JP3957904B2 - 両面画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートを反転してシートの両面に画像を形成する複写機、プリンタ、及びこれらの複合機等の両面画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の両面画像形成装置の１例として複写機がある。
【０００３】
図５に基づいて複写機１７の画像形成プロセスを説明する。回転可能に支持された像担持体（以下、感光ドラムと称す）１は、図示矢印方向（時計方向）に回転駆動されながら、１次帯電器２にてその表面が均一に帯電される。次に、感光ドラム１は画像情報露光３を受け、その表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器４によってトナー像として可視像化される。
【０００４】
他方、記録媒体であるシートＰは、感光ドラム１と同期してレジストローラ１１によって感光ドラム１に給送され、転写帯電器５によって感光ドラム１上のトナー像の転写を受けた後、分離帯電器６により感光ドラム１から分離される。そして、このシートＰは、搬送ユニット７によって定着器８に搬送され、定着器８にてトナー像の定着を受ける。
【０００５】
なお、トナー像の転写が終了した感光ドラム１の表面は、クリーナ９によって清掃される。感光ドラム１上の電位は、前露光ランプ１０によって消去される。これによって、感光ドラム１は、再び、画像が形成される状態になる。
【０００６】
上記の複写機１７の感光ドラム１、１次帯電器２、現像器３、現像器４、転写帯電器５、分離帯電器６等は、感光ドラム１上に担持されたトナー像を普通紙から成るシートＰ上に転写する所謂カールソンプロセス式の画像形成手段１６を構成している。
【０００７】
画像形成手段１６の内、転写帯電器５は、トナーの帯電極性に対して逆極性になる電界を、感光ドラム１と接するシートＰの転写面とは反対側から付与して、トナー像をシートＰに転写するようになっている。また、分離帯電器６は、転写帯電器５によってシートにトナー像が転写された後、次の瞬間に、そのシートＰを感光ドラム１から分離するため、シートＰにＡＣ放電、或いはトナーと同極性のＤＣ放電を施して、シートＰの電荷を除去し、シートＰと感光ドラム１との間の吸着力を除去し、そして、シートＰ自体の有する剛性、或いはシートＰの自重を利用して、感光ドラム１からシートＰを分離させるようになっている。
【０００８】
この分離を円滑に行うため、あらかじめ、シートＰにカールを、例えば、分離有利方向に付与しておくことが好ましい。
【０００９】
なお、分離有利方向とは、図８（ａ）に模式的に示すように、シートＰが感光ドラム１に通紙されたとき、分離帯電器６側に先端が向いている（感光ドラム１から離れている）方向である。分離不利方向とは、図８の（ｂ）に示すように、逆に、シートＰが感光ドラム１に巻き付いて密着する方向にカールしている方向である。
【００１０】
次に、図６に基づいて、従来の複写機１７のシート搬送動作を説明する。
【００１１】
なお、図６図中に、略図的に示した各シートＰは、シート搬送経路を移動するシートのカールの向きを理解し易くするために図示したものである。
【００１２】
シート供給カセット１４ｅ及びシート供給デッキ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに収納されたシートＰは、シート供給路５０，５１に配設されたシート供給ローラ１３を経て、レジストローラ１１に給送される。
【００１３】
シートは、レジストローラ１１に給送される前に、感光ドラム１から分離し易くするため、初期カール付与ユニット１２，２０によって一定のカール量が分離有利方向に付与される。このカールにより、シートＰは、感光ドラム１からスムーズに分離する。初期カール付与ユニット１２，２０は、いずれも小径と大径のカール付けローラ１２ａ，１２ｂ，２０ａ，２０ｂを有している。
【００１４】
シートの両面に画像を形成する場合、定着器８によって一方の面（本発明では「第１面」とも言う）に画像が定着されたシートＰは、フラッパ１５によってスイッチバック式の反転部（反転手段）に搬送され、裏返しにされてから、他方の面（本発明では「第２面」とも言う）に画像が形成されて、機外に排出される。
【００１５】
なお、シートには、普通紙、普通紙の代用品である厚みの薄い樹脂製のシート、葉書、ボール紙、封書、プラスチック製の薄板等がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の複写機で、第２面に画像を形成するとき、シートＰが感光ドラム１からスムーズに分離せず、ジャムがたびたび発生していた。これは、第２面に画像を形成する前に、シートＰが、分離不利方向にカールしていることがあるからである。
【００１７】
ここで、初期カール付与ユニット１２，２０で付与するカール量をＡ（ｍｍ）、反転部１８の第１Ｒ部１８ａと第２Ｒ部１８ｂで付与されるカール量をＢ（ｍｍ）とする。
【００１８】
シートのカールは、初期カール付与ユニット１２，２０以外では、反転部１８以外の他で付けられることがなく、シートＰが反転部１８を通過している間に冷えて、カールが付与されることが考えられる。しかも、シートのカールは、第１Ｒ部１８ａで付与され、第２Ｒ部１８ｂでは付与されることが少ない。
【００１９】
なお、本発明において使用される「カール量」とは、シートのカールの度合いを示す量であり、図７（ａ）（ｂ）に示すように測定して得られた値を言うこととする。すなわち、図７（ａ）に示すように、カールしたシートＰを、カールしている縁Ｐａを水平にして、静かに吊るし、水平板１９上にカールの状態を図７（ｂ）に示すように書き写し、シートの搬送方向の上流端Ｐｂと下流端Ｐｃとを結ぶ直線Ｄと、カールしている部分で直線Ｄから最も離れた部分との間の距離Ｌを測定した値のことを言う。
【００２０】
第１面におけるカール量は分離有利方向のカール量Ａ（ｍｍ）であるが、第１面におけるカールは、第２面において、第１Ｒ部１８ａと共に、分離不利方向に働き、さらに、初期カール付与ユニット２０が分離有利方向に働き、−Ａ−Ｂ＋Ａ＝−Ｂ（ｍｍ）のカール量となる。
【００２１】
このように、従来の複写機によると、第１面において、シートの分離が良好であったが、第１面で初期カール付与ユニット１２又は別の初期カール付与ユニット２０によって付与されたカールの向きと第２面で初期カール付与ユニット２０によって付与されたカールの向きとが互いに逆向きであり、第２面においては、カール付けローラの効果が、打ち消し合うために生じることなく、第１Ｒ部１８ａで付与された分離不利方向のカールだけが残っていた。
【００２２】
このため、従来の画像形成装置は、感光ドラム１からシートが剥れにくく、ジャムが発生し易かった。
【００２３】
本発明は、シートに画像を形成する場合、シートの第１面においても分離有利方向のカールにより、感光体から良好な分離を達成しつつ、シートの第２面においても分離有利方向のカールとし、良好な分離を達成した両面画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の両面画像形成装置は、シートを積載したシート積載手段と、
前記シート積載手段からシート給送路に案内されて搬送されてきた前記シートに感光体によって画像を形成する画像形成手段と、
前記シート給送路に配設されて、前記シートに前記感光体を通過する際に、前記感光体側が凸となる方向のカールを付与する初期カール付与手段と、
前記画像形成手段によって一方の面に画像が形成されたシートを前記シート給送路に合流するように案内するシート搬送路と、
前記シート搬送路の途中に設けられ、シートの表裏を反転する反転手段と、
前記シート搬送路の途中に設けられ、前記シート搬送路を通過した前記シートが前記感光体を通過する際に、前記感光体側が凸となる方向のカールを前記シートに付与する再カール付与手段と、を備え、
前記再カール付与手段によってシートに付与されるカール量の方が、前記初期カール付与手段によってシートに付与されるカール量より大きいことを特徴としている。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００４８】
なお、従来と同一部分については同一符号を付して、従来の複写機１７と異なる部分を主体に説明する。また、以下の説明における数値は、参考のために例示した数値であって、これに限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態の複写機（両面画像形成装置）３０は、従来の複写機１７と比較して、主として、反転部（反転手段）１８に最も近いシート供給デッキ１４ｂと感光ドラム１との間のシート給送路５０に、シートの第２面用の再カール付与ユニット３２を配設した点において、構成を異にしている。
【００５０】
この構成により、左デッキ１４ｂからのシートＰの供給以外のシートＰの供給は、シート供給カセット１４ｅ、デッキ１４ａ，１４ｃ，１４ｄからシート供給ローラ１３によって行なわれ、第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によってカールが付与される。そして、シートは、レジストローラ１１に給送され、シートの第１面に画像が形成される。
【００５１】
その後、フラッパ１５によって、第１面にしか画像を形成しないシートのみ機外に排出される。第２面に画像が形成さる場合には、反転部１８に搬送される。
【００５２】
シートＰは、第１Ｒ部１８ａ、第２Ｒ１８ｂによって反転されつつ、カールが付与された後、第２面用の再カール付与ユニット３２、第１面用の初期カール付与ユニット３４によってカールが付与される。そして、シートＰは、レジストローラ１１に供給され、感光ドラム１によって、第２面に画像が形成された後、機外に排出される。
【００５３】
第２面用の再カール付与ユニット３２のカール量をＣ（ｍｍ）とすると、第２面のカール量は分離有利方向に働き、感光ドラム１に到達したときのシートのカール量は、−Ａ−Ｂ＋Ｃ＋Ａ＝−Ｂ＋Ｃ（ｍｍ）となる。
【００５４】
なお、第１面用の初期カール付与ユニット３３で付与するカール量をＡ（ｍｍ）、反転部１８の第１Ｒ部１８ａ、第２Ｒ部１８ｂで付与されるカール量をＢ（ｍｍ）としている。
【００５５】
ここで、第２面に対しても第１面と同様の分離性を得るためには、第２面においてもＡ（ｍｍ）以上のカール量が必要となる。つまり、［（−Ｂ＋Ｃ）＞Ａ］＝［Ｃ＞（Ａ＋Ｂ）］が必要である。
【００５６】
従って、上記不等式において、Ｂは正の量であるから、少なくともＣ＞Ａの関係が成り立つ必要がある。すなわち、第２面用の再カール付与ユニット３２によって付与されるカール量は、第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によって付与されるカール量より大きい必要がある。
【００５７】
ここで、第２面用の再カール付与ユニット３２の構成を図２に基づいて説明する。なお、本発明の第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４の構成もほぼ同じであるので、その構成の説明は省略する。
【００５８】
再カール付与ユニットは、小径の鉄ローラからなるカール付けローラ３２ａと、カール付けローラ３２ａよりも大径のスポンジ製のカール付けローラ３２ｂと、スポンジ製のローラ３２ｂを鉄製のローラ３２ａに圧接させるばね３２ｃと等によって構成されている。鉄製のカール付けローラ３２ａは、本体に固定されている。
【００５９】
このため、小径のカール付けローラ３２ａの一部は、大径のカール付けローラ３２ｂに食い込んでいる。この食い込んだ部分をシートＰが通過するとき、シートＰは鉄製のローラ３２ａに押し付けられて、鉄製のローラ３２ａの方向にカールされる。
【００６０】
ちなみに、本実施形態における、第１面用、第２面用の鉄製のカール付けローラ３２ａ，３３ａ，３４ａの直径は約８ｍｍで、スポンジ製のローラ３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの直径は約２０ｍｍである。
【００６１】
カール付与力を異なったものとするため、第１面用カール付けローラばね３３ｃ，３４ｃには、ばね定数約０．１３５Ｎ／ｍｍのばねを使用し、第２面用カール付けローラばね３２ｃには、ばね乗数約０．１９６Ｎ／ｍｍのばねを使用した。これにより、第１面用の大径のカール付けローラ３３ｂ，３４ｂに対する小径のカール付けローラ３３ａ，３４ａのくい込み力は約３ｋｇ重、第２面用の大径のカール付けローラ３２ｂに対する小径のカール付けローラ３２ａのくい込み力は約４ｋｇ重であり、シートに付与されるカール量は第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４において約１０ｍｍ、第２面用の再カール付与ユニット３２において約２０ｍｍである。
【００６２】
上記の構成によって、シートＰが感光ドラム１からの分離位置においてのカール量は、第１面では約１０ｍｍ、第２面でも約１０ｍｍの分離有利方向のカールであり、非常に良好なシート搬送が行われる。
【００６３】
ただし、左デッキ１４ｂからシートが供給されたときのみ、第１面においても第２面用の再カール付与ユニット３２を通過するため、このようなカール量にはならず、第１面では、約３２ｍｍ、第２面では、約−１０ｍｍのカールとなる。
【００６４】
このため、左デッキ１４ｂから腰のないシートをシート供給時には第２面において分離が不安定になることがある。そこで、左デッキ１４ｂから供給されたシートのみならず、第２面に画像が形成されるいかなるシートにおいても、良好な分離が得られるように、図３に示すように、第２面用の再カール付与ユニット３２を左デッキ１４ｂの上流側、すなわち、シート給送路５０と反転手段１８とを接続する反転シート搬送路３１に設け、第１面に画像が形成されるシートが、第１面に画像が形成され終わるまで、いかなる場合においても、第２面用の再カール付与ユニット３２を通過しないようにするのが好ましい。
【００６５】
図３に示すように、第２面用の再カール付与ユニット３２を左デッキ１４ｂの上流側に設けた場合においても、第２面用の再カール付与ユニット３２によって付与されるカール量を第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によって付与されるカール量より大きくすることによって、いかなるシートでも、第１面、第２面と共に良好な分離が得られる。
【００６６】
以上説明したように、本発明は、第２面用の再カール付与ユニット３２によって付与されるカール量を、第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によって付与されるカール量より大きくすることが重要であり、カール付けローラばね３３ｃ，３４ｃ，３２ｃのばね定数を変えることで本発明の目的を達成しているが、それ以外にも、第２面用の鉄製のカール付けローラ３２ａの径を第１面用の鉄製のカール付けローラ３３ａ，３４ａの径より小さくしたり、第２面用のスポンジ製のカール付けローラ３２ｂの硬度を、第１面用のスポンジ製のカール付けローラ３３ｂ，３４ｂの硬度よりも小さくすること等によっても、本発明の目的を達成することができる。
【００６７】
また、カール量は、鉄製ローラ３３ａ，３４ａ，３２ａがスボンジ製ローラ３３ｂ、３４ｂ．３２ｂに進入する量（食い込んでいる量）で決まるため、カール付けローラばね３３ｃ、３４ｃ，３２ｃを設けないで、第１面用の鉄製ローラ３３ａ，３４ａが、スボンジ製ローラ３３ｂ、３４ｂに進入する量よりも、第２面用の鉄製ローラ３２ａがスポンジ製ローラ３２ｂに進入する量を多くするように各ローラを配設しても、本発明の目的を達成することができる。
【００６８】
図４に示す再カール付与ユニット４０は、上記再カール付与ユニット３２の他の実施形態の再カール付与ユニットである。
【００６９】
この再カール付与ユニット４０は、下ローラ４０ａ、回動軸４０ｃにより回動して下ローラ４０ａ方向に付勢されるホルダー４０ｂ、及びこのホルダー４０ｂに保持された２つのローラ４０ｄ，４０ｅとを備えている。２つのローラ４０ｄ，４０ｅと、２つのローラ４０ｄ，４０ｅ間に進入した下ローラ４０ａとの間をシートＰが通過するとき、シートＰは、下ローラ４０ａに押し付けられ、下ローラ４０ａに沿ったカールが付けられる。
【００７０】
また、下ローラ４０ａには、不図示の高さ０．５ｍｍ程度の鍔が付いており、シートＰの排出能力を上げている。
【００７１】
なお、上記初期カール付与ユニット３３，３４も、図４に示す再カール付与ユニット４０と同じ構成にしてよい。この場合、再カール付与ユニット４０の方が、初期カール付与ユニットよりもシートに付与するカール量が大きくなければならないので、２つのローラに対する下ローラの進入量を多くする必要がある。
【００７２】
また、再カール付与ユニット３２，４０は、反転手段１８の上流側のシート搬送路５２に配設してあってもよい。この場合において、再カール付与ユニットによってシートを分離有利方向に再カールしてから、反転手段１８を通過させる際に、再カールを打ち消す方向に反転手段がシートをカールするが、再カール付与ユニット３２，４０による再カールが多少残るため、２面目に画像を形成するシートが感光体から離れにくくなるようなことがない。シート搬送路５２は、フラッパ１５から符号１４ｂで示すシート供給デッキのシート給送路５０までの、反転手段１８と、反転シート搬送路３１とを含む搬送路のことである。
【００７３】
以上の実施形態における、感光体は、ドラム状に形成された感光ドラムであるが、感光体には、この他、平坦なものもあり、本発明は、ドラム状、平坦状のいずれの感光体をも含むものとする。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の両面画像形成装置は、従来と比較して、再カール付与手段によって、シートに分離有利方向への再カールするため、その後、画像形成手段によって、シートの他方の面に画像を形成しても、シートを感光体から従来よりも容易に分離させることができる。
【００７５】
本発明の両面画像形成装置は、再カール付与手段が、反転手段に最も近いシート積載手段のシート給送路に配設された初期カール付与手段と反転手段に最も近いシート積載手段との間に配設されていると、反転手段に最も近いシート積載手段から給送したシートを再カール付与手段と初期カール付与手段との両方でカールしてから、一方の面に画像を形成するため、シートが感光体から容易に剥れ易くなる。
【００７６】
本発明の両面画像形成装置は、再カール付与手段が、反転手段と反転手段に最も近いシート積載手段との間に備えられていると、総てシートに同じように、再カールを付与することができる。
【００７７】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段と再カール付与手段とが、シートを挟持してシートにカールを形成する大径ローラと小径ローラとを備え、又は、小径ローラよりも大径ローラの方が、弾性を有していると、あるいは、小径ローラが金属製であり、大径ローラがスポンジ製であると、小径ローラの一部分を大径ローラに押し込まれて、シートにカールを確実に形成することができる。
【００７８】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段の大径ローラに対する小径ローラの食い込み量よりも、再カール付与手段の大径ローラに対する小径ローラの食い込む量を大きくし、又は、初期カール付与手段の大径ローラと小径ローラとの圧接力よりも、再カール付与手段の大径ローラと小径ローラとの圧接力を大きくし、又は、初期カール付与手段の大径ローラよりも、再カール付与手段の大径ローラの方が、弾性を有すしていると、あるいは、初期カール付与手段の小径ローラよりも、再カール付与手段の小径ローラの方が、小径であると、再カール付与手段の方が、初期カール付与手段より、大きなカール量のカールをシートに形成することができ、反転手段によって感光体から離れにくい方向にカールされたシートを、感光体から離れ易い方向に確実にカールすることができる。
【００７９】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段と再カール付与手段とが、シート搬送方向に離間した１対の圧接ローラと、この１対の圧接ローラの間で１対の圧接ローラを受け止める１つの被圧接ローラとを備えていると、１対の圧接ローラと１つの被圧接ローラがシートを挟んで搬送し、シートを確実にカールすることができる。
【００８０】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段の１対の圧接ローラ間に進入する被圧接ローラの進入量より、再カール付与手段の１対の圧接ローラ間に進入する被圧接ローラの進入量を大きくしたことにより、再カール付与手段の方が、初期カール付与手段より、大きなカール量のカールをシートに形成し、反転手段によって感光体から離れにくい方向にカールされたシートを、感光体から離れ易い方向に確実にカールすることができる。
【００８１】
本発明の両面画像形成装置は、再カール付与手段の方が、初期カール付与手段よりカール付与能力が大きいことにより、シートを、感光体から離れ易い方向に確実にカールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の両面画像形成装置である複写機の正面概略断面図である。
【図２】再カール付与ユニットの正面図である。
【図３】図１の複写機において、再カール付与ユニットの位置を異にした複写機の正面概略断面図である。
【図４】他の実施形態の再カール付与ユニットの正面概略図である。
【図５】画像形成手段の詳細図である。
【図６】従来例の両面画像形成装置である複写機の正面概略断面図である。
【図７】（ａ） カール量の測定方法を示す斜視図である。
（ｂ） カール量の測定方法を示す平面図である。
【図８】（ａ） 感光体である感光ドラムに対する分離有利方向のカールを示す模式図である。
（ｂ） 感光体である感光ドラムに対する分離不利方向のカールを示す模式図である。
【符号の説明】
Ｐ 転写紙
Ｐａ 縁
Ｐｂ 上流端
Ｐｃ 下流端
Ｌ カール量
１ 像担持体（感光ドラム）（感光体）
１１ レジストローラ
１３ シート供給ローラ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ シート供給デッキ（シート積載手段）
１４ｅ シート供給カセット（シート積載手段）
１６ 画像形成手段
１８ 反転部（反転手段）
１８ａ 第１Ｒ部
１８ｂ 第２Ｒ部
３０ 複写機（両面画像形成装置）
３１ 反転シート搬送路
３２ 再カール付与ユニット（再カール付与手段）
３２ａ 鉄製のカール付けローラ（小径ローラ）
３２ｂ スポンジ製のカール付けローラ（大径ローラ）
３２ｃ カール付けローラばね
３３ 初期カール付与ユニット（初期カール付与手段）
３３ａ 鉄製のカール付けローラ（小径ローラ）
３３ｂ スポンジ製のカール付けローラ（大径ローラ）
３３ｃ カール付けローラばね
３４ 初期カール付与ユニット（初期カール付与手段）
３４ａ 鉄製のカール付けローラ（小径ローラ）
３４ｂ スポンジ製のカール付けローラ（大径ローラ）
３４ｃ カール付けローラばね
４０ 再カール付与ユニット（再カール付与手段）
４０ａ 下ローラ（被圧接ローラ）
４０ｂ ホルダー
４０ｃ 回動軸
４０ｄ ローラ（１対の圧接ローラ）
４０ｅ ローラ（１対の圧接ローラ）
５０ シート給送路
５１ シート給送路
５２ シート搬送路
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートを反転してシートの両面に画像を形成する複写機、プリンタ、及びこれらの複合機等の両面画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の両面画像形成装置の１例として複写機がある。
【０００３】
図５に基づいて複写機１７の画像形成プロセスを説明する。回転可能に支持された像担持体（以下、感光ドラムと称す）１は、図示矢印方向（時計方向）に回転駆動されながら、１次帯電器２にてその表面が均一に帯電される。次に、感光ドラム１は画像情報露光３を受け、その表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器４によってトナー像として可視像化される。
【０００４】
他方、記録媒体であるシートＰは、感光ドラム１と同期してレジストローラ１１によって感光ドラム１に給送され、転写帯電器５によって感光ドラム１上のトナー像の転写を受けた後、分離帯電器６により感光ドラム１から分離される。そして、このシートＰは、搬送ユニット７によって定着器８に搬送され、定着器８にてトナー像の定着を受ける。
【０００５】
なお、トナー像の転写が終了した感光ドラム１の表面は、クリーナ９によって清掃される。感光ドラム１上の電位は、前露光ランプ１０によって消去される。これによって、感光ドラム１は、再び、画像が形成される状態になる。
【０００６】
上記の複写機１７の感光ドラム１、１次帯電器２、現像器３、現像器４、転写帯電器５、分離帯電器６等は、感光ドラム１上に担持されたトナー像を普通紙から成るシートＰ上に転写する所謂カールソンプロセス式の画像形成手段１６を構成している。
【０００７】
画像形成手段１６の内、転写帯電器５は、トナーの帯電極性に対して逆極性になる電界を、感光ドラム１と接するシートＰの転写面とは反対側から付与して、トナー像をシートＰに転写するようになっている。また、分離帯電器６は、転写帯電器５によってシートにトナー像が転写された後、次の瞬間に、そのシートＰを感光ドラム１から分離するため、シートＰにＡＣ放電、或いはトナーと同極性のＤＣ放電を施して、シートＰの電荷を除去し、シートＰと感光ドラム１との間の吸着力を除去し、そして、シートＰ自体の有する剛性、或いはシートＰの自重を利用して、感光ドラム１からシートＰを分離させるようになっている。
【０００８】
この分離を円滑に行うため、あらかじめ、シートＰにカールを、例えば、分離有利方向に付与しておくことが好ましい。
【０００９】
なお、分離有利方向とは、図８（ａ）に模式的に示すように、シートＰが感光ドラム１に通紙されたとき、分離帯電器６側に先端が向いている（感光ドラム１から離れている）方向である。分離不利方向とは、図８の（ｂ）に示すように、逆に、シートＰが感光ドラム１に巻き付いて密着する方向にカールしている方向である。
【００１０】
次に、図６に基づいて、従来の複写機１７のシート搬送動作を説明する。
【００１１】
なお、図６図中に、略図的に示した各シートＰは、シート搬送経路を移動するシートのカールの向きを理解し易くするために図示したものである。
【００１２】
シート供給カセット１４ｅ及びシート供給デッキ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに収納されたシートＰは、シート供給路５０，５１に配設されたシート供給ローラ１３を経て、レジストローラ１１に給送される。
【００１３】
シートは、レジストローラ１１に給送される前に、感光ドラム１から分離し易くするため、初期カール付与ユニット１２，２０によって一定のカール量が分離有利方向に付与される。このカールにより、シートＰは、感光ドラム１からスムーズに分離する。初期カール付与ユニット１２，２０は、いずれも小径と大径のカール付けローラ１２ａ，１２ｂ，２０ａ，２０ｂを有している。
【００１４】
シートの両面に画像を形成する場合、定着器８によって一方の面（本発明では「第１面」とも言う）に画像が定着されたシートＰは、フラッパ１５によってスイッチバック式の反転部（反転手段）に搬送され、裏返しにされてから、他方の面（本発明では「第２面」とも言う）に画像が形成されて、機外に排出される。
【００１５】
なお、シートには、普通紙、普通紙の代用品である厚みの薄い樹脂製のシート、葉書、ボール紙、封書、プラスチック製の薄板等がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の複写機で、第２面に画像を形成するとき、シートＰが感光ドラム１からスムーズに分離せず、ジャムがたびたび発生していた。これは、第２面に画像を形成する前に、シートＰが、分離不利方向にカールしていることがあるからである。
【００１７】
ここで、初期カール付与ユニット１２，２０で付与するカール量をＡ（ｍｍ）、反転部１８の第１Ｒ部１８ａと第２Ｒ部１８ｂで付与されるカール量をＢ（ｍｍ）とする。
【００１８】
シートのカールは、初期カール付与ユニット１２，２０以外では、反転部１８以外の他で付けられることがなく、シートＰが反転部１８を通過している間に冷えて、カールが付与されることが考えられる。しかも、シートのカールは、第１Ｒ部１８ａで付与され、第２Ｒ部１８ｂでは付与されることが少ない。
【００１９】
なお、本発明において使用される「カール量」とは、シートのカールの度合いを示す量であり、図７（ａ）（ｂ）に示すように測定して得られた値を言うこととする。すなわち、図７（ａ）に示すように、カールしたシートＰを、カールしている縁Ｐａを水平にして、静かに吊るし、水平板１９上にカールの状態を図７（ｂ）に示すように書き写し、シートの搬送方向の上流端Ｐｂと下流端Ｐｃとを結ぶ直線Ｄと、カールしている部分で直線Ｄから最も離れた部分との間の距離Ｌを測定した値のことを言う。
【００２０】
第１面におけるカール量は分離有利方向のカール量Ａ（ｍｍ）であるが、第１面におけるカールは、第２面において、第１Ｒ部１８ａと共に、分離不利方向に働き、さらに、初期カール付与ユニット２０が分離有利方向に働き、−Ａ−Ｂ＋Ａ＝−Ｂ（ｍｍ）のカール量となる。
【００２１】
このように、従来の複写機によると、第１面において、シートの分離が良好であったが、第１面で初期カール付与ユニット１２又は別の初期カール付与ユニット２０によって付与されたカールの向きと第２面で初期カール付与ユニット２０によって付与されたカールの向きとが互いに逆向きであり、第２面においては、カール付けローラの効果が、打ち消し合うために生じることなく、第１Ｒ部１８ａで付与された分離不利方向のカールだけが残っていた。
【００２２】
このため、従来の画像形成装置は、感光ドラム１からシートが剥れにくく、ジャムが発生し易かった。
【００２３】
本発明は、シートに画像を形成する場合、シートの第１面においても分離有利方向のカールにより、感光体から良好な分離を達成しつつ、シートの第２面においても分離有利方向のカールとし、良好な分離を達成した両面画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の両面画像形成装置は、シートを積載したシート積載手段と、
前記シート積載手段からシート給送路に案内されて搬送されてきた前記シートに感光体によって画像を形成する画像形成手段と、
前記シート給送路に配設されて、前記シートに前記感光体を通過する際に、前記感光体側が凸となる方向のカールを付与する初期カール付与手段と、
前記画像形成手段によって一方の面に画像が形成されたシートを前記シート給送路に合流するように案内するシート搬送路と、
前記シート搬送路の途中に設けられ、シートの表裏を反転する反転手段と、
前記シート搬送路の途中に設けられ、前記シート搬送路を通過した前記シートが前記感光体を通過する際に、前記感光体側が凸となる方向のカールを前記シートに付与する再カール付与手段と、を備え、
前記再カール付与手段によってシートに付与されるカール量の方が、前記初期カール付与手段によってシートに付与されるカール量より大きいことを特徴としている。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００４８】
なお、従来と同一部分については同一符号を付して、従来の複写機１７と異なる部分を主体に説明する。また、以下の説明における数値は、参考のために例示した数値であって、これに限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態の複写機（両面画像形成装置）３０は、従来の複写機１７と比較して、主として、反転部（反転手段）１８に最も近いシート供給デッキ１４ｂと感光ドラム１との間のシート給送路５０に、シートの第２面用の再カール付与ユニット３２を配設した点において、構成を異にしている。
【００５０】
この構成により、左デッキ１４ｂからのシートＰの供給以外のシートＰの供給は、シート供給カセット１４ｅ、デッキ１４ａ，１４ｃ，１４ｄからシート供給ローラ１３によって行なわれ、第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によってカールが付与される。そして、シートは、レジストローラ１１に給送され、シートの第１面に画像が形成される。
【００５１】
その後、フラッパ１５によって、第１面にしか画像を形成しないシートのみ機外に排出される。第２面に画像が形成さる場合には、反転部１８に搬送される。
【００５２】
シートＰは、第１Ｒ部１８ａ、第２Ｒ１８ｂによって反転されつつ、カールが付与された後、第２面用の再カール付与ユニット３２、第１面用の初期カール付与ユニット３４によってカールが付与される。そして、シートＰは、レジストローラ１１に供給され、感光ドラム１によって、第２面に画像が形成された後、機外に排出される。
【００５３】
第２面用の再カール付与ユニット３２のカール量をＣ（ｍｍ）とすると、第２面のカール量は分離有利方向に働き、感光ドラム１に到達したときのシートのカール量は、−Ａ−Ｂ＋Ｃ＋Ａ＝−Ｂ＋Ｃ（ｍｍ）となる。
【００５４】
なお、第１面用の初期カール付与ユニット３３で付与するカール量をＡ（ｍｍ）、反転部１８の第１Ｒ部１８ａ、第２Ｒ部１８ｂで付与されるカール量をＢ（ｍｍ）としている。
【００５５】
ここで、第２面に対しても第１面と同様の分離性を得るためには、第２面においてもＡ（ｍｍ）以上のカール量が必要となる。つまり、［（−Ｂ＋Ｃ）＞Ａ］＝［Ｃ＞（Ａ＋Ｂ）］が必要である。
【００５６】
従って、上記不等式において、Ｂは正の量であるから、少なくともＣ＞Ａの関係が成り立つ必要がある。すなわち、第２面用の再カール付与ユニット３２によって付与されるカール量は、第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によって付与されるカール量より大きい必要がある。
【００５７】
ここで、第２面用の再カール付与ユニット３２の構成を図２に基づいて説明する。なお、本発明の第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４の構成もほぼ同じであるので、その構成の説明は省略する。
【００５８】
再カール付与ユニットは、小径の鉄ローラからなるカール付けローラ３２ａと、カール付けローラ３２ａよりも大径のスポンジ製のカール付けローラ３２ｂと、スポンジ製のローラ３２ｂを鉄製のローラ３２ａに圧接させるばね３２ｃと等によって構成されている。鉄製のカール付けローラ３２ａは、本体に固定されている。
【００５９】
このため、小径のカール付けローラ３２ａの一部は、大径のカール付けローラ３２ｂに食い込んでいる。この食い込んだ部分をシートＰが通過するとき、シートＰは鉄製のローラ３２ａに押し付けられて、鉄製のローラ３２ａの方向にカールされる。
【００６０】
ちなみに、本実施形態における、第１面用、第２面用の鉄製のカール付けローラ３２ａ，３３ａ，３４ａの直径は約８ｍｍで、スポンジ製のローラ３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの直径は約２０ｍｍである。
【００６１】
カール付与力を異なったものとするため、第１面用カール付けローラばね３３ｃ，３４ｃには、ばね定数約０．１３５Ｎ／ｍｍのばねを使用し、第２面用カール付けローラばね３２ｃには、ばね乗数約０．１９６Ｎ／ｍｍのばねを使用した。これにより、第１面用の大径のカール付けローラ３３ｂ，３４ｂに対する小径のカール付けローラ３３ａ，３４ａのくい込み力は約３ｋｇ重、第２面用の大径のカール付けローラ３２ｂに対する小径のカール付けローラ３２ａのくい込み力は約４ｋｇ重であり、シートに付与されるカール量は第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４において約１０ｍｍ、第２面用の再カール付与ユニット３２において約２０ｍｍである。
【００６２】
上記の構成によって、シートＰが感光ドラム１からの分離位置においてのカール量は、第１面では約１０ｍｍ、第２面でも約１０ｍｍの分離有利方向のカールであり、非常に良好なシート搬送が行われる。
【００６３】
ただし、左デッキ１４ｂからシートが供給されたときのみ、第１面においても第２面用の再カール付与ユニット３２を通過するため、このようなカール量にはならず、第１面では、約３２ｍｍ、第２面では、約−１０ｍｍのカールとなる。
【００６４】
このため、左デッキ１４ｂから腰のないシートをシート供給時には第２面において分離が不安定になることがある。そこで、左デッキ１４ｂから供給されたシートのみならず、第２面に画像が形成されるいかなるシートにおいても、良好な分離が得られるように、図３に示すように、第２面用の再カール付与ユニット３２を左デッキ１４ｂの上流側、すなわち、シート給送路５０と反転手段１８とを接続する反転シート搬送路３１に設け、第１面に画像が形成されるシートが、第１面に画像が形成され終わるまで、いかなる場合においても、第２面用の再カール付与ユニット３２を通過しないようにするのが好ましい。
【００６５】
図３に示すように、第２面用の再カール付与ユニット３２を左デッキ１４ｂの上流側に設けた場合においても、第２面用の再カール付与ユニット３２によって付与されるカール量を第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によって付与されるカール量より大きくすることによって、いかなるシートでも、第１面、第２面と共に良好な分離が得られる。
【００６６】
以上説明したように、本発明は、第２面用の再カール付与ユニット３２によって付与されるカール量を、第１面用の初期カール付与ユニット３３，３４によって付与されるカール量より大きくすることが重要であり、カール付けローラばね３３ｃ，３４ｃ，３２ｃのばね定数を変えることで本発明の目的を達成しているが、それ以外にも、第２面用の鉄製のカール付けローラ３２ａの径を第１面用の鉄製のカール付けローラ３３ａ，３４ａの径より小さくしたり、第２面用のスポンジ製のカール付けローラ３２ｂの硬度を、第１面用のスポンジ製のカール付けローラ３３ｂ，３４ｂの硬度よりも小さくすること等によっても、本発明の目的を達成することができる。
【００６７】
また、カール量は、鉄製ローラ３３ａ，３４ａ，３２ａがスボンジ製ローラ３３ｂ、３４ｂ．３２ｂに進入する量（食い込んでいる量）で決まるため、カール付けローラばね３３ｃ、３４ｃ，３２ｃを設けないで、第１面用の鉄製ローラ３３ａ，３４ａが、スボンジ製ローラ３３ｂ、３４ｂに進入する量よりも、第２面用の鉄製ローラ３２ａがスポンジ製ローラ３２ｂに進入する量を多くするように各ローラを配設しても、本発明の目的を達成することができる。
【００６８】
図４に示す再カール付与ユニット４０は、上記再カール付与ユニット３２の他の実施形態の再カール付与ユニットである。
【００６９】
この再カール付与ユニット４０は、下ローラ４０ａ、回動軸４０ｃにより回動して下ローラ４０ａ方向に付勢されるホルダー４０ｂ、及びこのホルダー４０ｂに保持された２つのローラ４０ｄ，４０ｅとを備えている。２つのローラ４０ｄ，４０ｅと、２つのローラ４０ｄ，４０ｅ間に進入した下ローラ４０ａとの間をシートＰが通過するとき、シートＰは、下ローラ４０ａに押し付けられ、下ローラ４０ａに沿ったカールが付けられる。
【００７０】
また、下ローラ４０ａには、不図示の高さ０．５ｍｍ程度の鍔が付いており、シートＰの排出能力を上げている。
【００７１】
なお、上記初期カール付与ユニット３３，３４も、図４に示す再カール付与ユニット４０と同じ構成にしてよい。この場合、再カール付与ユニット４０の方が、初期カール付与ユニットよりもシートに付与するカール量が大きくなければならないので、２つのローラに対する下ローラの進入量を多くする必要がある。
【００７２】
また、再カール付与ユニット３２，４０は、反転手段１８の上流側のシート搬送路５２に配設してあってもよい。この場合において、再カール付与ユニットによってシートを分離有利方向に再カールしてから、反転手段１８を通過させる際に、再カールを打ち消す方向に反転手段がシートをカールするが、再カール付与ユニット３２，４０による再カールが多少残るため、２面目に画像を形成するシートが感光体から離れにくくなるようなことがない。シート搬送路５２は、フラッパ１５から符号１４ｂで示すシート供給デッキのシート給送路５０までの、反転手段１８と、反転シート搬送路３１とを含む搬送路のことである。
【００７３】
以上の実施形態における、感光体は、ドラム状に形成された感光ドラムであるが、感光体には、この他、平坦なものもあり、本発明は、ドラム状、平坦状のいずれの感光体をも含むものとする。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の両面画像形成装置は、従来と比較して、再カール付与手段によって、シートに分離有利方向への再カールするため、その後、画像形成手段によって、シートの他方の面に画像を形成しても、シートを感光体から従来よりも容易に分離させることができる。
【００７５】
本発明の両面画像形成装置は、再カール付与手段が、反転手段に最も近いシート積載手段のシート給送路に配設された初期カール付与手段と反転手段に最も近いシート積載手段との間に配設されていると、反転手段に最も近いシート積載手段から給送したシートを再カール付与手段と初期カール付与手段との両方でカールしてから、一方の面に画像を形成するため、シートが感光体から容易に剥れ易くなる。
【００７６】
本発明の両面画像形成装置は、再カール付与手段が、反転手段と反転手段に最も近いシート積載手段との間に備えられていると、総てシートに同じように、再カールを付与することができる。
【００７７】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段と再カール付与手段とが、シートを挟持してシートにカールを形成する大径ローラと小径ローラとを備え、又は、小径ローラよりも大径ローラの方が、弾性を有していると、あるいは、小径ローラが金属製であり、大径ローラがスポンジ製であると、小径ローラの一部分を大径ローラに押し込まれて、シートにカールを確実に形成することができる。
【００７８】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段の大径ローラに対する小径ローラの食い込み量よりも、再カール付与手段の大径ローラに対する小径ローラの食い込む量を大きくし、又は、初期カール付与手段の大径ローラと小径ローラとの圧接力よりも、再カール付与手段の大径ローラと小径ローラとの圧接力を大きくし、又は、初期カール付与手段の大径ローラよりも、再カール付与手段の大径ローラの方が、弾性を有すしていると、あるいは、初期カール付与手段の小径ローラよりも、再カール付与手段の小径ローラの方が、小径であると、再カール付与手段の方が、初期カール付与手段より、大きなカール量のカールをシートに形成することができ、反転手段によって感光体から離れにくい方向にカールされたシートを、感光体から離れ易い方向に確実にカールすることができる。
【００７９】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段と再カール付与手段とが、シート搬送方向に離間した１対の圧接ローラと、この１対の圧接ローラの間で１対の圧接ローラを受け止める１つの被圧接ローラとを備えていると、１対の圧接ローラと１つの被圧接ローラがシートを挟んで搬送し、シートを確実にカールすることができる。
【００８０】
本発明の両面画像形成装置は、初期カール付与手段の１対の圧接ローラ間に進入する被圧接ローラの進入量より、再カール付与手段の１対の圧接ローラ間に進入する被圧接ローラの進入量を大きくしたことにより、再カール付与手段の方が、初期カール付与手段より、大きなカール量のカールをシートに形成し、反転手段によって感光体から離れにくい方向にカールされたシートを、感光体から離れ易い方向に確実にカールすることができる。
【００８１】
本発明の両面画像形成装置は、再カール付与手段の方が、初期カール付与手段よりカール付与能力が大きいことにより、シートを、感光体から離れ易い方向に確実にカールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の両面画像形成装置である複写機の正面概略断面図である。
【図２】再カール付与ユニットの正面図である。
【図３】図１の複写機において、再カール付与ユニットの位置を異にした複写機の正面概略断面図である。
【図４】他の実施形態の再カール付与ユニットの正面概略図である。
【図５】画像形成手段の詳細図である。
【図６】従来例の両面画像形成装置である複写機の正面概略断面図である。
【図７】（ａ） カール量の測定方法を示す斜視図である。
（ｂ） カール量の測定方法を示す平面図である。
【図８】（ａ） 感光体である感光ドラムに対する分離有利方向のカールを示す模式図である。
（ｂ） 感光体である感光ドラムに対する分離不利方向のカールを示す模式図である。
【符号の説明】
Ｐ 転写紙
Ｐａ 縁
Ｐｂ 上流端
Ｐｃ 下流端
Ｌ カール量
１ 像担持体（感光ドラム）（感光体）
１１ レジストローラ
１３ シート供給ローラ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ シート供給デッキ（シート積載手段）
１４ｅ シート供給カセット（シート積載手段）
１６ 画像形成手段
１８ 反転部（反転手段）
１８ａ 第１Ｒ部
１８ｂ 第２Ｒ部
３０ 複写機（両面画像形成装置）
３１ 反転シート搬送路
３２ 再カール付与ユニット（再カール付与手段）
３２ａ 鉄製のカール付けローラ（小径ローラ）
３２ｂ スポンジ製のカール付けローラ（大径ローラ）
３２ｃ カール付けローラばね
３３ 初期カール付与ユニット（初期カール付与手段）
３３ａ 鉄製のカール付けローラ（小径ローラ）
３３ｂ スポンジ製のカール付けローラ（大径ローラ）
３３ｃ カール付けローラばね
３４ 初期カール付与ユニット（初期カール付与手段）
３４ａ 鉄製のカール付けローラ（小径ローラ）
３４ｂ スポンジ製のカール付けローラ（大径ローラ）
３４ｃ カール付けローラばね
４０ 再カール付与ユニット（再カール付与手段）
４０ａ 下ローラ（被圧接ローラ）
４０ｂ ホルダー
４０ｃ 回動軸
４０ｄ ローラ（１対の圧接ローラ）
４０ｅ ローラ（１対の圧接ローラ）
５０ シート給送路
５１ シート給送路
５２ シート搬送路
Claims (7)
- シートを積載したシート積載手段と、
前記シート積載手段からシート給送路に案内されて搬送されてきた前記シートに感光体によって画像を形成する画像形成手段と、
前記シート給送路に配設されて、前記シートに前記感光体を通過する際に、前記感光体側が凸となる方向のカールを付与する初期カール付与手段と、
前記画像形成手段によって一方の面に画像が形成されたシートを前記シート給送路に合流するように案内するシート搬送路と、
前記シート搬送路の途中に設けられ、シートの表裏を反転する反転手段と、
前記シート搬送路の途中に設けられ、前記シート搬送路を通過した前記シートが前記感光体を通過する際に、前記感光体側が凸となる方向のカールを前記シートに付与する再カール付与手段と、を備え、
前記再カール付与手段によってシートに付与されるカール量の方が、前記初期カール付与手段によってシートに付与されるカール量より大きいことを特徴とする両面画像形成装置。 - 前記再カール付与手段が、前記シート搬送路に設けられている前記反転手段と前記シート給送路との間の反転シート搬送路に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
- 前記反転シート搬送路を水平方向に設け、前記シート積載手段を２つ前記反転シート搬送路に沿って配置し、前記再カール付与手段が、前記シート積載手段が送り出されるシートが前記反転シート搬送路に送られる合流部よりも上流側に備えられていることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
- 前記初期カール付与手段と前記再カール付与手段とが、それぞれ前記シートを挟持して前記シートにカールを形成する大径ローラと小径ローラとを備え、前記小径ローラが剛性を有する金属製であり、前記大径ローラが弾性を有することを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
- 前記初期カール付与手段の前記大径ローラに対する前記小径ローラの食い込み量よりも、前記再カール付与手段の前記大径ローラに対する前記小径ローラの食い込む量を大きくしたことを特徴とする請求項４に記載の両面画像形成装置。
- 前記初期カール付与手段の前記大径ローラの硬度よりも、前記再カール付与手段の前記大径ローラの硬度を小さくしたことを特徴とする請求項４に記載の両面画像形成装置。
- 前記初期カール付与手段と前記再カール付与手段とが、シート搬送方向に離間した１対の圧接ローラと、該１対の圧接ローラの間で前記１対の圧接ローラを受け止める１つの被圧接ローラとを備え、前記初期カール付与手段の１対の前記圧接ローラ間に進入する前記被圧接ローラの進入量より、前記再カール付与手段の１対の前記圧接ローラ間に進入する前記被圧接ローラの進入量を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
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