JP5277627B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは排出されたシートを精度良く検知することができる画像形成装置に関する。

従来、上下一対の排出ローラ２の付近には排紙センサ４が存在し、シート１の後端を検知する等の目的で用いられている。図１０（ａ）は従来のシート検出機構の概略図で、図１０（ｂ）は図１０（ａ）において前方から見たときのシート検出機構の概略図である。従来、シート１は前方から排紙されるとき、加熱ローラ３による熱の影響でシート１は撓んだ状態で搬送されるため、排紙センサの検知精度が低下するという問題があった。

一方、転写ベルト上のトナーパターンをセンサで検知する際に、センサを搬送ローラの表面に対向させてベルトの波うちを矯正して検知を行っていた。これにより精度よく安定してトナーパターンを検出可能とする技術が［特許文献１］に開示されている。
特開２００３−７６１１１号公報

しかしながら、加熱ローラ３の下流側に位置する排出ローラ２においては、シート１は排出ローラ２にニップされた状態で排出される。そのため、特許文献１に挙げたようにセンサをローラに対向させることは不可能である。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、良好にシートを検出可能な画像形成装置の提供を目的とする。

この目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置は、現像材をシートに定着させるための定着手段と、前記定着手段より搬送される前記シートをニップして排出するために対向して互いに接触するすくなくとも一対のローラを有する排出手段と、アクチュエータを有するとともに前記定着手段から搬送される前記シートの検出を行うシート検出手段を備えた画像形成装置において、前記シート検出手段のアクチュエータは、前記定着手段と前記排出手段の間で、かつ前記排出手段の幅内の搬送経路上に配置され、前記一対のローラの一方は中央揃えで排出される前記記録シート中央に当接する中央ローラであって、前記アクチュエータは前記中央ローラの幅内の搬送経路上に設置され、前記中央ローラの外周には、円周方向にのび、かつ前記アクチュエータが侵入可能な溝部が設けられていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の画像形成装置は、現像材をシートに定着させるための定着手段と、前記定着手段より搬送される前記シートをニップして排出するために対向して互いに接触するすくなくとも一対のローラを有する排出手段と、アクチュエータを有するとともに前記定着手段から搬送される前記シートの検出を行うシート検出手段を備えた画像形成装置において、前記シート検出手段のアクチュエータを前記定着手段と前記排出手段の間で、かつ前記排出手段の幅内の搬送経路上に配置し、前記一対のローラの一方は中央揃えで排出される前記記録シート中央に当接する中央ローラであって、前記アクチュエータは前記中央ローラの幅内の搬送経路上に設置され、前記シートを検出するためのアクチュエータを有する第二の検出手段を備え、前記第二の検出手段のアクチュエータは、前記排出手段の幅内で、且つ、前記排出手段の下流側の搬送経路上に配置されたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の画像形成装置は、前記定着手段は加熱ローラと加圧ローラとから構成され、前記アクチュエータは加圧ローラ側に配置されることを特徴とする。

以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載の発明は、良好にシートを検出可能である。また、中央ローラの幅内の搬送路にアクチュエータを配置することにより、特に中央揃えで搬送されるシートを良好に検出可能である。また、排出手段に溝部を設けてアクチュエータを溝部内に位置させて、アクチュエータと排出手段との距離を近づけることが可能なので、画像形成装置の小型化に貢献する。

また、請求項２に記載の発明は、さらに第二の検出手段のアクチュエータを排出手段の幅内の搬送路で排出手段の下流側に備えることで、特に両面印刷時に排出手段から排出されるシートを良好に検出可能である。

また、請求項３に記載の発明は、加熱ローラから排出されるシートを良好に検出可能である。

（第一の実施例）
［画像形成装置の概略構成］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は画像形成装置であるレーザプリンタ５の中央断面図の概略図である。以下、図１のように上下および前後を定義する。レーザプリンタ５は略箱型の筐体７をもつ。筐体７はシート１を供給する給紙部９、画像を形成する画像形成部１１、シート１に形成された画像を定着させる熱定着部１２などから構成される。

給紙部９は、着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６の前端側の上方に設けられた給紙ローラ１３と、給紙ローラ１３に対しシート１の搬送方向の下流側（以下、シート１の搬送方向上流側または下流側を、単に、上流側または下流側とする。）に設けられたレジストローラ１５から成る。給紙ローラ１３によって給紙トレイ６から給紙されたシート１は、レジストローラ１５に送られる。レジストローラ１５は、一対のローラから構成されており、シート１を所定のレジスト後に、画像形成部１１に送る。

筐体７の中央部に位置する画像形成部１１は、プロセスカートリッジ１０、露光手段であるスキャナユニット１７を備えている。

スキャナユニット１７は、筐体７内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、モータにより回転駆動されるポリゴンミラー１８、レンズ２０、反射鏡８などを備えている。レーザ発光部から発光される所定の画像データに基づくレーザビームＬは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１８、レンズ２０、反射鏡８の順に通過あるいは反射させて、後述するプロセスカートリッジ１０の像担持体である感光体３５の表面上に高速走査にて照射されている。

プロセスカートリッジ１０はスキャナユニット１７の下方に配置され、筐体７に対して着脱自在に装着されるように構成されている。このプロセスカートリッジ１０は感光体３５を備えるとともに、帯電器３７、供給ローラ３１、現像ローラ３３、現像材であるトナーが収納されるトナー収納室２９を有している。トナーは供給ローラ３１の回転によって現像ローラ３３の表面に担持され、現像ローラ３３によって静電潜像を形成する感光体３５まで送られる。また、感光体３５は現像ローラ３３と対向するようにして回転可能に配設されており、本体が接地されるとともに、その表面がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。

そして、感光体３５の表面は、感光体３５の回転に伴い、感光体３５の上部に備えられた帯電器３７により一様に正帯電された後、スキャナユニット１７からのレーザビームＬの高速走査により露光され、それにより所定の画像データに基づく静電潜像が形成される
。その後、現像ローラ３３と対向した時に、現像ローラ３３上に担持されかつ正帯電されているトナーが、その感光体３５の表面に形成された静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体３５の表面のうち、レーザビームＬによって露光され電位が下がっている部分に供給されて選択的に担持されることによって可視像化され、これによって反転現像が達成される。

転写ローラ１６は、感光体３５の下方において、筐体７側において回転可能に支持された状態で、感光体３５と対向するように配置されている。この転写ローラ１６は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、感光体３５に対して所定の転写バイアスが印加されている。そのため、感光体３５上に担持されたトナーからなる可視像は、シート１が感光体３５と転写ローラ１６との間を通る間にシート１に転写され、熱定着部１２に搬送される。

熱定着部１２はプロセスカートリッジ１０の下流側に配設される。図２は熱定着部１２の斜視図であり、図３は、図２における熱定着部１２の中央断面図である。熱定着部１２は筐体７内に固定されるケーシング３０を備え、このケーシング３０は絶縁体で構成され、本発明の定着手段を構成する加熱手段としての加熱ローラ３および加圧手段としての加圧ローラ２１がそれぞれ回転可能に支持されている。また、加熱ローラ３及び加圧ローラ２１の下流側には、本発明の排出手段を構成する上下一対の排出ローラ６８が回転可能に支持されている。そして、加熱ローラ３及び加圧ローラ２１との間から排出されたシート１を検出するアクチュエータ２５が、ケーシング３０に支持されている。

加熱ローラ３は、金属製であって内部にヒータ（図示しない）を備えている。また、加圧ローラ２１は少なくとも表面がゴム等クッション性のある材料で出来たローラである。もちろん、加熱ローラ３の表面をクッション性のある材料で形成し、加圧ローラ２１の表面を硬い材料で形成してもよい。加熱ローラ３は筐体７内にあるモータ（図示しない）によって回転駆動され、加熱ローラ３及び加圧ローラ２１が上下方向で接触することにより、両者間にシート１がニップされつつ搬送される。

プロセスカートリッジ１０においてシート１上に転写されたトナーは、シート１が加熱ローラ３及び加圧ローラ２１間にニップされて通過する間に熱定着せしめられる。なお、加熱ローラ３および加圧ローラ２１は無端ベルト等他の加熱及び加圧手段で代替することもできる。

熱定着されたシート１は、下流側に位置する排出ローラ６８によってニップされてさらに下流に搬送され、更に筐体７内の上部に位置する一対の送りローラ２８（図１参照）によって筐体７の外に排出される。

なお、本発明は本実施例に挙げた機構に限らず、様々な変形が可能である。例えば本実施例ではモノクロのレーザプリンタを挙げたが、カラーレーザプリンタであってもよいし、ＬＥＤプリンタ等であってもよい。
［排出されるシートの検出機構］
次に、熱定着部１２から排出されるシート１の検出機構について説明する。図４は、図２におけるアクチュエータ２５および排出ローラ６８を示す斜視図である。排出ローラ６８を構成する上排出ローラ２７は、ローラ２７Ａ，ローラ２７Ｂ，ローラ２７Ｃ，ローラ２７Ｄ，ローラ２７Ｅから成り、所定の間隔をおいて、それぞれがケーシング３０（図２参照）に回転可能に支持されている。

また、上排出ローラ２７の回転軸に平行に配置された回転軸３４Ｆには、ローラ３４Ａ，ローラ３４Ｂ，ローラ３４Ｃ，ローラ３４Ｄ，ローラ３４Ｅが所定の間隔で固定されて
おり、これらローラ３４Ａ，ローラ３４Ｂ，ローラ３４Ｃ，ローラ３４Ｄ，ローラ３４Ｅによって排出ローラ６８を構成するところの下排出ローラ３４が構成される。ローラ３４Ａ，ローラ３４Ｂ，ローラ３４Ｃ，ローラ３４Ｄ，ローラ３４Ｅはそれぞれローラ２７Ａ，ローラ２７Ｂ，ローラ２７Ｃ，ローラ２７Ｄ，ローラ２７Ｅに対向して配置されている。下排出ローラ３４の回転軸３４Ｆは筐体７に設けられた、図示しないモータの回転駆動によって回転可能であり、搬送されるシート１は、本発明を構成する排出ローラ６８によってニップされ、下流側へ排出される。また、ここでは中央揃えで排出されるシート１の中央に当接する下排出ローラ３４Ｃによって、本発明を構成する中央ローラ４７が構成される。

アクチュエータ２５は、加圧ローラ２１と排出ローラ６８の間で、かつ下排出ローラ３４の回転軸３４Ｆに平行に配置された軸部３６と、軸部３６の一端から垂直に出た突起部４５と、軸部３６の他端から垂直に突出した遮光部４１とで構成されている。アクチュエータ２５の突起部４５は中央ローラ４７の幅内で、かつ定着手段と排出ローラ６８との間のシート１の搬送経路上に突出している。

センサ部２３は、筐体７に備えられており、アクチュエータ２５の遮光部４１を挟む形で配置されている。センサ部２３は発光側と受光側に分けられ、発光側から受光側に向けて光が発せられている。

シート１の搬送時において、アクチュエータ２５の突起部４５にシート１が当接していないときは、バネ部材（図示しない）によって図４において時計周り方向に常に付勢され、ケーシング３０に設けられたストッパ部材（図示しない）によってアクチュエータ２５の遮光部４１がセンサ部２３の受光を妨げる位置に配置されている。また、このとき突起部４５の先端が搬送経路上に突出する位置に固定されている。

シート１が定着されて下流に排出され、シート１の先端がアクチュエータ２５の突起部４５に当接すると、アクチュエータ２５はバネ部材の力に抗して図４における反時計回り方向に回動する。このとき、センサ部２３の受光を妨げていたアクチュエータ２５の遮光部４１も回動することで、センサ部２３から退避される。すると、センサ部２３は発光側から受光側へ光を当てることが可能となる。センサ部２３が受光を検知することによって、シート１の搬送が検知される。

シート１が下流に搬送されてシート１の後端がアクチュエータ２５の突起部４５から離れると、アクチュエータ２５はシート１による力から開放されるので、バネ部材の作用により図４において逆時計回りに回動する。このとき、アクチュエータ２５の遮光部４１は再びセンサ部２３の受光を妨げる位置に戻される。センサ部２３は受光が再び妨げたことを検知することによって、シート１後端の排出を検知する。尚、アクチュエータ２５とセンサ部２３とにより本発明のシート検出手段が構成されている。

定着されたシート１はニップされながら排出ローラ６８に搬送される。図５（ａ）は熱定着部１２の中央断面図で、図５（ｂ）は図５（ａ）を前方から見たときの排出ローラ６８とアクチュエータ２５を示す概略図である。図では、シート１が排出ローラ６８によってニップされて後方に排出される状態を表している。

図５（ｂ）において、排出ローラ６８によりニップされた部分のシート１は、ニップされていない部分に比べてたわみが矯正されている。このとき、シート１を排出する中央ローラ４７の幅内に設置されたアクチュエータ２５の突起部４５の先端が当接するのは、シート１の撓みが矯正された部分である。したがって、アクチュエータ２５はシート１の撓みが矯正された位置でシート１の後端を精度良く検知可能となる。

以上のように構成されたレーザプリンタ５において、給紙部９から画像形成部１１に搬送されたシート１は、感光体３５に形成されたトナー像を転写されて熱定着部１２に搬送される。その後、シート１は熱定着部１２においてトナー像を熱定着されて排出ローラ６８に搬送される。下流の排出ローラ６８に搬送されたシート１は、上ローラ２７および下ローラ３４によってニップされて搬送される。この時アクチュエータ２７は排出ローラ６８によってたわみが矯正された位置にてシート１を検知することができる。その後、シート１は下流の送りローラ２８によって筐体７外に排出される。

（実施例２）
［排出ローラに溝を加えたシート検出機構］
本実施例では、実施例１に記載のシート検出機構において、排出ローラ６８の一部に溝を加えた場合の実施例について、詳細に説明する。印刷プロセスに関しては実施例１と同じなのでここでは割愛し、また実施例１と同様のものには、同じ符号を付して説明する。

図６はアクチュエータ２５と排出ローラ６８の斜視図である。図において、排出ローラ６８は中央ローラ４７Ｂの外周には、円周方向にのびる溝部４９を有している。また、アクチュエータ２５はシート１が定着されてから搬送されてシート１の前端がアクチュエータ２５に当接するとき、突起部４５の先端が中央ローラ４７Ｂの溝部４９内に侵入されるよう構成されている。

図７（ａ）は熱定着部１２の中央断面図の概略図で、図７（ｂ）は図７（ａ）を前方から見
たときの排出ローラ６８とアクチュエータ２５を示す概略図である。中央ローラ４７Ｂの幅内にアクチュエータ２５が配置された事に加え、中央ローラ４７Ｂに溝部４９が形成されて径が細くなっている。シート１が加熱ローラ３と加圧ローラ２１の間から排出されると、シート１の前端がアクチュエータ２５の突起部４５に当接し、アクチュエータ２５が反時計回りに回動する。

このとき、突起部４５の先端は中央ローラ４７Ｂに設けられた溝部４９に侵入するため、アクチュエータ２５が回動しても中央ローラ４７Ｂに接触しない。また、上排出ローラ２７Ｃと中央ローラ４７Ｂにニップされたシート１は、溝部４９においてたわみが矯正されている。

この構成によって良好にシート１の後端が検知できるという実施例１に記載の効果に加え、排出ローラ６８について中央ローラ４７Ｂに溝部４９を形成して径が細くなった分だけ後方に配置することを可能にし、レーザプリンタ５全体の小型化に貢献する。

なお、本実施例では一つの中央ローラ４７Ｂに溝部４９を形成しているが、中央ローラ４７Ｂを二つに分割し、間隔をあけて配置することにより溝部４９を形成するようにしてもよい。

（実施例３）
［両面印刷時のシート検出機構］
ここではさらなる変形例として両面印刷における本発明の実施例を詳細に説明する。図１のレーザプリンタ５の筐体７下方には、実施例１または２で示した片面搬送時におけるシート１の搬送経路のほかに、両面印刷用搬送経路３９が設けられている。両面印刷の場合、シート１はまず実施例１に示した印刷プロセスを経て送りローラ２８まで搬送される。このとき送りローラ２８が逆回転することでシート１は再び筐体７内に戻される。戻されたシート１はシート１の弾性力により、片面印刷時の搬送経路には戻らずに両面印刷用
搬送経路３９に搬送される。

搬送されたシート１は片面印刷時とは逆の面を上にして、再び画像形成部１１に搬送される。ここでシート１は片面印刷時と同様のプロセスを経て画像を形成され、下流に搬送されて筐体７の外に排出される。

図１で両面印刷時のシート搬送において、確実に両面印刷用搬送経路に搬送するためには、シート１の後端が排出ローラ６８から完全に排出されなければならない。したがって、排出ローラ６８からのシート排出を確実に検知できる機構が必要となる。

図８はアクチュエータと排出ローラ６８の斜視図である。実施例１で設けたアクチュエータ２５に加え、本発明における第二の検出手段のアクチュエータとしての第二アクチュエータ５１と第二センサ部５３を設ける。第二アクチュエータ５１はアクチュエータ２５と同様の形状であり、ケーシング３０に回動可能に設けられる。突起部７０は中央ローラ４７の幅内で、かつ排出ローラ６８の下流側のシート搬送経路上に設けられる。また、第二センサ部５３は筐体７に設けられており、シート１の検出方法は実施例１に示したものと同様である。

この構成において、シート１が排出ローラ６８から排出されるとき、第二アクチュエータ５１の突起部７０の先端は、シート１の撓みを排出ローラ６８のニップによって矯正された部分と当接する。したがって、第二アクチュエータ５１はシート１の撓みが矯正された位置にて、排出ローラ６８から排出されるシート１の後端を検知可能となる。

さらに、変形例として実施例２と組み合わせることも可能である。図９はアクチュエータ２５と排出ローラ６８の斜視図である。図では中央ローラ４７Ｂに溝部４９がもうけられている。このような構成にすることで、良好なシート後端検知に加えて小型化することも可能である。もちろん両面印刷機構を有しないレーザプリンタにおいても、第二の検出手段を備えることで、より確実にシート排出を検知可能な構成にしてもよい。

以上のように実施例では排出されるシート１の撓みを矯正し、良好にシート後端部を検出することが可能となる。なお、本発明は、この形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変形可能である。例えば検出手段はシートの排出を検知できる機構であれば他の方式でも構わないし、対となる上下排出ローラのどちらに溝部４９を設けても構わない。

また画像形成装置の仕様によっては中央揃えではなく右揃えであったり左揃えで排出されたりするので、装置の仕様に合わせて左端または右端の下排出ローラ３４の幅内にアクチュエータ２５の突起部４５を配置してもよい。

また、排出ローラ６８のそれぞれに突起部４５を対応させてもよいし、ローラの数も実施例に限定されない。例えば、上排出ローラ２７，下排出ローラ３４ともそれぞれ一本のローラでシート１をニップしてもよい。

本発明に係るレーザプリンタ５の中央断面図である。 レーザプリンタ５の熱定着部１２の斜視図である。 図２における熱定着部１２の中央断面図である。 図２におけるアクチュエータ２５および排出ローラ６８を示す斜視図である。 （ａ）は図２における熱定着部１２の中央断面図である。 （ｂ）は図５（ａ）を前方から見たときの排出ローラ６８とアクチュエータ２５の概略図である。 実施例２におけるアクチュエータ２５および排出ローラ６８を示す斜視図である。 （ａ）は熱定着部１２の中央断面図である。 （ｂ）は図７（ａ）を前方から見たときの排出ローラ６８とアクチュエータ２５の概略図である。 実施例３におけるアクチュエータと排出ローラ６８の斜視図である。 アクチュエータ２５と、中央ローラ４７に溝部４９が設けられた排出ローラ６８の斜視図である。 （ａ）は従来のシート検出機構の概略図である。 （ｂ）は図１０（ａ）において後ろ側から見たときの従来のシート検出機構の概略図である。

３ 加熱ローラ
５ レーザプリンタ
１１ 画像形成部
１２ 熱定着部
２１ 加圧ローラ
２３ センサ部
２５ アクチュエータ
２７ 上排出ローラ
３４ 下排出ローラ
４７ 中央ローラ
４９ 溝部
５１ 第二アクチュエータ
５３ 第二センサ部
７０ 第二アクチュエータの突起部

Claims (3)

1. 現像材をシートに定着させるための定着手段と、
   前記定着手段より搬送される前記シートをニップして排出するために対向して互いに接触するすくなくとも一対のローラを有する排出手段と、
   アクチュエータを有するとともに前記定着手段から搬送される前記シートの検出を行うシート検出手段を備えた画像形成装置において、
   前記シート検出手段のアクチュエータは、前記定着手段と前記排出手段の間で、かつ前記排出手段の幅内の搬送経路上に配置され、
   前記一対のローラの一方は中央揃えで排出される前記記録シート中央に当接する中央ローラであって、前記アクチュエータは前記中央ローラの幅内の搬送経路上に設置され、
   前記中央ローラの外周には、円周方向にのび、かつ前記アクチュエータが侵入可能な溝部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 現像材をシートに定着させるための定着手段と、
   前記定着手段より搬送される前記シートをニップして排出するために対向して互いに接触するすくなくとも一対のローラを有する排出手段と、
   アクチュエータを有するとともに前記定着手段から搬送される前記シートの検出を行うシート検出手段を備えた画像形成装置において、
   前記シート検出手段のアクチュエータは、前記定着手段と前記排出手段の間で、かつ前記排出手段の幅内の搬送経路上に配置され、
   前記一対のローラの一方は中央揃えで排出される前記記録シート中央に当接する中央ローラであって、前記アクチュエータは前記中央ローラの幅内の搬送経路上に設置され、
   前記シートを検出するためのアクチュエータを有する第二の検出手段を備え、前記第二の検出手段のアクチュエータは、前記排出手段の幅内で、且つ、前記排出手段の下流側の搬送経路上に配置されたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記定着手段は加熱ローラと加圧ローラとから構成され、前記アクチュエータは加圧ローラ側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。