JP4539612B2

JP4539612B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4539612B2
Application number: JP2006174926A
Authority: JP
Inventors: 哲哉加川
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: JP2008001502A

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、一般に、トナー画像が表面に転写された用紙が定着部を通過する際に熱および圧力が印加されてトナーを溶融させることでトナー画像を用紙に定着している。

定着部を通過した用紙は、排紙搬送系（通紙ガイド、搬送ローラ、排紙トレイなど）を介して排紙されるが、定着部での加熱により用紙は温度が高い状態になっているために、これと接触する前記排紙搬送系も用紙からの伝熱によって加熱される。連続プリント時には、特にその傾向が顕著になって前記排紙搬送系の温度が高くなり、一旦定着されたトナー画像が高温になった前記排紙搬送系に接触することで再溶融して、画像が劣化するという不具合が発生することがある。また、前記排紙搬送系自体が熱膨張によって変形し、通紙機能が低下することもある。

前記不具合を解決するために、排紙搬送系を冷却するためのファンを設けることもある。しかしながら、排紙搬送系にファンを設ける構成では、ファン自体も発熱しており、かつ、定着に使用したエネルギーを新たなエネルギーを使用して装置外に放出していることになるので、効率が悪く、コストアップにもつながる。

一方、給紙カセットに収容されている用紙の温度が低いと、画像転写部でのトナー画像の転写性の悪化や定着強度の低下という不具合が生じる。これらの不具合を解決するために、給紙カセットにヒータを設けている画像形成装置もある。しかしながら、給紙カセットにヒータを設けると、コストアップにつながるとともに、そのジョブで使用されない用紙までも加熱することになるので、効率が悪い。

なお、特許文献１には、手差し給紙ローラをレジストローラと兼用して、ローラ本数を削減した給紙装置が開示されている。
特開平７−１８７４５５号公報

そこで、本発明は、コストアップや効率低下を招くことなく、排紙される用紙からの熱による画像劣化等の不具合を抑制できる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、定着部を通過した用紙を排紙するために搬送する対をなす排紙搬送部材と、給紙部から送り出された用紙を画像転写部へ向けて搬送する対をなす給紙搬送部材とを備え、前記排紙搬送部材の一方が前記給紙搬送部材の一方を兼ねていることを特徴とするものである。

本発明の画像形成装置において、前記排紙搬送部材および前記給紙搬送部材は、いずれもローラ対であってもよい。この場合、前記給紙搬送部材を兼ねる前記一方の排紙搬送部材は、外周部が弾性体からなるローラであることが好ましい。

また、本発明の画像形成装置において、前記排紙搬送部材および前記給紙搬送部材は、いずれもローラと通紙ガイド部材との対からなってもよい。

さらに、本発明の画像形成装置において、前記定着部は前記画像転写部の上方に位置していてもよい。

本発明の画像形成装置によれば、対をなす排紙搬送部材の一方が対をなす給紙搬送部材の一方を兼ねている。そのため、連続プリント時において、定着部を通過して高い温度になっている用紙と接触する排紙搬送部材は用紙からの伝熱により温度が徐々に上昇するが、前記一方の給紙搬送部材を兼ねている前記一方の排紙搬送部材から、他方の給紙搬送部材に、および、給紙部から連続的に送り出される比較的低温の用紙に熱が移動することで、排紙搬送部材の過度の温度上昇が抑制される。これにより、コストアップや効率低下を招くことなく、定着後のトナーの再溶融による画像劣化等の問題を解消できる。同時に、上述したように温度上昇した給紙搬送部材との接触によって用紙が画像転写以前に適度に温められることで、画像転写部でのトナー画像の転写性の悪化や定着強度の低下という問題も解消できる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の第１実施形態であるプリンタ１の概略構成を示す。プリンタ１は、２つのローラ１２，１４間にほぼ水平に掛け渡されて矢印Ａ方向に回転駆動される無端シート状の中間転写ベルト１６を備えている。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーにそれぞれ対応する４つの作像ユニット１８が並べて配置されている。各作像ユニット１８は、ドラム状の感光体１９を有している。

各作像ユニット１８の下方には、露光装置２１が配置されている。露光装置１８から各作像ユニット１８の感光体１９に露光されることで静電潜像が形成され、前記静電潜像がトナーで現像されてトナー画像が形成されるようになっている。各作像ユニット１８によって形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト１６上に重なるように一次転写される。

プリンタ１の下部には、給紙部２０が設けられている。給紙部２０内に積載収容された用紙は、給紙ローラ２２によって最上部のものから１枚ずつ用紙搬送路２４に送り出されるようになっている。

用紙搬送経路２４は、ほぼ水平に配列された４つの給紙ローラ対（給紙搬送部材）２６の各ニップ部を通ってから、ガイド部材３２に沿って上方へ延伸する。そして、用紙搬送経路２４は、ガイド部材３２によって下方に折り返した後、中間転写ベルト１６と転写ローラ２８との接触部である画像転写部、および、前記画像転写部の下方に配置された定着器（定着部）３０を経てから、ほぼ水平に配列された４つの排紙ローラ対（排紙搬送部材）３４の各ニップ部を通って、排紙トレイ３６まで延びている。

本実施形態のプリンタ１では、排紙ローラ対３４の一方のローラが給紙ローラ対２６の一方のローラを兼ねている。詳細には、図２（ａ）に示すように、排紙ローラ対３４の一方の兼用ローラ３８は、給紙ローラ対２６の一方の兼用ローラ３８と共通になっている。これにより、図２（ｂ）に示すように、兼用ローラ３８が矢印Ｂ方向に回転駆動されることで、給紙部２０から送り出されてきた用紙Ｐ１は給紙ローラ対２６のニップ部（すなわち兼用ローラ３８の下部）を通って搬送され、定着器３０を通過してきた用紙Ｐ２は排紙ローラ対３４のニップ部（すなわち兼用ローラ３８の上部）を通って搬送されることになる。

前記兼用ローラ３８の少なくとも外周部は、ゴムまたはスポンジなどの弾性体で形成されるのが好ましい。これは、兼用ローラ３８の外周部がニップ部で平らに変形して用紙との接触面積が大きくなることで、用紙との間での熱の授受が効率良く行われるようになるからである。なお、給紙ローラ対２６および排紙ローラ対３４の各他方のローラは、樹脂等のやや硬い材料で形成されてもよく、その形状は図２（ａ）に示すような複数に分断されたローラ形状をなしていてもよいし、あるいは、１本の円柱状をなしていてもよい。

続いて、前記構成からなるプリンタ１の動作について説明する。
パソコン等の外部装置からプリント信号および画像データが入力されると、プリンタ１は画像形成動作を開始する。

カラー画像データの場合、各作像ユニット１８において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーからなるトナー画像が形成されて、中間転写ベルト１６上に重ねて一次転写される。一方、モノクロ（ブラック）画像データの場合には、１つの作像ユニット１８でブラックトナー画像だけが形成されて、中間転写ベルト１６上に一次転写される。

中間転写ベルト１６上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１６の回転にしたがって、転写ローラ２８との接触部である画像転写部に移動する。これに同期して、給紙ローラ２２によって給紙部２０から送り出されて給紙ローラ対２６によってガイド部材３２に沿って搬送されてきた用紙が、画像転写部に導入される。これにより、転写ローラ２８による静電吸着力によってトナー画像が中間転写ベルト１６から用紙に二次転写される。

その後、トナー画像が転写された用紙は、定着器３０を通過する際に、熱と圧力が印加されることでトナーが溶融して定着される。定着器３０を通過した用紙は、排紙ローラ対３４によって搬送されて、排紙トレイ３６上に排紙される。

連続プリント時には、上述した一連のプリント動作が連続的に行われることになるが、定着器３０から出てきた用紙は温度が高い状態になっており、このような高温の用紙と断続的に接触する排紙ローラ対３４は用紙からの伝熱によって温度が徐々に上昇する。しかしながら、本実施形態のプリンタ１では、給紙ローラ対２６の一方のローラを兼ねている兼用ローラ３８から、給紙ローラ対２６の他方のローラに、および、給紙部２０から連続的に送り出される比較的低温の用紙に熱が移動することで、排紙ローラ対３４の過度の温度上昇が抑制される。これにより、コストアップや効率低下を招くことなく、定着後のトナーの再溶融による画像劣化等の問題を解消できる。同時に、上述したように温度上昇した給紙ローラ対２６との接触によって用紙が画像転写以前に適度に温められることで、画像転写部でのトナー画像の転写性の悪化や定着強度の低下という問題も解消できる。

次に、図３を参照して、本発明にかかる画像形成装置の第２実施形態であるプリンタ２について説明する。

このプリンタ２では、給紙部２０が上部に配置されており、各給紙ローラ対２６が上で各排紙ローラ対３４が下に位置しており、画像転写部の上方に定着器３０が配置されている。これ以外の構成は、前記プリンタ１と同様であるため、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のプリンタ２においても、前記プリンタ１と同様の効果を奏することができる。加えて、高温になる定着器３０が画像転写部の上方に配置されていることで、定着器３０からの対流による画像転写部の温度上昇を抑制することができる。

次に、図４を参照して、本発明にかかる画像形成装置の第３実施形態であるプリンタ３について説明する。このプリンタ３は、いわゆる４サイクル式のカラープリンタである。

このプリンタ３は、矢印Ｃ方向に回転駆動される略円柱状の現像ラック４０を備えている。現像ラック４０には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにそれぞれ対応する４つの現像ユニット４２が円周方向に配列して保持されている。これに対し、感光体１９は現像ラックに隣接して１つだけ設けられており、感光体１９との対向位置にある現像ユニット４２によって、その現像ユニット４２に対応する色のトナーで感光体１９上にトナー画像が形成され、そのトナー画像は中間転写ベルト１６上に一次転写される。その後、現像ラック４０が約９０度ずつ回転しながら上述したような画像形成動作を繰り返すことで、中間転写ベルト１６上に４色トナー画像が形成されることになる。

また、プリンタ３では、給紙部２０が上部に設けられ、給紙ローラ対２６が上で排紙ローラ対３４が下に位置しており、画像転写部の上方に定着器３０が配置されている。さらに、ガイド部材３２には、両面プリント時に、排紙ローラ対３４が逆回転して用紙をスイッチバックさせて、用紙を表裏および搬送方向先端を反転させた状態で用紙搬送経路２４に送り込むためのスイッチバック経路４４が形成されている。これにより、給紙ローラ対２６を通過した用紙が排紙ローラ対３４へと至る用紙搬送経路２４が、両面プリント時の用紙再循環経路としても利用されるようになっている。これ以外の構成は、前記プリンタ１と同様であるため、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のプリンタ３においても、前記プリンタ１と同様の効果を奏することができる。また、高温になる定着器３０が画像転写部の上方に配置されていることで、定着器３０からの対流による画像転写部の温度上昇を抑制することができる。さらに、用紙搬送経路２４を両面プリント時の用紙再循環経路としても利用していることで、再循環経路を別ユニットとして設ける必要がなく、装置の小型化を図れる。

次に、図５，６を参照して、本発明にかかる画像形成装置の第４実施形態であるプリンタ４について説明するが、上述した各プリンタと同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

このプリンタ４は、前記プリンタ２とほぼ同様の構成を備えている。異なるところは、給紙搬送部材が給紙ローラ５０と通紙ガイド部材５２との対からなっており、排紙搬送部材が排紙ローラ５４と通紙ガイド部材５２との対からなっており、通紙ガイド部材５２が給紙搬送部材と排紙搬送部材とで共通している点である。本実施形態では、４つの給紙ローラ５０および４つの排紙ローラ５４が、１枚の平板状ガイド部材５２についてそれぞれ対をなしている。詳細には、図６（ａ）に示すように、給紙搬送部材および排紙搬送部材は、給紙ローラ５０と排紙ローラ５４とで、例えば薄い金属板からなる通紙ガイド部材５２を挟むようにして構成されている。

これにより、図６（ｂ）に示すように、給紙ローラ５０が回転駆動されることで、給紙部２０から送り出されてきた用紙Ｐ１は通紙ガイド部材５２の上面に沿って搬送され、定着器３０を通過してきた用紙Ｐ２は排紙ローラ５４が回転駆動されることで通紙ガイド部材５２の下面に搬送されることになる。

なお、通紙ガイド部材５２は、用紙に対する摩擦抵抗が小さいことが好ましく、例えば、表面にフッ素系樹脂をコーティングしてもよいし、または、用紙との接触面積を小さくして摩擦抵抗を小さくするために用紙搬送方向に延伸する複数の突条を形成してもよい。また、通紙ガイド部材５２は、１枚の平板状のものに限られず、例えば、複数の帯状部材または棒状部材で構成されてもよい。

第１実施形態のプリンタの概略構成図。図１における給紙ローラ対および排紙ローラ対の構成と動作を示す図。第２実施形態のプリンタの概略構成図。第３実施形態のプリンタの概略構成図。第４実施形態のプリンタの概略構成図。図５における給紙搬送部材および排紙搬送部材の構成と動作を示す図。

符号の説明

１−４…プリンタ
１６…中間転写ベルト
１８…作像ユニット
１９…感光体
２０…給紙部
２２…給紙ローラ
２４…用紙搬送経路および用紙再循環経路
２６…給紙ローラ対（給紙搬送部材）
２８…転写ローラ
３０…定着器（定着部）
３２…ガイド部材
３４…排紙ローラ対（排紙搬送部材）
３６…排紙トレイ
３８…兼用ローラ
４０…現像ラック
４２…現像ユニット
５０…給紙ローラ
５２…通紙ガイド部材
５４…排紙ローラ

Claims

定着部を通過した用紙を排紙するために搬送する対をなす排紙搬送部材と、給紙部から送り出された用紙を画像転写部へ向けて搬送する対をなす給紙搬送部材とを備え、前記排紙搬送部材の一方が前記給紙搬送部材の一方を兼ねていることを特徴とする画像形成装置。
前記排紙搬送部材および前記給紙搬送部材は、いずれもローラ対であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記給紙搬送部材を兼ねる前記一方の排紙搬送部材は、外周部が弾性体からなるローラであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記排紙搬送部材および前記給紙搬送部材は、いずれもローラと通紙ガイド部材との対からなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記定着部は前記画像転写部の上方に位置していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記給紙搬送部材を通過した用紙が前記排紙搬送部材へと至る用紙搬送経路が、両面プリント時の用紙再循環経路としても利用されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。