JP5307945B1 - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の小型化に寄与し、排出従動ローラの熱の影響によって支持部材の軸部が変形することを防ぐ構造を持つこと。
【解決手段】各排出従動ローラ３０７ｂは、支持部材４１１に回動自在に取り付けられる。支持部材４１１は、熱可塑性樹脂で形成され、軸部４１１ｂにおいて本体４５１に揺動可能に軸支される。コイルバネ４１２は、その軸心が鉛直になるように本体４５１に設置され、支持部材４１１を弾押する。排出従動ローラ３０７ｂの両端面から等距離にある中央面において、排出従動ローラ３０７ｂの軸心Ｃを通る鉛直線Ｌが、コイルバネ４１２の外周Ｒの内部を通るように、コイルバネ４１２が設置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、両面印刷機能を備える画像形成装置に関する。

近年、プリンタ、複写機、ＦＡＸ等の機能を備えたデジタル複合機（ＭＦＰ：Multifunction Printer）等の画像形成装置が普及している。画像形成装置は概ね事務処理に必要な機能をすべて備えており、コンパクトで場所を取らず、コスト的にも優れているため今後益々の普及が見込まれる。

また、画像形成装置には、一方の面に画像を形成した後、他方の面に画像を形成する両面印刷機能を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。両面印刷では、画像形成部において一方の面に画像を形成した後、用紙を両面通紙路へ送り込み反転させて、再び画像形成部へ送り込むことで、他方の面にも画像が形成される。

特許文献１には、用紙の反転と排出とを一組のローラ群によって操作することにより、高速化及び小型化を同時に実現した両面印刷機能を備えた画像形成装置が記載されている。

特開２０００−２６００２号公報

画像形成装置では、排出駆動ローラ（特許文献１の駆動ローラ１３−１）と排出従動ローラ（特許文献１の排出ローラ１３−３）との間で用紙を挟圧して排出する。このため、排出従動ローラは、回動自在かつ揺動可能に取り付けられ、常時、排出駆動ローラへ向かう付勢力を受けている。

そして、排出従動ローラには、定着された用紙の熱が伝わる。近年、装置の小型化、両面印刷の高速化により、排出従動ローラの温度上昇は大きくなってきている。

しかしながら、特許文献１では、排出従動ローラを支持する支持部材に対する、排出従動ローラの熱の影響について考慮していない。また、特許文献１では、支持部材の構造についても考慮していない。

本発明の目的は、画像形成装置の小型化に寄与し、排出従動ローラの熱の影響によって支持部材の軸部が変形することを防ぐ構造を持つ排出部を有する画像形成装置を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、記録媒体を排出する際に駆動回転する排出駆動ローラと、下方から前記排出駆動ローラに弾接し、前記排出駆動ローラの駆動によって従動回転する排出従動ローラと、熱可塑性樹脂により形成され、画像形成装置本体に揺動可能に取り付けられ、前記排出従動ローラを回動自在に軸支する支持部材と、軸心が鉛直になるように収容され、前記排出従動ローラが前記排出駆動ローラに対して付勢されるよう前記支持部材を弾押するコイルバネと、を具備し、前記排出従動ローラの両端面から等距離にある中央面において、前記排出従動ローラの軸心を通る鉛直線が前記コイルバネの外周の内部を通るように、前記コイルバネが設置される、構成を採る。

本発明によれば、画像形成装置の小型化に寄与し、コストを抑制にすることができる。さらに、本発明によれば、排出従動ローラの熱の影響によって支持部材が高温となっても、支持部材の軸部が殆ど変形しないようにすることができる。

本発明の一実施の形態における画像形成システムの全体構成図 本発明の一実施の形態における印刷装置の構成を示す図 本発明の一実施の形態における印刷装置の排出部の正面図 本発明の一実施の形態における印刷装置の排出部の側面断面図

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。

［画像形成システムの全体構成］
図１は、画像形成装置（ＭＦＰ）１００とホストコンピュータ（ＰＣ）２００とから構成される画像形成システムの全体構成図を示す。

図１において、ＵＳＢ２００ａは、画像形成装置１００とホストコンピュータ２００とを接続し、画像形成装置１００とホストコンピュータ２００のプリンタドライバとの間のデータ又は命令を伝送する。ネットワーク２００ｂは、例えば、Ethernet（登録商標）等のネットワークであり、モデムを介して電話回線に接続したり、ＷＡＮに接続したりすることができる。

画像形成装置１００は、カセット１０（給紙トレイ）又はＭＰＴ（Multi Purpose Tray）２０（手差しトレイ）に収容された記録媒体（以下、「用紙」とする）を取り出して、印刷装置３０に送出し、印刷装置３０において画像データを用紙に印刷し、画像データが印刷された用紙を排紙口４０へ排紙する。

ホストコンピュータ２００は、ＵＳＢ２００ａ又はネットワーク２００ｂを介して、画像形成装置１００に対して、印刷データ及び命令（コマンド）を送信する。

［印刷装置３０の構成］
図２は、印刷装置３０の構成を示す図である。印刷装置３０は、用紙（記録媒体）の一方の面に画像を形成した後、用紙の他方の面に画像を形成する両面印刷機能を備える。

図２に示す印刷装置３０は、用紙を搬送する通紙路として、片面通紙路３１（実線）と、両面通紙路３２（破線）と、を有する。片面通紙路３１は、片面印刷時又は両面印刷時に用紙が搬送される搬送路であり、給紙、画像形成、定着、排紙が行われる搬送路である。両面通紙路３２は、両面印刷時に用紙が搬送される通紙路である。両面通紙路３２は、用紙を反転（スイッチバック）させるための通紙路３２ａと、反転された用紙を再度片面通紙路３１へ合流させるための通紙路３２ｂと、片面通紙路３１から通紙路３２ｂへ用紙を送り込むための通紙路３２ｃと、から構成される。

トップセンサ３０１は、トップセンサ３０１上を用紙が通過しているか否かを検知する。具体的には、トップセンサ３０１は、トップセンサ３０１上を用紙が通過していない場合、ＯＦＦ信号を生成し、トップセンサ３０１上を用紙が通過している場合、ＯＮ信号を生成する。

画像形成部３０２は、画像データに応じたトナー画像を、搬送されてきた用紙に転写することで、用紙上に画像を形成する。定着部３０３は、用紙に転写されたトナー画像を定着させる。

排紙センサ３０４は、排紙センサ３０４上を用紙が通過しているか否かを検知する。具体的には、排紙センサ３０４は、トップセンサ３０１と同様、排紙センサ３０４上を用紙が通過していない場合、ＯＦＦ信号を生成し、排紙センサ３０４上を用紙が通過している場合、ＯＮ信号を生成する。

排紙ローラ３０５は、定着部３０３に後続して配置され、搬送された用紙を切替レバー３０６の方向に搬送する。

切替レバー３０６は、排紙ローラ３０５によって搬送される用紙の搬送先を、片面通紙路３１、及び、両面通紙路３２の何れか一方に切り替える。切替レバー３０６が位置３０６ａの状態では、用紙は、両面通紙路３２上を排出部３０７方向に搬送される。一方、切替レバー３０６が位置３０６ｂの状態では、用紙は両面通紙路３２上を排出部３０７方向に搬送される。

排出部３０７は、排紙口４０に近接して配置された排出駆動ローラ３０７ａ、排出従動ローラ３０７ｂ、スイッチバックローラ３０７ｃを備える。排出駆動ローラ３０７ａと排出従動ローラ３０７ｂとにより、片面通紙路３１上を搬送される用紙を排紙口４０へ排出する排出ローラを構成する。また、排出駆動ローラ３０７ａとスイッチバックローラ３０７ｃとにより、両面通紙路３２（通紙路３２ａ）上を搬送される用紙の搬送方向を反転させる反転ローラを構成する。

以下では、片面通紙路３１上を搬送される用紙を排紙口４０へ排紙する際の排出駆動ローラ３０７ａ、排出従動ローラ３０７ｂ及びスイッチバックローラ３０７ｃの回転処理を「正転処理」と呼び、「正転処理」と逆回転の処理を「逆転処理」と呼ぶ。つまり、正転処理では、排出駆動ローラ３０７ａと排出従動ローラ３０７ｂとによって片面通紙路３１上の用紙が排紙口４０へ排紙される方向に搬送され、排出駆動ローラ３０７ａとスイッチバックローラ３０７ｃとによって通紙路３２ａ上の用紙が通紙路３２ｂ方向に搬送される。一方、逆転処理では、排出駆動ローラ３０７ａとスイッチバックローラ３０７ｃとによって通紙路３２ａ上の用紙が排紙口４０へ排紙される方向に搬送される。

つまり、両面印刷時には、排出部３０７は、排出駆動ローラ３０７ａとスイッチバックローラ３０７ｃの逆転処理により、通紙路３２ｃ上を搬送される用紙を通紙路３２ａに引き込む。次いで、排出部３０７は、排出駆動ローラ３０７ａとスイッチバックローラ３０７ｃの正転処理により、通紙路３２ａ上の用紙を通紙路３２ｂ方向へ搬送させる。

搬送ローラ３０８及び搬送ローラ３０９は、排出部３０７から通紙路３２ｂに搬送された用紙を片面通紙路３１方向へ搬送する。通紙路３２ｂから片面通紙路３１に合流した用紙は、裏表逆になっているため、印刷装置３０では両面印刷が可能となる。ＡＤＵ（Automatic Duplex Unit）センサ３１０は、ＡＤＵセンサ３１０上を用紙が通過したか否かを検知することにより、用紙が通紙路３２ｂを搬送されていることを検出する。

ピックアップローラ３１１は、カセット１０から１枚ずつ用紙を取り出して、搬送ローラ３１２は、取り出されたた用紙を片面通紙路３１へ送出する。ピックアップセンサ３１３は、ピックアップセンサ３１３上を用紙が通過したか否かを検知することにより、カセット１０から用紙が取り出されることを検出する。

ピックアップローラ３１４は、ＭＰＴ２０から１枚ずつ用紙を取り出して、取り出されたた用紙を片面通紙路３１へ送出する。

レジストセンサ３１５は、レジストセンサ３１５上を用紙が通過したか否かを検知する。レジストローラ３１６は、レジストセンサ３１５によって検出された位置に基づいて、搬送される用紙の先端位置を補正する。これにより、印刷される画像と、給紙された用紙とが同期される。

［排出部３０７の構成］
図３は、印刷装置３０の排出部３０７の正面図である。図４は、排出部３０７の側面断面図である。図４Ａは図３のＡ−Ａ断面であり、図４Ｂは図３のＢ−Ｂ断面であり、図４Ｃは、図３のＣ−Ｃ断面である。

排出駆動ローラ３０７ａ、排出従動ローラ３０７ｂ及びスイッチバックローラ３０７ｃは、それぞれ複数設けられている。排出駆動ローラ３０７ａ、排出従動ローラ３０７ｂ及びスイッチバックローラ３０７ｃは、それらの軸心が水平となるように設置される。

各排出駆動ローラ３０７ａは、その表面がゴムであり、排出駆動ローラシャフト４０１に取り付けられ、図示しない駆動モータの駆動により回転する。各排出従動ローラ３０７ｂは、下方から排出駆動ローラ３０７ａに弾接するように配置され、常時、排出駆動ローラ３０７ａへ向かう付勢力を受けている。各スイッチバックローラ３０７ｃは、スイッチバックローラシャフト４０３に取り付けられ、上方から排出駆動ローラ３０７ａに弾接するように配置され、常時、排出駆動ローラ３０７ａへ向かう付勢力を受けている。排出従動ローラ３０７ｂ及びスイッチバックローラ３０７ｃは、排出駆動ローラ３０７ａが駆動されると従動回転する。

各排出従動ローラ３０７ｂは、回転軸方向の中心部に軸部４０２を有し、軸部４０２の軸端部４０２ａ、４０２ｂが、支持部材４１１の軸受け部４１１ａに載置されることにより、支持部材４１１に回動自在に取り付けられる。なお、本実施の形態では、各排出従動ローラ３０７ｂが４つのローラ部材から構成される例を用いているが、本発明はこれに限られない。

支持部材４１１は、熱可塑性樹脂で形成され、軸受け部４１１ａ、軸部４１１ｂ及び凸部４１１ｃを有する。支持部材４１１は、軸部４１１ｂが印刷装置３０の印刷装置本体（以下、単に「本体」という）４５１に設けられた長穴４５１ａに取り付けられることにより、軸部４１１ｂを中心に揺動可能に本体４５１に軸支される。

コイルバネ（押しバネ）４１２は、その軸心が鉛直になるように、その一端が、本体４５１に設けられた筒部４５１ｂに収容され、その他端の内部に支持部材４１１の凸部４１１ｃが挿入され、支持部材４１１を弾押する。コイルバネ４１２の付勢力により、排出従動ローラ３０７ｂは、排出駆動ローラ３０７ａに対して弾性付勢される。

［支持部材４１１に対する排出従動ローラ３０７ｂの熱の影響］
用紙には、転写されたトナー画像が定着部３０３で定着されるため、定着直後の用紙は高温となる。また、両面印刷時には、用紙が一方の面の印刷時と他方の面の印刷時の２回にわたってトナー画像が定着部３０３で定着されるため用紙がより高温となる。さらに、最近では印刷装置の小型化と高速化により定着部３０３で用紙に加えられた熱が冷めないまま排出部３０７に到達する。この用紙の熱が排出従動ローラ３０７ｂに伝わり、排出従動ローラ３０７ｂは高温になる。排出従動ローラ３０７ｂに伝わった熱は、支持部材４１１に伝わる。支持部材４１１は、熱可塑性樹脂であるため、高温になると軟化する。そして、高温の状態で支持部材４１１に所定値以上の曲げ応力がかかると、支持部材４１１は変形してしまう。特に、軸部４１１ｂは、応力が集中する形状となっているので変形しやすい。

なお、この変形を防止するため、支持部材４１１を熱硬化性樹脂や金属で形成すると、支持部材４１１のコストが高くなり、印刷装置３０全体のコストアップに繋がってしまう。

本実施の形態では、排出従動ローラ３０７ｂの両端面４０２ｃ、４０２ｄから等距離にある中央面（図３のＡ−Ａ断面、図４Ａ）において、排出従動ローラ３０７ｂの軸心Ｃを通る鉛直線Ｌが、コイルバネ４１２の外周Ｒの内部を通るように、コイルバネ４１２が設置されている。

このため、支持部材４１１の軸部４１１ｂに与えられるモーメントが小さく、支持部材４１１の軸部４１１ｂには曲げ応力が殆ど発生しない。したがって、支持部材４１１の軸部４１１ｂは、高温となっても殆ど変形しない。

以上のように、本実施の形態によれば、支持部材４１１とコイルバネ４１２という簡易な構成により、排出従動ローラ３０７ｂを回動自在かつ揺動可能に取り付けることができるので、画像形成装置を小型化することができる。また、支持部材４１１を熱可塑性樹脂で形成することができるので、支持部材４１１および印刷装置３０全体のコストを抑えることができる。さらに、支持部材４１１の軸部４１１ｂには曲げ応力が殆ど発生しないので、支持部材４１１の軸部４１１ｂは高温となっても殆ど変形しない。

なお、上記実施の形態では、記録媒体として用紙を用いる場合について説明したが、用紙に限らず、両面印刷可能な記録媒体であればよい。

本発明は、両面印刷可能な画像形成装置に対して有用である。

１００ 画像形成装置
１０ カセット
２０ ＭＰＴ
３０ 印刷装置
３１ 片面通紙路
３２ 両面通紙路
３２ａ 通紙路
３２ｂ 通紙路
３２ｃ 通紙路
４０ 排紙口
３０１ トップセンサ
３０２ 画像形成部
３０３ 定着部
３０４ 排紙センサ
３０５ 排紙ローラ
３０６ 切替レバー
３０７ 排出部
３０７ａ 排出駆動ローラ
３０７ｂ 排出従動ローラ
３０７ｃ スイッチバックローラ
３０８、３０９、３１２ 搬送ローラ
３１０ ＡＤＵセンサ
３１１、３１４ ピックアップローラ
３１３ ピックアップセンサ
３１５ レジストセンサ
３１６ レジストローラ
４０１ 排出駆動ローラシャフト
４０２ 軸部
４０２ａ、４０２ｂ 軸端部
４０２ｃ、４０２ｄ 端面
４０３ スイッチバックローラシャフト
４１１ 支持部材
４１１ａ 軸受け部
４１１ｂ 軸部
４１１ｃ 凸部
４１２ コイルバネ
４５１ 印刷装置本体
４５１ａ 長穴
４５１ｂ 筒部

Claims (5)

1. 記録媒体を排出する際に駆動回転する排出駆動ローラと、
   下方から前記排出駆動ローラに弾接し、前記排出駆動ローラの駆動によって従動回転する排出従動ローラと、
   熱可塑性樹脂により形成され、画像形成装置本体に揺動可能に取り付けられ、前記排出従動ローラを回動自在に軸支する支持部材と、
   軸心が鉛直になるように収容され、前記排出従動ローラが前記排出駆動ローラに対して付勢されるよう前記支持部材を弾押するコイルバネと、
   を具備し、
   前記排出従動ローラの両端面から等距離にある中央面において、前記排出従動ローラの軸心を通る鉛直線が前記コイルバネの外周の内部を通るように、前記コイルバネが設置される、
   画像形成装置。
2. 前記記録媒体の一方の面に画像を形成した後、前記記録媒体の他方の面に画像を形成し、前記排出駆動ローラと前記排出従動ローラの間から前記記録媒体を排出する、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 記録媒体にトナー画像を形成する画像形成部と、
   前記記録媒体のトナー画像を定着する定着部と、
   前記定着部から搬送される前記記録媒体を排出する際に駆動回転する排出駆動ローラと、
   下方から前記排出駆動ローラに弾接し、前記排出駆動ローラの駆動によって従動回転する排出従動ローラと、
   熱可塑性樹脂により形成され、画像形成装置本体に揺動可能に取り付けられ、前記排出従動ローラを回動自在に軸支する支持部材と、
   軸心が鉛直になるように収容され、前記排出従動ローラが前記排出駆動ローラに対して付勢されるよう前記支持部材を弾押するコイルバネと、
   を具備し、
   前記排出従動ローラの両端面から等距離にある中央面において、前記排出従動ローラの軸心を通る鉛直線が前記コイルバネの外周の内部を通るように、前記コイルバネが設置される、
   画像形成装置。
4. 前記記録媒体の一方の面にトナー画像を形成して定着した後、前記記録媒体の他方の面にトナー画像を形成して定着し、前記排出駆動ローラと前記排出従動ローラの間から前記記録媒体を排出する、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 記録媒体にトナー画像を形成する画像形成部と、
   前記記録媒体のトナー画像を定着する定着部と、
   前記定着部から搬送される前記記録媒体を排出する際に駆動回転する排出駆動ローラと、
   下方から前記排出駆動ローラに弾接し、前記排出駆動ローラの駆動によって従動回転する排出従動ローラと、
   上方から前記排出駆動ローラに弾接し、前記排出駆動ローラの駆動によって従動回転するスイッチバックローラを有し、
   前記記録媒体の一方の面にトナー画像を形成して定着した後、前記排出駆動ローラと前記スイッチバックローラとで用紙の搬送方向を反転させ、前記記録媒体の他方の面にトナー画像を形成して定着し、前記排出駆動ローラと前記排出従動ローラの間から前記記録媒体を排出する画像形成装置であって、
   熱可塑性樹脂により形成され、画像形成装置本体に揺動可能に取り付けられ、前記排出従動ローラを回動自在に軸支する支持部材と、
   軸心が鉛直になるように収容され、前記排出従動ローラが前記排出駆動ローラに対して付勢されるよう前記支持部材を弾押するコイルバネと、
   を具備し、
   前記排出従動ローラの両端面から等距離にある中央面において、前記排出従動ローラの軸心を通る鉛直線が前記コイルバネの外周の内部を通るように、前記コイルバネが設置される、
   画像形成装置。

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