JP3597001B2 - カール矯正機構及び電子画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端環状ベルト、ローラのうちいずれか一方の回転体と、該回転体に押接するローラとからなり、前記回転体と前記ローラとの間にカールしたシートを通し、前記シートにカール方向と反対方向の曲げ力を加えることにより前記シートのカールを矯正するカール矯正機構及びこのカール矯正機構を有する電子画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
次に、図面を用いて従来例を説明する。図4は両面複写用複写紙再供給装置(ADU装置)を有する電子画像形成装置の一例としての電子写真複写機の構成図である。
【0003】
図において、100は電子写真複写機本体、200は給紙ユニット(PFU装置)、300は自動原稿送り装置(ADF)、400は複写機後処理装置(フィニッシャー(ステイプラ装置付きソータ)FNS装置)である。
【0004】
電子写真複写機本体100は、原稿Dに対してスリット状の光を全面にわたって走査し、原稿Dから反射した光情報をミラーやレンズ等を経由して感光体ドラム導き、感光体ドラム上に静電潜像を形成する走査露光部110と、感光体ドラムの静電潜像をトナー(現像剤)を用いて可視化し、複写紙Pに転写する画像形成部120と、複写紙Pを画像形成部120へ供給する給紙部130と、複写紙Pを搬送する搬送部140と、加熱ローラ150aと加圧ローラ150bとからなり複写紙P上のトナーを熱ローラ150aの熱でもって熱定着する定着部150と、排紙切替部160と、複数の給紙カセット170及び両面複写用複写紙再給紙装置(ADU装置)180とから構成されている。
【0005】
図中、一点鎖線は、複写紙Pの搬送経路を示す。搬送経路は、メインルートと、循環ルートとの2種類ある。
メインルートは、電子写真複写機本体100の下部に設けられた給紙カセット170又は給紙ユニット200に収容された複写紙Pが、画像形成部120により画像形成された後、搬送部140、定着部150、排紙切替部160を経て複写機後処理装置400に収容されるルートであり、循環ルートは、排紙切替部160から分岐された複写紙Pが両面複写用複写紙再供給装置180に一旦ストックされた後、再給送されて電子写真複写機本体100の給紙部130に至るルートである。
【0006】
このような構成の電子写真複写機において、図5(a)に示すように、定着部150では、複写紙PのトナーTが乗った面が、加熱ローラ150aにより加熱される。このとき、複写紙Pの加熱ローラ150a側の面と、加圧ローラ150b側の面との水分の不均衡が発生し、複写紙Pはカールする。
【0007】
複写紙Pのカールの方向は、W.Gallayの理論、即ち、後から乾く方を内側にしてカールすることが知られている。複写紙Pは、トナーTが乗った加熱ローラ150a側の面が先に乾き、加圧ローラ150b側の面が後から乾くので、図5(b)に示すように、後から乾く方、即ち、加圧ローラ150b側を内側にしてカールする。
【0008】
従って、定着後の複写紙Pが両面複写用複写紙再供給装置180を介して再び画像形成が行われたりする場合には、給送不良ジャムを防止するために、このようなカールした複写紙Pを矯正する手段が必要となる。
【0009】
従来のカール矯正手段としては、次に述べるようなものがある。
(a) 定着後の複写紙Pに空気流を当て、複写紙Pの加圧ローラ150b側の面の水分の蒸発を促進し、加熱ローラ150a側との水分の不均衡を緩和し、カールを矯正する。
【0010】
(b) 図6に示すように、駆動ローラR1と、従動ローラR2と、これら駆動ローラR1,従動ローラR2に巻き掛けられたベルトBと、このベルトBを押圧するように設けられたローラR3と、からなるカール矯正手段がある。この装置においては、ローラR3とベルトBとの間に複写紙Pを案内するガイドGが設けられている。
【0011】
そして、ガイドGによって案内されたカールした複写紙Pが、ベルトBとローラR3との間を通過することにより、複写紙Pにカールと反対方向の曲げ力が加わり、カールが矯正される。
【0012】
尚、このようなカール矯正手段としては、他に、ローラとローラとの組み合わせによるカール矯正手段もある。
(c) このような複写紙Pは、ベルトとローラ,ベルト対,ローラ対等の搬送機構によって、挟持搬送される。隣り合う搬送機構の搬送速度を異ならせることにより、複写紙Pの搬送方向にテンションを加え、カールを矯正する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した(a)〜(c)のカール矯正手段及び図4に示すような電子写真複写機では、次のような問題点がある。
【0014】
(1) (a)のカール矯正手段においては、空気流を当てても、複写紙Pの加圧ローラ150b側の面の水分が十分に蒸発せず、カールの矯正が不十分である。
(2) 複写紙Pのカール量は、装置の環境(温度,湿度等)や複写紙Pの種類によって変化し、一定ではない。そのため、カール矯正手段では、装置の環境や複写紙Pの種類によってカール調整量を変化させる必要がある。
【0015】
(a)のようなカール調整手段においては、空気流の流量が一定なので、調整は難しい。
(b)のようなカール調整手段においては、ベルト,ローラのゴム強度等のばらつきにより、微調整が困難である。
【0016】
(c)のようなカール調整手段においては、搬送機構の速度差を調整して、カール調整量を変化させることは行われていない。
(3) 図6に示すようなカール矯正手段では、ガイドGは、金属を板金加工したものが用いられている。
【0017】
金属のガイドの先端を、ローラR3のベルトBへの押圧部分(ニップ部分)近傍まで延出させると、これらローラR3,ベルトBを傷つける恐れがあるので、カールした複写紙Pを安定して案内できず、搬送不良が発生する問題点がある。
【0018】
(4) 図4に示すような構成の電子写真複写機においては、定着部150を出た複写紙Pが、両面複写用複写紙再供給装置180に至るまでの経路中には、曲率が小さな部分が2か所(図4において、A,B部)ありここを通過するとカールが更に増長する。
【0019】
ここで、図4において、A,B部の曲率を大きくすれば、カールの増長はある程度防止できるが、装置が大型化する問題点がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、カール矯正量が増加するカール矯正機構を提供することにある。
【0020】
第2の目的は、確実にカールしたシートを矯正するカール矯正機構を提供することにある。
第3の目的は、カール調整量を変化させることができる画像形成装置を提供することにある。
【0021】
第4の目的は、装置の小型化が可能な画像形成装置を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項1記載の発明は、無端環状ベルト、ローラのうちいずれか一方の回転体と、該回転体に押接するローラとを有し、前記回転体と前記ローラとの間にカールしたシートを通し、前記シートにカール方向と反対方向の曲げ力を加えることにより前記シートのカールを矯正するカール矯正機構を有する電子画像形成装置において、加熱ローラと加圧ローラとを有する定着部を有し、前記定着部を通過した後の前記加圧ローラと対向する前記シートの面に空気流が当たるように前記カール強制機構を空気流内に配置したことを特徴とする電子画像形成装置である。
【0023】
ローラがカールと反対側の曲げ力を加えることによりシートのカールが矯正されると共に、加熱ローラと加圧ローラとを有する定着部を有し、前記定着部を通過した後の前記加圧ローラと対向する前記シートの面に空気流が当たるように前記カール強制機構を空気流内に配置したことにより、水分量の多い前記加圧ローラと対向する前記シートの面の水分の蒸発を促し、カールが更に矯正される。更に、カール矯正機構以降の搬送経路に曲率が小さな箇所があっても、シートがカールすることがなくなる。
【0024】
また、定着部で加熱されたシートのカールを矯正するので、加熱されたシートにより、カール矯正機構が熱せられるが、空気流内に配置することで、カール矯正機構の冷却も行われ、シートの冷却を妨げない。
【0025】
請求項2に記載の発明は、前記定着部を通過した後の前記加圧ローラと対向する前記シートの面に空気流が当たるように、前記空気流を発生する送風ファンを配置したことを特徴とする請求項1記載の電子画像形成装置である。
【0026】
請求項3記載の発明は、無端環状ベルト、ローラのうちいずれか一方の回転体と、該回転体に押接するローラとからなり、前記回転体と前記ローラとの間にカールしたシートを通し、前記シートにカール方向と反対方向の曲げ力を加えることにより前記シートのカールを矯正するカール矯正機構において、前記シートに曲げ力を加える前記回転体と前記ローラとの間に、弾性を有し、前記シートを案内するガイドを設けたことを特徴とするカール矯正機構である。
【0027】
ガイドの材質を弾性を有する材質としたことで、ガイドの先端を、ローラの回転体への押圧部分(ニップ部分)近傍まで延出させても、これらローラ, 回転体を傷つける恐れがなく、カールしたシートを確実に案内できる。
【0028】
尚、ガイドの材質としては、軟質の樹脂シートが好ましい。請求項4記載の発明は、無端環状ベルトと、該無端環状ベルトに押接するローラとからなり、前記無端環状ベルトと前記ローラとの間にカールしたシートを通し、前記シートにカール方向と反対方向の曲げ力を加えることにより前記シートのカールを矯正するカール矯正機構において、弾性を有し、前記シートを前記無端環状ベルトと前記ローラとの間へ案内するガイドを設けたことを特徴とするカール矯正機構である。
【0029】
ガイドの材質を弾性を有する材質としたことで、ガイドの先端を、ローラの無端環状ベルトへの押圧部分(ニップ部分)近傍まで延出させても、これらローラ , 無端環状ベルトを傷つける恐れがなく、カールしたシートを確実に案内できる。
【0039】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
(1) 第1の実施の形態例
図1は本発明の第1の実施の形態例の要部を説明する構成図、図2は本実施の形態例の画像形成装置としての両面複写用複写紙再供給装置(ADU装置)を有する電子写真複写機の構成図である。
【0040】
先ず、図2を用いて電子写真複写機の全体構成を説明する。
図において、100は画像形成装置としての電子写真複写機本体、200は給紙ユニット(PFU装置)、300は自動原稿送り装置(ADF)、400は複写機後処理装置(フィニッシャー(ステイプラ装置付きソータ)FNS装置)である。
【0041】
電子写真複写機本体100は、プラテンガラス101上の原稿Dに対してスリット状の光を全面にわたって走査し、原稿Dから反射した光情報をミラーやレンズ等を経由して感光体ドラム導き、感光体ドラム上に静電潜像を形成する走査露光部110と、感光体ドラムの静電潜像をトナー(現像剤)Tを用いて可視化し、シートとしての複写紙Pに転写する画像形成部120と、複写紙Pを画像形成部120へ供給する給紙部130と、複写紙Pを搬送する搬送部140と、加熱ローラ150aと加圧ローラ150bとからなり複写紙P上のトナーを熱ローラ150aの熱でもって熱定着する定着部150と、排紙切替部160と、複数の給紙カセット170及び両面複写用複写紙再給紙装置(ADU装置)180とから構成されている。
【0042】
図中、一点鎖線は、複写紙Pの搬送経路を示す。搬送経路は、メインルートと、循環ルートとの2種類ある。
メインルートは、電子写真複写機本体100の下部に設けられた給紙カセット170又は給紙ユニット200に収容された複写紙Pが、画像形成部120により画像形成された後、搬送部140と、定着部150、排紙切替部160を経て複写機後処理装置400に収容されるルートであり、循環ルートは、排紙切替部160から分岐された複写紙Pが両面複写用複写紙再供給装置180に一旦ストックされた後、再給送されて電子写真複写機本体100の給紙部130に至るルートである。
【0043】
本実施の形態例では、排紙切替部160の両面複写用複写紙再供給装置180へ向かう経路上で、定着部150の直後に、カール矯正機構500が設けられている。
【0044】
次に、図1を用いてカール矯正機構500の説明を行う。図において、501は駆動ローラ、502は従動ローラである。これら駆動ローラ501と従動ローラ502とには、無端環状のベルト503が巻き掛けられている。504はベルト503に押圧する押圧ローラである。これら駆動ローラ501,従動ローラ502,ベルト503,押圧ローラ504とでカール矯正機構が構成されている。
【0045】
505はベルト503を介して駆動ローラ501に当接可能に設けられ、ベルト503と協働して定着部150を出た複写紙Pを排紙切替部160内へ挟持搬送する搬送ローラである。
【0046】
510は搬送ローラ505と、駆動ローラ501とで搬送された複写紙Pの進行方向を切り替えるゲートである。ゲート510は軸511を中心に回転可能に設けられ、図2における実線位置にある場合はゲート510はカール矯正機構500(両面複写用複写紙再供給装置)方向へ複写紙Pを案内し、ゲート510が実線の位置から軸511を中心に時計方向に回転し二点鎖線位置へ移動すると、複写紙PをFNS方向へ案内するようになっている。
【0047】
512はベルト503を介して従動ローラ502に当接可能に設けられ、ベルト503と協働して複写紙Pを反転搬送ローラ対513,513′方向へ挟持搬送する搬送ローラである。
【0048】
反転搬送ローラ対513,513′は正転,逆転可能な搬送ローラ対で、カール矯正機構500を出た複写紙Pを挟持した状態から正転することにより複写紙Pを両面複写用複写紙再供給装置方向へ搬送し、逆転することによりFNS方向へ搬送する。尚、ゲート510で直接FNS方向へ搬送される複写紙Pと、この反転搬送ローラ対513,513′を介してFNS方向へ搬送される複写紙Pとの相違点は、ゲート510で直接FNS方向へ搬送される複写紙PのトナーTが、図2において、複写紙Pの上面にあるのに対し、反転搬送ローラ対513,513′を介してFNS方向へ搬送される複写紙PのトナーTは,図2において、複写紙Pの下面にある点である。
【0049】
520,520′は、反転搬送ローラ対513,513′によってFNS方向へ搬送される複写紙Pを挟持搬送する搬送ローラ対である。
530はカール矯正機構500に対して空気流AFを送るラジアルファン等の送風機ファンである。尚、本実施の形態例では、空気流AFが、複写紙Pの定着部150の加圧ローラ150bと対向する面、即ち、複写紙Pのカールの内側面に当たるように、送風ファン530の位置を設定した。
【0050】
540は弾性を有する樹脂シートである。この樹脂シート540は、カール矯正機構500の押圧ローラ504のベルト503への押圧部分(ニップ部分)近傍まで延出し、ベルト503と押圧ローラ504との間へ複写紙Pを案内する第1ガイド部540aと、搬送ローラ対520,520′によりFNS方向へ搬送される複写紙Pを案内する第2ガイド部540bとから構成されている。
【0051】
次に、上記構成の作動を説明する。自動原稿送り装置300又は人手によって、原稿Dがプラテンガラス101上に載置される。走査露光部110は、原稿Dに対してスリット状の光で全面にわたって走査し、原稿Dから反射した光情報をミラーやレンズ等を経由して感光体ドラム導き、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。
【0052】
一方、給紙部130は、複写紙Pを画像形成部120へ供給する。
そして、画像形成部120は、感光体ドラムの静電潜像をトナー(現像剤)Tを用いて可視化し、複写紙Pに転写する。
【0053】
トナーTが転写された複写紙Pは、搬送部140により、定着部150へ搬送される。定着部150では、加熱ローラ150aと加圧ローラ150bにより、複写紙Pは加熱,加圧され、複写紙P上のトナーTが複写紙P上に熱定着される。ここで、加熱ローラ150aで一方の面だけ加熱された複写紙Pは、カールする。
【0054】
定着部150を出た複写紙Pは、排紙切替部160に入る。この時、排紙切替部160内のゲート510が図2において、実線位置にある場合は、搬送ローラ505とベルト503により挟持搬送される複写紙Pは、カール矯正機構500方向に案内され、押圧ローラ504によりカール方向と反対側の曲げ力が加えられ、カールが矯正される。
【0055】
そして、搬送ローラ512とベルト503とによって、複写紙Pは反転搬送ローラ対513方向に搬送され、反転搬送ローラ対513,513′により両面複写用複写紙再供給装置(ADU)180に向かう。
【0056】
また、複写機後処理装置400に向かう場合には、反転搬送ローラ対513,513′は、複写紙Pを挟持すると、回転を停止し、逆方向に回転する。すると、複写紙Pは搬送ローラ対520,520′を介して、複写機後処理装置(FNS)400方向へ搬送される。
【0057】
また、図2において、ゲート510が二点鎖線位置にある時には、複写紙Pは複写機後処理装置(FNS)400方向へ搬送される。
上記構成によれば、カール矯正機構500、押圧ローラ504が複写紙Pのカールと反対側の方向の曲げ力を加えることにより、複写紙Pのカールが矯正される共に、送風ファン530からの空気流が複写紙Pに当たることにより、複写紙P中の水分が蒸発し、カールが更に、矯正される。
【0058】
特に、本実施の形態例では、水分量の多いカールの内側面(複写紙Pの加圧ローラ150bと対向する面)に空気流を当てることにより、内側面の水分の蒸発を促し、一層カールが矯正される。
【0059】
また、定着部150で加熱された複写紙Pのカールを矯正する場合、加熱された複写紙Pにより、カール矯正機構500が熱せられるが、空気流内に配置することで、カール矯正機構500の冷却も行われ、複写紙Pの冷却を妨げない。
【0060】
更に、弾性を有する樹脂シート540に押圧ローラ504のベルト503への押圧部分(ニップ部分)近傍まで延出する第1ガイド部540aを形成したことにより、これら押圧ローラ504,ベルト503を傷つける恐れがなく、カールした複写紙Pを確実に案内できる。
【0061】
また更に、カール矯正機構500を定着部150の直後に設けたことにより、複写紙Pが十分に乾燥する前に、即ち、カール発生途中でカールの矯正を行うことで、確実にカールを矯正する。
【0062】
従って、カール矯正機構500以降の搬送経路に曲率が小さな箇所があっても、複写紙Pがカールすることがない。
更に、カール矯正機構500を定着部150から両面複写用複写紙再供給装置180に向かう経路に設けたことにより、定着部150から両面複写用複写紙再供給装置1180へ向かう経路に曲率の小さな部分(図2においてA,B部分)を設けることが可能となるので、装置の小型化が図れる。
【0063】
尚、本発明は、上記実施の形態例に限定するものではない。図2に示すように、定着部150の搬送速度をV1、カール矯正機構500の搬送速度をV2、搬送反転ローラ対513の搬送速度をV3としたとき、
V1<V2、又は、V2<V3とし、複写紙Pに搬送方向のテンションを加えるようにしても、カールの矯正を行うことができる。
【0064】
更に、装置の環境や複写紙Pの種類に応じて、これらV1,V2,V3を調整することにより、カールを確実に矯正できる。
(2) 第2の実施の形態例
図3は本発明の第2の実施の形態例の要部構成図である。
【0065】
図において、図1と同一部分には、同一符号を付し、それらの説明は省略する。700はカール矯正機構500と並列に設けられたシート搬送経路である。
701は搬送ローラ505とベルト503とで挟持搬送される複写紙Pをカール矯正機構500,シート搬送経路700のいずれかに切り替える、即ち、実線位置の場合はカール矯正機構500へ、二点鎖線位置の場合はシート搬送経路700へ切り替える切替手段としてのゲートである。
【0066】
702は温度センサ、703は温度センサである。704は温度センサ702と湿度センサ703都からの信号を取込み、切替手段としてのゲート701を実線位置又は二点鎖線位置へ駆動する制御部である。
【0067】
次に、上記構成の作動を説明すると、制御部704は、温度センサ702,湿度センサ703からの信号を取込み、カール矯正が必要となる条件、即ち、温度が所定の値(例えば、30℃以上)又は湿度が所定の値(例えば、80%)以上ならばゲート701を実線位置へ駆動して、複写紙Pの進行方向をカール矯正機構500側とする。
【0068】
また、カール矯正が不要な条件、即ち、温度と湿度とが所定の値未満の場合は、ゲート701を二点鎖線位置へ駆動し、複写紙Pの進行方向をシート搬送経路700側とし、カール矯正機構500をバイパスする。
【0069】
従って、どのような条件下でも、確実にカールを矯正できる。
尚、上記実施の形態例において、カール矯正が必要となるのは、湿度に依存する割合が多い。よって、湿度センサのみを設け、湿度のみによってゲート701を制御するようにしても良い。
【0070】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1記載の発明によれば、ローラがカールと反対側の曲げ力を加えることによりシートのカールが矯正されると共に、加熱ローラと加圧ローラとを有する定着部を有し、前記定着部を通過した後の前記加圧ローラと対向する前記シートの面に空気流が当たるように前記カール強制機構を空気流に配置したことにより、水分量の多い前記加圧ローラと対向する前記シートの面の水分の蒸発を促し、カールが更に矯正される。更に、カール矯正機構以降の搬送経路に曲率が小さな箇所があっても、シートがカールすることがなくなる。
【0071】
また、定着部で加熱されたシートのカールを矯正するので、加熱されたシートにより、カール矯正機構が熱せられるが、空気流内に配置することで、カール矯正機構の冷却も行われ、シートの冷却を妨げない。
【0073】
請求項3記載の発明によれば、ガイドの材質を弾性を有する材質としたことで、ガイドの先端を、ローラの回転体への押圧部分(ニップ部分)近傍まで延出させても、これらローラ, 回転体を傷つける恐れがなく、カールしたシートを確実に案内できる。
【0074】
請求項4記載の発明によれば、ガイドの材質を弾性を有する材質としたことで、ガイドの先端を、ローラの無端環状ベルトへの押圧部分(ニップ部分)近傍まで延出させても、これらローラ , 無端環状ベルトを傷つける恐れがなく、カールしたシートを確実に案内できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態例の要部を説明する構成図である。
【図2】本実施の形態例の画像形成装置としての両面複写用複写紙再供給装置(ADU装置)を有する電子写真複写機の構成図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態例の要部構成図である。
【図4】両面複写用複写紙再供給装置(ADU装置)を有する電子画像形成装置の一例としての電子写真複写機の構成図である。
【図5】カールを説明する図である。
【図6】従来のカール矯正機構の構成図である。
【符号の説明】
500 カール矯正機構
530 送風ファン
540 樹脂シート
Claims (4)
- 無端環状ベルト、ローラのうちいずれか一方の回転体と、該回転体に押接するローラとを有し、前記回転体と前記ローラとの間にカールしたシートを通し、前記シートにカール方向と反対方向の曲げ力を加えることにより前記シートのカールを矯正するカール矯正機構を有する電子画像形成装置において、
加熱ローラと加圧ローラとを有する定着部を有し、
前記定着部を通過した後の前記加圧ローラと対向する前記シートの面に空気流が当たるように前記カール強制機構を空気流内に配置したことを特徴とする電子画像形成装置。 - 前記定着部を通過した後の前記加圧ローラと対向する前記シートの面に空気流が当たるように、前記空気流を発生する送風ファンを配置したことを特徴とする請求項1記載の電子画像形成装置。
- 無端環状ベルト、ローラのうちいずれか一方の回転体と、該回転体に押接するローラとからなり、前記回転体と前記ローラとの間にカールしたシートを通し、前記シートにカール方向と反対方向の曲げ力を加えることにより前記シートのカールを矯正するカール矯正機構において、
前記シートに曲げ力を加える前記回転体と前記ローラとの間に、弾性を有し、前記シートを案内するガイドを設けたことを特徴とするカール矯正機構。 - 無端環状ベルトと、該無端環状ベルトに押接するローラとからなり、前記無端環状ベルトと前記ローラとの間にカールしたシートを通し、前記シートにカール方向と反対方向の曲げ力を加えることにより前記シートのカールを矯正するカール矯正機構において、
弾性を有し、前記シートを前記無端環状ベルトと前記ローラとの間へ案内するガイドを設けたことを特徴とするカール矯正機構。
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