドラム（以下、単に「感光体ドラム」という）に担持されたトナー画像がシート上に形成され、そのシートを定着装置に搬送してトナー像の定着処理が行われる。定着後のシートはシート排出トレイに排出される。

ところで、定着装置において定着中に加熱されたシートは特に紙質の場合丸まってカールしやすい。カールしたシートがその状態のままでシート排出トレイに排出されると、さらに大きく丸まったり、先に排出されたシートを押し出したりして、積載不良の生原因になっている。そのため、排出前にシート排出装置でシートのカールをある程度平らに矯正して排出しなければならない手間を要した。

そこで、先に本出願人はシートを排出方向に直交する方向から波打たせながらカールを矯正しつつ排出を行なう装置を提案している（たとえば、特許文献１参照）。これについて、図６〜図８を参照して概略的に説明する。図６は、たとえばフルカラー方式のプリンタ本体１００を示す。このプリンタ本体１００に装備されたシート排出装置９０は、定着装置３０によってトナー像の定着処理が行われた直後のシートＳを、プリンタ本体１００の上面に設置したシート排出トレイ１０１に順次排出して積載する。排出時、図７に示すように、シートＳはその幅方向つまり排出方向とは直交するシート幅方向に波打たされつつ排出される。シート排出装置９０は、シート幅方向に延びるローラシャフト上にローラ外径寸法およびローラ幅寸法が異なる２種類のシート排出ローラ９１ａ，９１ｂが１つ置き交互に圧入成形などして構成されている。シート排出ローラ９１ａのローラ外径よりもシート輩出ローラ９１ｂのローラ外径は大きく、回転軸線方向から透視して見ると、シート排出ローラ９１ｂの外周がシート排出ローラ９１ａの外周から突出している。さらに、ローラ幅が広い方のシート排出ローラ９１ａのそれぞれに圧接してシート排出コロ９５が配置され、このシート排出コロ９５はスプリングによってシート排出ローラ９１ａに押し付けられる方向へ付勢されている。このようなローラ形状とローラ配置によって、シート排出コロ９５による押圧力でもってシートＳを幅方向に波打たせるようにして送り出し、搬送方向に「腰を付ける」ようにしてカールを矯正しつつ排出する。

一方、近年、フルカラープリンタの分野では印刷スピードの高速化に加え、高画質で光沢度の高いプリント画質が求められるようになってきている。光沢度の高い画像を得るには、定着装置でシート上のトナー像に高温高圧を加えて十分に溶解させてシートに定着させる必要がある。高温で溶解されたトナーがある程度冷えてシート上に十分に定着するにはやや時間を要する。印刷スピードが高速化されていると、冷却時間が十分に足りないまま定着装置３０のすぐ下流側に配置されている図８の搬送ローラ対４０に中継され、上記図７のシート排出装置９０へと搬送される。搬送ローラ対４０は、一方のローラ４１をシートの画像形成面側から接触させ、他方のローラ４２をシート裏面側から接触させる。

その際、特にフルカラー方式プリンタの場合、定着直後で冷却が不十分なトナー面にローラなどが接触すると、接触した部分と接触していない部分とではトナー面の光沢に差が生じることがある。そうした光沢差現象は、ローラなどが接触した部分が他の部分に比べて早く熱を奪われてトナーの凝固様相に変化が生じること原因と考えられ、シートの画像面からの接触だけでなく、シートの裏面からの接触でも発生することがある。また、トナー面にローラなどが強く接触した場合のローラ痕によっても表面性が変化して光沢に差が生じることがある。ローラ痕による光沢差はシートが普通紙の場合は目立ちにくいが、光沢紙や光沢フィルムなど画像面の光沢度が高いシートになるほど、目立つようになる。

そのようなローラ痕による光沢差に関して、図８で示された搬送ローラ対４０の各ローラ４１，４２をそれぞれローラ面がシート幅よりも長い通しローラとして設ける。それによって、シート面に均一にローラ面を接触させることができ、ローラ痕防止に有効である。

特開２００５−２１２９２５号公報

しかしながら、図７のようにシートＳに腰を付けつつ排出するシート排出装置９０では、ローラ痕に有効とされる搬送ローラ対４０の各ローラ４１，４２を通しローラとして設けることができない。すなわち、ローラ４１，４２を通しローラにすると、シート排出装置９０側のシート排出ローラ９１ａ，９１ｂとコロ９５がシートＳの表裏面に強く接触し、ローラ痕を発生させて逆効果となってしまうのである。

そこで、本発明の目的は、定着後のシートをローラ間に挟み込んで排出時にシート幅方向を波打たせながらいわゆる腰を付けて良好な排出性能を維持させ、同時にローラ痕によってトナー面における光沢差を抑えて高画質画像が得られるようにしたシート排出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シート排出装置は、搬送方向に直交する回転軸線が平行な第１，第２シャフト上に、それぞれ複数からなる第１ローラと第２ローラがそれらの外周部を互い違いにして適宜間隔をもって設けられ、互い違いの外周部にシートを幅方向に波形状に挟み込ませて回転摩擦力で排出する場合に、前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の外周層に弾性層が設けられてなっていることを特徴とするものである。

本発明のシート排出装置によれば、シートを幅方向に波形状に挟み込んで搬送方向に腰を付けるようにしてカールを矯正しつつ排出して本来のシート排出性能を満足させる。同時に、排出ローラ間に挟みこまれて搬送中のシートとの接触によって発生するローラ痕の発生を軽減できるよう工夫されているので、良質画像を得ることができる。

以下、本発明によるシート排出装置ならびに画像形成装置のそれぞれ好適な実施形態について図を参照して詳述する。

（画像形成装置）
図１は、画像形成装置の具体例として実施形態によるフルカラーレーザプリンタを示す。プリンタ本体１００の下部にはシート供給装置２０が備わり、被記録媒体であるシートＳを積載したシート供給カセット２１から二次転写部１７にシートＳを供給する。略水平方向にＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の基本４色に対応した４つの感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。以下、説明文を簡素化するために符号「１」で代表させて感光体ドラムを説明し、この感光体ドラム１の周囲に配置された画像形成部８を構成する以下の各機器についても同様とする。感光体ドラム１は、不図示の駆動手段から回転動力を受けて図中時計廻り方向に回転駆動する。

感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って画像形成部８の各機器が配置されている。画像形成部８は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２、各色の画像情報に基づいてレーザ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を有し、また静電潜像にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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４を有している。さらに、転写後の感光体ドラム１表面に未定着で残存した残トナーを除去するクリーニング装置６も配置されている。

それら感光体ドラム１と、帯電装置２と、現像装置４と、そしてクリーニング装置６は一体的にカートリッジフレーム内に収容されてカートリッジ化され、プリンタ本体１００に簡便に着脱されるプロセスカートリッジ７を構成する。

また、感光体ドラム１の対向して中間転写装置１０が配置され、感光体ドラム１のそれぞれに中間転写ベルト１１を接触させている。中間転写ベルト１１は、所定の体積固有抵抗を有する薄肉フィルム材を用いて無端状に成形され、駆動ローラ１２と従動ローラ１３，１４との間に捲回して図１中の反時計廻り方向に回転走行する。中間転写ベルト１１の内側には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの基本４色に対応するそれぞれの感光体ドラム１に対向して、中間転写ベルト１１に当接する一次転写ローラ１５がローラ軸線を平行に配置されている。また、上記駆動ローラ１２に対向する位置に二次転写ローラ１６が配置され、中間転写ベルト１１の表面に所定の圧力で圧接して二次転写部１７を構成する。二次転写部１７の下流側には、二次転写部１７から定着装置３０へとシートＳをガイドするための搬送ガイド１８が設けられている。

定着装置３０は、定着ローラ３１を有し、この定着ローラ３１に圧接する加圧ローラ３２を有し、各ローラ内部に加熱源であるハロゲンヒーター３３，３４が装着されている。定着装置３０の下流側には画像形成済みのシートＳをプリンタ本体１００の上面に設置されたシート排出トレイ１０１へと搬送して排出するための搬送ローラ対４０や搬送ガイド４５が配置され、要部となるシート排出装置５０が備わっている。このシート排出装置５０のすぐ下流側には、図８で示されたものと同様な搬送ローラ対４０が配置され、シートＳの画像形成面側から接触するローラ４１を有し、シート裏面側から接触するローラ４２を有している。それら両ローラ４１，４２はシート幅よりも長い通しローラ形状として設けられている。

（シート排出装置：第１の実施形態）
つぎに、図２および図３は、第１の実施形態であるシート排出装置５０を示す。

本シート排出装置５０は、上段排出ローラ（第１ローラ）５１と下段排出ローラ（第２ローラ）５５が両回転軸線を平行に配置されている。上段排出ローラ５１は金属製のローラシャフト（第１シャフト）５２の外周に複数個のローラ５１ａ〜５１ｄが適宜等間隔に圧入成形して構成されている。各ローラ５１ａ〜５１ｄは耐熱性を有する柔軟な発泡シリコンゴムで成形され、金型成形時に表面に形成されるスキン層は研磨処理して除去される。そのため、各ローラ５１ａ〜５１ｄの表面にはゴム発泡時に生じた多数の気泡による小孔が露出している。下段排出ローラ５５もまた、金属製のローラシャフト（第２シャフト）５６上に複数個のローラ５５ａ〜５５ｅが適宜等間隔に圧入成形して構成されている。各ローラ５５ａ〜５５ｅは上段排出ローラ５１のローラ５１ａ〜５１ｄと同様に発泡シリコンゴムで成形されている。また、下段側のそれらローラ５５ａ〜５５ｅは上段側のローラ５１ａ〜５１ｄとピッチが互い違いに、つまり千鳥足形状になるように配置されている。

上段排出ローラ５１と下段排出ローラ５５はそれらのローラシャフト５２，５６の両端部でブラケット５８に軸受５９を介して回転自在に軸支されている。ローラシャフト５２，５６の一端側にはそれぞれ段歯車５３，５７が結合されている。段歯車５３には回転駆動源（図示略）から回転動力を受けて回転する歯車５３ａと、歯車５７に回転動力を伝達する歯車５３ｂの２つのギア部を有する。ここでは、上段排出ローラ５１と下段排出ローラ５５のシート送り速度が同じになるように、上段排出ローラ５１と下段排出ローラ５５のローラ外径を同一径としているので、歯車５３ｂ，５７の歯数も同数となるように設定される。また、上段排出ローラ５１と下段排出ローラ５５の軸間距離は、それぞれの回転軸線方向から透視的にみて双方のローラ外周面が互いに重なり合うよう設定される。

このローラ外周面間の重なり量Ｌ１と、隣り合うローラ間の距離Ｌ２との設定値によってシートＳを上下段排出ローラ５１，５５間に挟んだとき、その部分でどれだけシートＳが撓むかが決定される。Ｌ１を大きく、Ｌ２を小さくすると、シートＳの撓みが大きくなり、カール取り効果が大きくなるが、一方でシートＳに対する各ローラの接触圧が強くなってしまう。Ｌ１およびＬ２は、プリンタそれぞれのカールや画像光沢度などの特性に合わせて最適になるように設定されるべきである。

以上の構成から、第１の実施形態においてはプリンタ装置１００およびシート排出装置５０がつぎのように作動する。

プリンタ装置１００に印刷信号が入力されると、シート供給装置２０からシートＳが１枚ずつ分離給送され、レジストローラ対２５のニップ直後に設けられたレジストセンサ２６によってシートＳの先端が検出された時点でシート給送が一時停止される。その一方で、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄも順次駆動し、それぞれに各色トナー像を形成すると共に順次中間転写ベルト１１上に転写することでＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色トナー像の重ね合せが完了する。そして、この中間転写ベルト１１上のトナー像のタイミングに合わせてシート給送が再開され、二次転写部１７でトナー像がシートＳに転写される。

その後、シートＳは搬送ガイド１８にその先端を沿わせて上方向に搬送され、定着装置３０へと導かれる。所定の温度まで加熱された定着ローラ３１および加圧ローラ３２に挟まれてシートＳが加熱および加圧されることでトナー像がシートＳに定着される。

定着装置３０を通過直後のシートＳは、高温で溶解されたトナーがまだ冷えていないため、ローラ痕が非常に発生しやすい状態であるが、次の搬送ローラ対４０のローラ４２，４３はいずれも通しローラで構成されるため、シートＳの表裏に均一に接触してローラ痕を生じることなく搬送される。この後、シートＳは搬送ガイド２８にガイドされて、シート排出装置５０へと導かれる。

シートＳは搬送ローラ対４０で搬送されることで若干冷却されてはいるが、この時点ではまだ冷却が十分ではなく、ローラ痕が発生し得る状態にある。

シート排出装置５０の段歯車５３が回転駆動を受けることで上段排出ローラ５１と下段排出ローラ５５に回転が伝達され、シートＳを上下段排出ローラ５１，５５間に挟みこんで排出動作する。シートＳは搬送方向と直行する方向に波打たされることで腰付けされ、シート排出装置５０を抜けて通過しても直ぐにシート先端が下向きに垂れることがなく、シート排出トレイ１０１上に平らな姿勢で排出される。

その際、ローラ表層の発泡部ではゴム発泡時に生じた多数の気泡による小孔が露出しているので、ローラ面とシートエッジとの摩擦係数が上がり、シート後端の蹴り出し不足によって発生する積載不良を防止することができる。また、上段排出ローラ５１と下段排出ローラ５５の各ローラは柔軟性を有しているため、その角部がシートＳに接触したときにローラが若干変形して、シートＳに局所的に強く当接することを防止してローラ痕の発生を軽減することができる。さらには、シートＳのトナー面および裏面にローラ表面の発泡面が接触するため、接触面積が小さいこととローラ自体の熱容量が小さいことにより、トナー面から奪う熱量を少なくして光沢差によるローラ痕の発生を抑えることができる。

（シート排出装置：第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態であるシート排出装置６０を示す。

この場合のシート排出装置６０は、上記第１の実施形態によるシート排出装置５０と異なる点は図中符号６１，６５で示す上段排出ローラと下段排出ローラの各ローラ形状である。すなわち、本実施形態の上下段排出ローラ６１，６５は中央部の径が大きく端部に向かって径が漸次小さくなる樽形状に成形されている。

したがって、この第２の実施形態によれば、上下段排出ローラ６１，６５を樽形状に成形することでシートＳの波打ち形状に倣いかつ馴染むようにすることで、上下段排出ローラ６１，６５とシートＳとの接触圧が必要以上に高まらないように工夫されている。それによってローラ痕の発生を有効に抑えることができる。

（シート排出装置：第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態であるシート排出装置７０を示す。

この場合のシート排出装置７０は、上下段排出ローラ７１，７５のローラシャフト７１ａ，７５ａが樹脂で中空の筒形状に成形され、それらシャフト外周に突出した形で複数のローラ取付部となるローラハブ部７１ｂ，７５ｂが等ピッチで互い違いに成形されている。ローラハブ７１ｂ，７５ｂ上にはそれぞれ発泡シリコンゴムからなるローラ部７２ａ〜７２ｄ、７６ａ〜７６ｅがこの場合圧入手段で接合され、上段排出ローラ７１および下段排出ローラ７５を構成している。

この第３の実施形態のシート排出装置７０によれば、ローラ部７２ａ〜７２ｄおよびローラ部７６ａ〜７６ｅをある程度の厚み寸法で成形すれば、上記各実施形態と同様な効果が得られる。さらに、本実施形態は、樹脂成形によるローラシャフト７１ａ，７５ａとしては金属製シャフトと比べても安価で製造でき、発泡シリコンゴム使用量も低減できるのでコストダウンが可能となる。

以上、本発明によるシート排出装置の第１〜第３の実施形態が説明されたが、それら各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。

たとえば、上記各施形態において上段排出ローラと下段排出ローラの両ローラともに発泡シリコンゴムによる弾性層を成形したものが示されたが、上下段いずれか一方の排出ローラだけを発泡シリコンゴムによる弾性層で成形することでも可能である。その場合、定着後のシートＳの裏面からローラが接触してもローラ痕の発生しにくいプリンタにあっては、下段排出ローラのみに発泡シリコンゴムを用い、上段排出ローラはソリッドのシリコンゴムを用いることができる。

また、弾性層の材質として上記発泡シリコンゴムに限定されるものではなく、その他にもウレタンゴムなど熱容量が小さく、柔軟性とある程度の耐熱性や耐久性を有する発泡素材を用いることも可能である。

また、上下段排出ローラのローラ外径は一律に同径である必要はなく、一部のローラ径を増減してシートＳへの腰付け量を部分的に変えたり、樽型やテーパー型などさまざまな形状のローラを組み合わせが可能である。ローラの硬度についても同様、適宜ローラ硬度を変えたものを組み合わせて使うことができる。

本発明の実施形態に係るシート排出装置を備えた画像形成装置の具体例としてフルカラープリンタを示す図。 第１の実施形態としてのシート排出装置を示す正面図。 第１の実施形態のシート排出装置を示す側面図。 第２の実施形態としてのシート排出装置を示す図。 第３の実施形態としてのシート排出装置を示す図。 従来例のシート排出装置を備えた画像形成装置を示す断面図である。 従来例のシート排出装置を示す正面図。 従来例の搬送ローラ対を示す正面図。

符号の説明

３０ 定着装置
４０ 搬送ローラ対
５０ シート排出装置
５１，６１，７１ 上段排出ローラ
５１ａ〜５１ｄ ローラ
５２ ローラシャフト
５５，６５，７５ 下段排出ローラ
５５ａ〜５５ｅ ローラ
５６ ローラシャフト
７１ａ，７５ａ 樹脂製中空ローラシャフト
７１ｂ，７５ｂ ローラハブ部
７２ａ〜７２ｄ ローラ部
１００ プリンタ本体（画像形成装置本体）
１０１ シート排出トレイ
Ｓ シート

Claims (4)

1. 搬送方向に直交する回転軸線が平行な第１，第２シャフト上に、それぞれ複数からなる第１ローラと第２ローラがそれらの外周部を互い違いにして適宜間隔をもって設けられ、互い違いの外周部にシートを幅方向に波形状に挟み込ませて回転摩擦力で排出するシート排出装置において、
   前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の外周層に弾性層が設けられてなっていることを特徴とするシート排出装置。
2. 前記弾性層が、柔軟性を有する発泡ゴムによって成形されて表面層に発泡による気泡を露呈させてなっていることを特徴とする請求項１に記載のシート排出装置。
3. 前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方をローラ中央部からローラ両端部にむかって漸次外径を小さくした樽形状にしてなっていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート排出装置。
4. 前記第１，第２シャフトの少なくとも一方の外周に突出させて一体にローラハブ部が適宜間隔をもって設けられ、そのローラハブ部の外周に前記弾性層が圧入を含む適宜手段で設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート排出装置。

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