JP5056879B2

JP5056879B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5056879B2
Application number: JP2010066694A
Authority: JP
Inventors: 淳治上原
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: US8774701B2; JP2011197558A; US20110236101A1

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、画像形成装置の高さを低く抑えるべく、スキャナ等の露光器の厚み（高さ）寸法を着脱口側に向かうほど小さくしている。なお、着脱口とは、露光器を装置本体に対して着脱するための開口部である。

特開２００５−２９２３５６号公報

ところで、近年、紙資源の省資源化等を目的として、用紙の表裏両面に印刷が可能な両面印刷機能を有する画像形成装置の需要が増加している。
しかし、電子写真方式の画像形成装置では、定着器から排出された用紙をプロセスカートリッジの入口側に再搬送するため再搬送ユニットを必要とするため、面印刷機能を有していない画像形成装置に比べて、高さ寸法が大型化してしまう。

本願発明は、上記点に鑑み、両面印刷機能を有する画像形成装置において、高さを低く抑える技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、現像剤をシートに転写する転写手段（８）と、転写手段（８）よりシートの搬送方向下流側に設けられ、シートに転写された現像剤をシートに定着させる定着手段（５）と、転写手段（８）から定着手段（５）に至るシートの第１搬送路（Ｌ１）より下方側に設けられ、定着手段（５）から排出されたシートを転写手段（８）の入口側に再搬送するための第２搬送路（Ｌ２）を構成する再搬送手段（２０）と、第１搬送路（Ｌ１）と第２搬送路（Ｌ２）との間に配設され、第１搬送路（Ｌ１）を搬送されるシートが帯びている電荷を除去する金属製の除電部材（３０）とを備え、除電部材（３０）は、第２搬送路（Ｌ２）に露出して第２搬送路（Ｌ２）の一部を構成し、除電部材（３０）は板状に形成されており、さらに、除電部材（３０）の一方の面が第１搬送路（Ｌ１）に面し、他方の面が第２搬送路（Ｌ２）に面していることを特徴とする。

これにより、本発明では、電子写真方式の画像形成装置における必須の構成部品の１つである除電部材（３０）を利用して第２搬送路（Ｌ２）の一部を構成することができるので、第２搬送路（Ｌ２）の一部を構成するための部材を廃止することができる。

したがって、高さ方向に重なる部品点数を削減することができるので、高さ寸法を低く抑えることができるとともに、両面印刷機能を有する画像形成装置の製造原価低減を図ることが可能となる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の中央断面図である。本発明の実施形態に係る再搬送ユニット２０の斜視図である。本発明の実施形態に係る再搬送ユニット２０において、従動側の斜送ローラ２７Ｂを取り外した状態を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置のサイドフレーム３１、３２等を示す斜視図である。図４をサイドフレーム３１、３２等（但し、再搬送ユニット２０を除く。）毎に分解した分解斜視図である。図４の上面図である。図４のＡ部拡大図である。図４のＢ部拡大図である。本発明の実施形態に係る除電部材３０の斜視図である。図６のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態は、本発明に係る画像形成装置を、両面印刷機構を有する電子写真方式の画像形成装置（レーザプリンタ）に適用したものであり、以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。

１．画像形成装置の概略構成
画像形成装置１は、図１に示すように、画像形成部２、給紙装置１０及び再搬送ユニット（両面印刷ユニット）２０等から構成されており、画像形成部２は、用紙やＯＨＰシート等（以下、用紙という。）に画像を形成（印刷）する画像形成手段である。

そして、画像形成部２は、プロセスカートリッジ３、露光器４及び定着器５等からなる電子写真方式の画像形成手段であり、プロセスカートリッジ３には、現像剤像が担持される感光ドラム３Ａ、及び感光ドラム３Ａを帯電させる帯電器３Ｂ等が収納されている。

また、給紙装置１０は、画像形成部２に用紙を送り出す給紙手段であり、給紙装置１０から画像形成部２に向けて搬出された用紙は、一対のレジストローラ６まで搬送され、この一対のレジストローラ６にて斜行が矯正された後、感光ドラム３Ａに搬送される。

一方、帯電した感光ドラム３Ａは、露光器４にて露光されてその外周面に静電潜像が形成された後、現像剤（本実施形態では、粉体状のトナー）が感光ドラム３Ａに供給されることにより感光ドラム３Ａの外周面に現像剤像が担持（形成）される。

また、搬送されてきた用紙を挟んで感光ドラム３Ａと反対側に配設された転写ローラ８には、現像剤と逆極性を有する電荷が印加されており、この転写ローラ８により感光ドラム３Ａに担持されている現像剤像が用紙に転写される。

定着器５は、現像剤像の転写が終了した用紙を加熱することにより、用紙に転写された現像剤を用紙に定着させる定着手段であり、この定着器５は、加熱用の加熱ローラ５Ａ及び用紙を加熱ローラ５Ａに押し付ける加圧ローラ５Ｂ等から構成されている。

また、再搬送ユニット２０は、プロセスカートリッジ３から定着器５に至る用紙の第１搬送路Ｌ１より下方側に設けられ、定着器５から排出された用紙をプロセスカートリッジ３（レジストローラ６）の入口側に再搬送するための第２搬送路Ｌ２を構成する再搬送手段である。

そして、定着器５から排出されて画像形成が終了した用紙は、第３搬送路Ｌ３上を搬送されてその搬送方向が上方側に略１８０度転向された後、画像形成装置１の上端面側に設けられた排紙トレイ９に排出される。

また、排出ローラ９Ａは、第３搬送路Ｌ３を搬送される用紙に接触して回転することにより用紙に搬送力を付与するものであり、ピンチローラ９Ｂは、用紙を排出ローラ９Ａに押し付け、排出ローラ９Ａと協働して用紙を挟持するものである。

そして、排出ローラ９Ａは、用紙の表裏両面に画像を形成する両面印刷時には、表面への画像形成が終了した用紙の搬送の向きを反転させて第２搬送路Ｌ２に向けて用紙を再搬送する。

また、給紙装置１０は、画像形成部２に搬送される用紙が積層状態に載置される給紙トレイ１１、給紙トレイ１１に載置された用紙のうち積層方向上端に位置する用紙に接触して用紙を画像形成部２側に送出するピックアップローラ１２、並びに分離パッド１３Ａ及び分離ローラ１３Ｂ等からなる分離機構１３等から構成されている。

なお、分離機構１３は、ピックアップローラ１２により送出された複数枚の用紙のうち一方側の用紙に接触する分離パッド１３Ａにて搬送抵抗を付与しつつ、他方側の用紙に接触する分離ローラ１３Ｂにて搬送力を付与することにより、送出された複数枚の用紙を１枚ずつ分離して画像形成部２に送り出す機構である。

また、再搬送ユニット２０は、第２搬送路Ｌ２を搬送される用紙の搬送方向上流側（本実施形態では、前後方向後側）から装置本体に着脱自在に挿入装着されている。なお、以下、用紙の搬送方向及び厚み方向と直交する方向を幅方向という。因みに、本実施形態では、厚み方向が上下方向と一致することから、幅方向は、水平方向のうち左右方向と一致する。

そして、再搬送ユニット２０には、図２に示すように、第２搬送路Ｌ２を搬送される用紙に搬送力を付与する搬送ローラ２１、装置本体に設けられた駆動歯車（図示せず。）と噛み合う入力歯車２２、及び入力歯車２２に供給された駆動力を搬送ローラ２１側に伝達する第１ドライブシャフト２３等が設けられている。

また、再搬送ユニット２０のうち第２搬送路Ｌ２の幅方向一端側には、図３に示すように、駆動側の斜送ローラ２７Ａに駆動力を伝達する第２ドライブシャフト２８を跨ぐように用紙搬送方向に延びた斜送ガイド２６が組み付けられている。

そして、駆動側の斜送ローラ２７Ａ及びこれと対向配置された従動側の斜送ローラ２７Ｂ（図２参照）により、再搬送ユニット２０上を搬送される用紙の幅方向一端部が斜送ガイド２６に押し当てられるように搬送される。

これにより、搬送される用紙は、その幅方向一端部が斜送ガイド２６と接触しながら搬送方向下流側に移動していくので、用紙が搬送方向に対して傾いている場合には、その傾きが矯正される。

因みに、従動側の斜送ローラ２７Ｂは、図２に示すように、その回転軸中心線が幅方向に対して傾いているとともに、その軸端がバネ２７Ｃ等の弾性手段により駆動側の斜送ローラ２７Ａ側に押圧されている。このため、従動側の斜送ローラ２７Ｂは、用紙の移動とともに従動回転しながら用紙を駆動側の斜送ローラ２７Ａに押し付ける。

ところで、感光ドラム３Ａと転写ローラ８との間には、感光ドラム３Ａに担持されている現像剤を用紙に転写させるために高い電圧が印加されているので、プロセスカートリッジ３から排出される用紙は、電荷を帯びた状態となっている。

このため、本実施形態では、図１に示すように、第１搬送路Ｌ１を搬送される用紙が帯びている電荷を除去する金属製の除電部材３０が、第１搬送路Ｌ１と第２搬送路Ｌ２との間に配設されている。なお、除電部材３０は、電源回路（図示せず。）を経由して家庭用電源等の接地側に電気的に接続されている。

２．除電部材及びフレーム等（装置本体）の構造について
画像形成装置１の骨格部、つまり強度部材を構成するフレームは、図４〜図６に示すように、再搬送ユニット２０の幅方向両端側に配設されたサイドフレーム３１、３２、及び両サイドフレーム３１、３２間を架け渡すように両サイドフレーム３１、３２に連結されたブリッジフレーム（レジフレーム）３３等から構成されている。なお、ブリッジフレーム３３は、ネジ等の機械的締結手段にてサイドフレーム３１、３２に連結固定されている。

また、ブリッジフレーム３３は樹脂製であるのに対して、サイドフレーム３１、３２は、下部を金属又は金属にて補強された樹脂製とし、上部を樹脂製とした複合構造となっている。そして、除電部材３０は、図４に示すように、両サイドフレーム３１、３２間を架け渡すようにサイドフレーム３１、３２のうち金属部分３１Ａ、３２Ｂ（図７及び図８の斜線部）にビス３４等の機械的締結手段にて連結固定されている。

また、除電部材３０は、図９に示すように、ＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）等の金属を所定形状にプレス加工を施すことより形成された板状のものである。そして、図１に示すように、除電部材３０の上面は、第１搬送路Ｌ１の下側に面しているとともに、その一部が用紙から電荷を除去（移動）させる除電部３０Ａとして機能し、除電部材３０の下面は、その一部３０Ｂが第２搬送路Ｌ２の上側に面して第２搬送路Ｌ２に露出することにより第２搬送路Ｌ２の一部を構成している。

そして、第２搬送路Ｌ２の一部を構成する部分３０Ｂ（以下、この部分をシュート部３０Ｂという。）は、定着器５の下方側まで延びて定着器５の下方側を覆っており、除電部材３０は、シュート部３０Ｂが除電部３０Ａより下方側に位置するように階段状に折り曲げられている。

また、ブリッジフレーム３３のうち除電部３０Ａに対応する部位には、先端部が第１搬送路Ｌ１を搬送される用紙の下面側に接触して用紙の搬送を案内する案内リブ３３Ａが設けられており、この案内リブ３３Ａは、その先端部を連ねた尾根方向が用紙の搬送方向に沿って延びた突条に形成されている。

一方、除電部３０Ａには、案内リブ３３Ａが貫通するスリット状の穴３０Ｃ（図９参照）が設けられており、除電部３０Ａは、案内リブ３３Ａの先端より下方側に位置して第１搬送路Ｌ１を搬送される用紙と離間するように配置されているとともに、ビス３４にてブリッジフレーム３３に固定されている。

また、除電部材３０（シュート部３０Ｂ）のうち一対の斜送ローラ２７Ａ、２７Ｂに対して幅方向にずれた位置には、図６に示すように、第２搬送路Ｌ２を搬送される用紙が厚み方向（本実施形態では、上下方向）に変位又は撓むことを規制するための当接部３０Ｄが設けられており、この当接部３０Ｄは、シュート部３０Ｂの一部を切り欠いて図１０に示すように、シュート部３０Ｂから下方側に突出するように折り曲げられて除電部材３０（シュート部３０Ｂ）に一体的に形成されている。

なお、除電部材３０は、図４に示すように、シュート部３０Ｂの幅方向端部にてサイドフレーム３１、３２の金属部に連結されていることから、本実施形態では、図９に示すように、エンボス加工やビート加工等のプレス加工によりシュート部３０Ｂに凸部３１Ｅを形成して曲げ剛性を向上させている。因みに、本実施形態では、当接部３０Ｄ、穴３０Ｃ及び凸部３１Ｅは、同一のプレス工程に形成される。

ところで、サイドフレーム３１には、図４に示すように、帯電器３Ｂ等に高電圧を供給する高圧電気基板４１が組み付けられ、サイドフレーム３２には、各種ローラに駆動力を供給する電動モータ（図示せず。）に電力を供給する低圧電気基板４２が組み付けられており、除電部材３０は、両電気基板４１、４２の接地用電気回路の少なくとも一部を兼ねている。つまり、両電気基板４１、４２は、除電部材３０を介して家庭用電源等の接地側に電気的に接続されている。

３．本実施形態に係る画像形成装置の特徴
本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置における必須の構成部品の１つである除電部材３０を利用して第２搬送路Ｌ２の一部を構成しているので、第２搬送路Ｌ２の一部を構成するための部材を廃止することができる。

したがって、高さ方向に重なる部品点数を削減することができるので、高さ寸法を低く抑えることができるとともに、両面印刷機能を有する画像形成装置１の製造原価低減を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、除電部材３０は、第１搬送路Ｌ１のみならず、第２搬送路Ｌ２にも露出しているので、両面印刷を行う場合には、第１搬送路Ｌ１及び第２搬送路Ｌ２にて用紙を除電することができ、確実に用紙が帯びている電荷を除去することができる。

ところで、定着器５は、現像剤を加熱することにより現像剤を用紙に定着させるので、定着器５は高温となる。
これに対して、本実施形態では、除電部材３０は、定着器５の下方側まで延びて定着器５の下方側を覆っていることを特徴としているので、耐熱強度の高い金属製の部材で定着器５を覆うこととなり、定着器５を効果的に保護することができる。

ところで、本実施形態では、定着器５から排出された用紙の搬送方向を上方側に転向させて排紙トレイ９に導く第３搬送路Ｌ３が設けられているが、この第３搬送路Ｌ３の曲率半径が小さくなると、第３搬送路Ｌ３を搬送される用紙が弓なりに湾曲したままの状態となる曲がり癖（カール）が発生し易くなる。

この曲がり癖に対しては、排出ローラ９Ａから定着器５の出口までの距離Ｄ１（図１参照）を大きくして第３搬送路Ｌ３の曲率半径を大きくすれば解決することができるものの、第３搬送路Ｌ３の曲率半径を大きくすると、画像形成装置の高さ寸法が必然的に大型化してしまう。

これに対して、本実施形態では、除電部材３０は、除電部材３０のうち定着器５の下方側を覆う部分（シュート部３０Ｂ）が、図１に示すように、第１搬送路Ｌ１に面する部分より下方側に位置するように折り曲げられて階段状となっているので、除電部材３０を単純な平面状とした場合に比べて、定着器５の出口位置を下方側に位置させることができる。

したがって、排出ローラ９Ａから定着器５の出口までの距離Ｄ１を大きくして第３搬送路Ｌ３の曲率半径を大きくして曲がり癖の発生を抑制しつつ、画像形成装置１の高さ寸法を低く抑えることができる。

因みに、図１では、距離Ｄ１の理解を容易にするため、加熱ローラ５Ａと排出ローラ９Ａとの中心間距離を示しているが、排出ローラ９Ａから定着器５の出口までの距離は、図示された距離Ｄ１の増大に応じて増大する。

また、本実施形態では、プロセスカートリッジ３及び定着器５を挟んで水平方向両側には、骨格部材をなすサイドフレーム３１、３２が設けられており、さらに、除電部材３０は、両サイドフレーム３１、３２間を架け渡すように両サイドフレーム３１、３２に連結されていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、除電部材３０を強度メンバーとして機能させることができるので、強度部材を別途設けることなく、画像形成装置１の剛性を向上させることができる。

また、本実施形態では、両サイドフレーム３１、３２それぞれには、電気基板４１、４２が組み付けられており、さらに、除電部材３０は、両電気基板４１、４２の接地用電気回路の少なくとも一部を兼ねていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、接地用電気回路を別途設ける場合に比べて、部品点数を削減できるので、画像形成装置１の製造原価低減を図ることができる。
また、本実施形態では、第２搬送路Ｌ２を搬送される用紙に搬送力を付与する一対の斜送ローラ２７Ａ、２７Ｂが設けられており、除電部材３０のうち一対の斜送ローラ２７Ａ、２７Ｂに対して幅方向にずれた位置には、第２搬送路Ｌ２を搬送される用紙が厚み方向に変位又は撓むことを規制するように突出した当接部３０Ｄが一体形成されていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、搬送される用紙が第２搬送路Ｌ２にて損傷又は詰まってしまうことを抑制することができるとともに、当接部３０Ｄを別部材で設ける場合に比べて、部品点数を削減できるので、画像形成装置１の製造原価低減を図ることができる。

４．発明特定事項と実施形態との対応関係
本実施形態では、転写ローラ８が特許請求の範囲に記載された転写手段に相当し、定着器５が特許請求の範囲に記載された定着手段に相当し、再搬送ユニット２０が特許請求の範囲に記載された再搬送手段に相当し、一対の斜送ローラ２７Ａ、２７Ｂが特許請求の範囲に記載された搬送ローラに相当する。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、モノクロ方式の画像形成装置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラー方式の画像形成装置にも適用できる。

また、上述の実施形態では、シュート部３０Ｂが除電部３０Ａより下方側に位置するように、除電部材３０が階段板状に折り曲げられていたが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、シュート部３０Ｂが定着器５の下方側を覆っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１…画像形成装置、２…画像形成部、３…プロセスカートリッジ、
３Ａ…感光ドラム、４…露光器、５…定着器、６…レジストローラ、
８…転写ローラ、９…排紙トレイ、９Ａ…排出ローラ、９Ｂ…ピンチローラ、
１０…給紙装置、１１…給紙トレイ、１２…ピックアップローラ、１３…分離機構、
２０…再搬送ユニット、２１…搬送ローラ、２２…入力歯車、２６…斜送ガイド、
２７Ａ、２７Ｂ…斜送ローラ、２８…第２ドライブシャフト、３０…除電部材、
３０Ａ…除電部、３０Ｂ…シュート部、３０Ｃ…穴、３０Ｄ…当接部、
３１、３２…サイドフレーム、３３…ブリッジフレーム、３３Ａ…案内リブ、
３４…ビス、４１…高圧電気基板、４２…低圧電気基板。

Claims

現像剤をシートに転写する転写手段と、
前記転写手段よりシートの搬送方向下流側に設けられ、シートに転写された現像剤をシートに定着させる定着手段と、
前記転写手段から前記定着手段に至るシートの第１搬送路より下方側に設けられ、前記定着手段から排出されたシートを前記転写手段の入口側に再搬送するための第２搬送路を構成する再搬送手段と、
前記第１搬送路と前記第２搬送路との間に配設され、前記第１搬送路を搬送されるシートが帯びている電荷を除去する金属製の除電部材とを備え、
前記除電部材は、前記第２搬送路に露出して前記第２搬送路の一部を構成し、
前記除電部材は板状に形成されており、
さらに、前記除電部材の一方の面が前記第１搬送路に面し、他方の面が前記第２搬送路に面していることを特徴とする画像形成装置。
前記除電部材は、前記定着手段の下方側まで延びて前記定着手段の下方側を覆っ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。
前記転写手段及び前記定着手段の上方側に設けられ、画像形成が終了したシートが載置される排出トレイと、
前記定着手段から排出されたシートの搬送方向を上方側に転向させて前記排出トレイに導く第３搬送路に設けられ、シートに搬送力を付与する排出ローラとを備え、
前記除電部材は、前記除電部材のうち前記定着手段の下方側を覆う部分が前記第１搬送路に面する部分より下方側に位置するように折り曲げられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記除電部材のうち前記定着手段の下方側を覆う部分が前記第２搬送路に面して前記第２搬送路の一部を構成していることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記転写手段及び前記定着手段を挟んで水平方向両側には、骨格部材をなすサイドフレームが設けられており、
さらに、前記除電部材は、前記両サイドフレーム間を架け渡すように前記両サイドフレームに連結されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記両サイドフレームそれぞれには、電気基板が組み付けられており、
さらに、前記除電部材は、前記両電気基板の接地用電気回路の少なくとも一部を兼ねていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記第２搬送路を搬送されるシートに搬送力を付与する斜送ローラが設けられており、
前記第２搬送路を搬送されるシートの搬送方向及び厚み方向と直交する方向を幅方向と呼ぶとき、
前記除電部材のうち前記斜送ローラに対して前記幅方向にずれた位置には、前記第２搬送路を搬送されるシートが前記厚み方向に変位又は撓むことを規制するように突出した当接部が一体形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。