JP5322698B2

JP5322698B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5322698B2
Application number: JP2009045938A
Authority: JP
Inventors: 敦小國
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010197966A

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に画像が形成されたシートを反転させて再度、画像形成部に搬送するものに関する。

従来の複写機、レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクミリ、ワードプロセッサ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、電子写真画像形成方式を用いてシートに画像を形成するものがある。さらに、このような画像形成装置においては、画像形成部によりシートの片面（第１面）に画像を形成した後、シートを画像形成部に再度搬送し、シートの反対側の面（第２面）に画像を形成するようにしたものがある（特許文献１参照）。

このような従来の画像形成装置では、シートを再度画像形成部に搬送するための再搬送通路を有する再搬送部を備えている。そして、シートの両面に画像を形成する場合は、まずシートを画像形成部に搬送してトナー像をシートの片面に形成し、この後、定着部によりシートを加熱及び加圧することによりトナー像をシート上に定着させる。次に、片面に画像が形成されたシートを、再搬送部に搬送し、この後、シートを再度、再搬送通路を経て画像形成部に搬送し、シートの反対側の面に画像を形成する。

図８は、このような従来の画像形成装置の排紙部及び再搬送部の構成を示す図であり、排紙部９００は、正逆転可能な排紙ローラ９０１と排紙コロ９０２とにより構成される排紙ローラ対９０３を備えている。そして、シートＳの両面に画像を形成する場合は、排紙ローラ９０１を、片面に画像が形成されたシートＳの後端が排紙ローラ対９０３を抜け切る前に逆回転させることにより、シートＳをスイッチバックさせて再搬送通路３０２に搬送する。

なお、図８において、３０６はシートＳを、定着部８００を経て排紙ローラ対９０３に搬送するシート排出通路、３０２は片面に画像が形成されたシートＳを再度画像形成部に搬送するための再搬送通路である。

３０７はシート排出通路３０６を通過しているシートＳの後端を再搬送通路３０２に導入する導入口であり、３０１は導入口３０７のシート搬送方向上流側端に位置する反転ポイントである。そして、シートの両面に画像を形成する際、シート排出通路３０６を通過してきたシートＳの後端が、反転ポイント３０１を通過した後、排紙ローラ９０１を逆回転させるようにしている。

ところで、このように排紙ローラ９０１を逆回転させる際、シートＳの後端が反転ポイント３０１を通過していない場合には、シートＳがシート排出通路３０６を逆流する。そこで、このようなシートＳの逆流を防ぐため、従来は、例えば、定着部８００によるシート搬送方向と、排紙ローラ対９０３によるシート搬送方向が異なるようにしている。そして、このように定着部８００と排紙ローラ対９０３のシート搬送方向が異なることにより、反転時、シートＳの後端はシート自身の剛性により反転ポイント３０１を超えて反転搬送路側へ移動する。

なお、シートＳの逆流を防ぐため、別途、ファンを設け、ファンからの空気によりシートの後端を反転搬送路の方向に移動させるように構成したものもある（特許文献２参照）。

特開２００３−１５５１４６号公報特開平７−２５７８０２号公報

ところが、このような従来の画像形成装置において、このようにシート自身の剛性によりシートの後端が反転ポイントを超えるように構成した場合でも、シートの種類や環境の影響によりシートが逆流する場合がある。例えば、反転するシートは定着後のシートであるため、シートの種類によっては、シートにシート搬送方向に沿って下向きのカールが発生する場合がある。

そして、このように下向きのカールが発生した場合、シートがシート自身の剛性により反転搬送路側へ移動した場合でも、シートの後端が反転ポイントを越えない場合がある。そして、この状態で排紙ローラ９０１を逆回転させると、反転の際には先端となるシートの後端が反転ポイント３０１で引っかかり、シートのダメージやジャムが発生する。

このため、従来はシート排出通路３０６、再搬送通路３０２の形状、反転ポイント３０１の位置設定等を十分な余裕を持って行ってきた。しかし、近年の画像形成装置の小型化の要求に伴い、定着部と排紙ローラ対との間隔を短くする必要があり、この結果、反転に関する余裕が少なくなり、様々なシートの種類に対応することが困難になってきた。

なお、導入口に切換部材を設け、この切換部材の切換によりシートを反転搬送路へ導入するようにした場合には、このようなシートの引っかかりは発生しないが、切換部材を設けた場合、切換部材用のスペースが余分に必要となると共にコストが高くなる。

また、別途、ファンを設け、ファンからの空気によりシートを反転搬送路の方向に移動させるように構成した場合には、ファンのスペースが余分に必要となると共にコストが高くなる。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、省スペース、低コストで安定してシートを反転させることのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、転写部によりシート上にトナー像を転写し、定着部により前記トナー像をシート上に定着させることでシートに画像を形成する画像形成部を有し、シートの両面に画像を形成する際には、片面に画像が形成されたシートを反転させて再度、前記画像形成部に搬送する画像形成装置において、画像が形成されたシートが排出される際に通過するシート排出通路と、分岐点で前記シート排出通路から分岐し、片面に画像が形成されたシートが反転して前記画像形成部に向かう際に通過する再搬送通路と、画像形成装置本体に着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、前記プロセスカートリッジに空気を吹き付けて前記プロセスカートリッジを冷却するファンと、シートの搬送方向と直交する幅方向の両側の端部に風路孔が設けられた、前記定着部を覆う定着カバーと、を備え、前記ファンにより吹き付けられた空気が前記風路孔を通って前記分岐点を通るシートに吹き付けられ、シートが前記再搬送通路の方向に移動することを特徴とするものである。

本発明によれば、シート排出通路と再搬送通路との分岐点を通過するシートをプロセスカートリッジに吹き付けられた空気によって再搬送通路の方向に移動させることにより、省スペース、低コストで安定してシートを反転させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のプリンタの断面斜視図。上記プリンタの概略構成を示す図。上記プリンタの排紙部及び再搬送部の構成を示す図。上記プリンタに設けられたファンから吹き込まれた空気の流れを説明する図。本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタに設けられたファンから吹き込まれた空気の流れを説明する図。本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図。上記プリンタに設けられたファンから吹き込まれた空気の流れを説明する図。従来の画像形成装置の排紙部及び再搬送部の構成を示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のプリンタの断面斜視図、図２はその概略構成を示す図である。

図１及び図２において、１は電子写真方式のプリンタ、１Ａはプリンタ本体、５はプリンタ本体１Ａに設けられ、電子写真方式により画像形成を行う画像形成部、４は画像形成部５にシートＳを給送するシート給送部である。また、５５はレーザ光を発射及び走査するスキャナユニット、８はヒータユニット８０１とヒータユニット８０１に対して対向した加圧ローラ８０２とからなるヒータユニット対８０３を備えた定着部である。

９は定着後、シートＳを排紙積載部１４に排出するための排紙部であり、この排紙部９は、正逆転可能な排紙ローラ９０１と排紙コロ９０２とにより構成される排紙ローラ対９０３を備えている。３は、片面に画像が形成されたシートを画像形成部５に再度搬送するための再搬送部である。この再搬送部３は、画像が形成されたシートＳを反転させて再度、画像形成部５に搬送する再搬送通路３０２を備えている。

画像形成部５はトナー像を形成する感光体ドラム６０１、現像器６ａ等を備え、プリンタ本体１Ａに着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ６、感光体ドラム６０１に形成されたトナー像をシートＳに転写する転写ローラ７ａ等を備えている。

シート給送部４は、プリンタ本体１Ａに設けられ、中板４０３ａを備えたシート積載台４０３に収納されたシートＳを給送するシート給送部材である半月状の給紙ローラ４０２と、給紙ローラ４０２に圧接する分離パッド４０１を備えている。なお、３０５は給紙ローラ４０２から給送されたシートＳ、あるいは再搬送通路３０２を通過したシートＳを搬送するシート搬送路であり、３０６は画像が形成されたシートを排出するシート排出通路、である。そして、再搬送通路３０２は、このシート排出通路３０６から分岐している。

次に、このような構成のプリンタ１における画像形成動作について説明する。

シートＳがシート積載台４０３上にセットされた後、不図示のコンピュータやイメージリーダ等からプリント開始命令が入力されると、給紙ローラ４０２、搬送ローラ対４０８、感光体ドラム６０１等が駆動される。

ここで、給紙ローラ４０２が矢印方向に回転すると、シートＳが給紙ローラ４０２との摩擦により送り出される。また、給紙ローラ４０２が回転すると同時に、分離パッド４０１によって最上位のシートＳが、次のシートと分離される。これにより、最上位のシートのみが搬送ローラ対４０８によって画像形成部５に搬送されていく。

なお、搬送ローラ対４０８の中央近傍にはシートの先端を検知する不図示のトップセンサが設けられており、このトップセンサによりシートの位置を検知し、この検知に基づいてスキャナユニット５５が感光体ドラム６０１にレーザ光を照射する。そして、このレーザ光の照射により、表面が一様に帯電された感光体ドラム６０１上には静電潜像が形成され、この静電潜像を現像器６ａによりトナーを用いて現像して可視像化する。この後、この可視像化された感光体ドラム６０１上のトナー像は、シートＳが感光体ドラム６０１と転写ローラ７ａとによって構成される転写部７に搬送されると、転写部７においてシートＳ上に転写される。

次に、トナー像が転写されたシートＳは、定着部８に搬送され、定着部８のヒータユニット対８０３を通過する際、ヒータユニット８０１からの熱と加圧ローラ８０２からの圧力により、トナー像がシートＳ上に永久定着される。そして、片面に画像が形成されたシートＳを排出する場合は、この後、トナー像が定着されたシートＳを、排紙ローラ対９０３によりプリンタ本体外に排出し、プリンタ本体上面に設けられた排紙積載部１４及び排紙トレイ９０４上に積載する。

一方、シートの両面に画像を形成する場合は、排紙ローラ対９０３が片面に画像が形成されたシートを排出しきる前に、排紙ローラ対９０３の逆転により、シートＳを再搬送部３に搬送する。この後、再搬送部３に搬送されたシートＳを、再搬送通路３０２に設けられた両面搬送ローラ３０４により、給紙ローラ４０２と搬送ローラ対４０８との間に設けられた反転合流ポイント３０３に搬送する。

この後、シートＳは、反転合流ポイント３０３からシート排出通路３０６に進入し、２面目の画像形成がなされる。なお、２面目の画像形成がなされたシートＳは、排紙部９からシート排出通路３０６を経てプリンタ本体外に排出され、排紙積載部１４及び排紙トレイ９０４上に積載される。

ところで、プロセスカートリッジ６の現像器６ａには熱溶融性を有する粉状のトナーが充填されているが、プリンタ本体内部の温度が上昇すると、これに伴いトナーの流動性の悪化や、トナー自体の熱による溶融が発生する場合がある。そして、このようなトナーの流動性の悪化や、トナー自体の熱による溶融が発生すると、トナー固着、トナー漏れ等が発生する可能性がある。

そこで、プリンタ本体内部には、図１に示すように、プロセスカートリッジ６を冷却するためのファン１０が設けられている。なお、本実施の形態において、ファン１０はプリンタ本体側面に設けられ、プリンタ本体内部へ空気（外気）を吹き込むように動作している。

図３は、本プリンタ１の排紙部９及び再搬送部３の構成を示す図である。そして、シートの両面に画像を形成する際、シート排出通路３０６を通過してきたシートの後端が、導入口３０７のシート搬送方向上流側端に位置する反転ポイント３０１を通過した後、排紙ローラ９０１を逆回転させるようにしている。

ところで、このように排紙ローラ９０１を逆回転させる際、シートの後端がシート排出通路３０６と再搬送通路３０２との分岐点である反転ポイント３０１を通過していない場合には、シートがシート排出通路３０６を逆流する。そこで、このようなシートの逆流を防ぐため、既述したように定着部８によるシート搬送方向と、排紙ローラ対９０３によるシート搬送方向が異なるようにしている。そして、このように定着部８と排紙ローラ対９０３とのシート搬送方向が異なることにより、反転ポイント３０１を通過した際、シート自身の剛性によりシートの後端が反転ポイント３０１を乗り越えて再搬送通路３０２に移動する。

なお、図３において、８０６はヒータユニット８０１が外部から触れないようにするため定着部８に設けられた定着カバーである。８０４は反転ポイント３０１の上方に設けられ、反転ポイント３０１を乗り越えてきたシートの後端部と当接してシートの位置を規制する上ガイドである。そして、定着部８から搬送されたシートＳは上ガイド８０４に当接した後、排紙ローラ対９０３の逆転により、上ガイド８０４に沿って再搬送通路３０２に案内される。

なお、定着部８でのシート搬送速度に比べて排紙ローラ対９０３のシート搬送速度が遅い場合には、定着部８から搬送されるシートが弛むため、搬送されるシートの先端が詰まる状態になり、シートの挙動が安定しない。このため、一般的に、シート搬送の安定性を向上させるため、定着部８でのシート搬送速度に比べて排紙ローラ対９０３のシート搬送速度を速くしている。

ここで、このように定着部８と排紙ローラ対９０３のシート搬送速度を設定した場合、排紙ローラ対９０３のシート搬送速度が速いため、排紙ローラ対９０３にシートが到達した後は、定着部８から排紙部９との間でシートは引っ張られる。しかし、このようにシートが引っ張られた場合でも、シートが搬送リブに接触することがないように反転ポイント３０１のシート搬送方向下流側には補助コロ８０５が設けられている。

ところで、シートの種類によっては、定着部８での熱の影響により、シートのシート搬送方向中央部が感光体ドラム６０１から遠ざかる方向に湾曲し、シートにシート搬送方向に沿って下向きのカールが発生する場合がある。また、シート搬送速度は、シート上に描かれた画像の印字率（画像形成率）が高いほど遅くなる傾向がある。これらが重なると、シートの後端が反転ポイント３０１を乗り越えることができず、条件によっては再搬送時にシートの逆流や、反転ポイントでのシート引っかかり、ジャムが発生する可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、安定したシートの反転を行うことができるように、シートの後端が反転ポイント３０１を通過する際、シートの後端に対して反転ポイント３０１に向けて空気を吹き付けるようにしている。

このため、本実施の形態においては、定着カバー８０６の反転ポイント３０１に臨む、例えば補助コロ８０５の近傍位置に風路孔８０７を、図４に示すようにシート搬送方向と直交する幅方向に複数設けている。また、この風路孔８０７は、図４において破線で示すように、ファン１０からプロセスカートリッジ６に向けて吹き込まれ、プロセスカートリッジ６を冷やした後、プロセスカートリッジ６の上部を通った空気が流れ込むように形成されている。

そして、このような風路孔８０７を設けることにより、風路孔８０７から送り込まれた空気を反転ポイント周辺に吹き込む風路が形成されるので、反転ポイント周辺は常にプリンタ本体下部から上に向かう矢印示す方向の風を受けることになる。

これにより、反転ポイント３０１を通過した際、シートの後端は確実に反転ポイント３０１を乗り越えることができる。また、排紙ローラ９０１の逆回転により反転搬送される際も、反転ポイント３０１を通過するときにはシート先端（１面目の後端）は下方から風を受けるので先端が持ち上げられ、反転ポイント３０１で引っかかることなく再搬送通路３０２へスムーズに案内される。

以上説明したように、本実施の形態においては、プロセスカートリッジ６に吹き付けられた空気を風路孔８０７から、反転ポイント３０１を通過するシートに吹き付けるようにしている。これにより、定着部８からの熱によりシートにカールが発生した場合でも、安定してシートを再搬送通路３０２に搬送することができる。つまり、本実施の形態のように構成することにより、別途、ファンや切換部材を設けることなく、省スペース、低コストで安定してシートを再搬送通路３０２に搬送することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図５は、本実施の形態に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のプリンタの排紙部及び再搬送部の構成を示す図である。なお、図５において、既述した図４と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

本実施の形態おいては、図５に示すように、風路孔８０７を定着カバー８０６の幅方向の両端部、例えばＡ４サイズのシートがシート排出通路３０６を通過する際、シートの両側端部に臨む位置に設けている。そして、このように風路孔８０７を定着カバー８０６の幅方向の両端部に設けることにより、風路孔８０７にファン１０からの空気が吹き込む際、空気が絞られるため風路孔８０７を通過する際の空気の速度が上がる。

この結果、シートの後端は反転ポイント３０１を、より確実に乗り越えることができる。また、反転搬送される際も、反転ポイント３０１を通過するときには、より確実に先端が持ち上げられるようになるので、シートＳは反転ポイント３０１で引っかかることなく再搬送通路３０２へスムーズに案内され、反転時の安定性が増す。

ところで、シートの種類によっては、シートのカールがシートの幅方向において発生する場合がある。このカールは、表裏の排出後の冷え方に差が出るほど大きくなり、またシートの種類による差が非常に大きい。そして、このような幅方向のカールが大きくなると、排紙積載部１４において排出されたシートが整列できずに排紙積載性が悪化し、排紙積載部１４から落下する場合がある。

このように、シートの種類等によっては、定着後のシートＳにファン１０からの空気を当てると、シート表裏の冷え方に差ができ、カールが大きくなる可能性がある。つまり、カールによる不安定な反転を防止するためには強い吹き込みでシート後端を吹き上げる必要であるが、カールの向きによる排紙積載性の悪化を防ぐためには、シートの表裏の冷え方に差が出ないようにする必要がある。

そこで、本実施の形態では、既述したように風路孔８０７を定着カバー８０６の両端部に設けている。これにより、シートＳに風が当たる部分を少なくすることができるようになるので、シートの表裏の冷え方に差が出ないようにすることができ、この結果、幅方向のカールを少なくすることができ、シートの排紙積載性を向上させることができる。

また、このように構成することにより、例えばプロセスカートリッジ６の温度をさらに下げるためファン１０の風量を上げるようにしても、風路孔８０７は定着カバー８０６の両端部のみなので、排出後のシートのカールへの影響を少なくすることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

図６は、本実施の形態に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のプリンタの概略構成を示す図である。なお、図６において、既述した図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図６において、１５はプロセスカートリッジ６に近接して設けられた風向変更部材であり、この風向変更部材１５により、ファン１０からの吹き込んだ空気の向きを変更する。一方、風向変更部材１５と風路孔８０７との間に位置する外装部材の一例であるプロセスカートリッジ６は、図７に示すように、カートリッジドア１７を備えており、このカートリッジドア１７には風向変更用のフェンス部材１１が設けられている。

そして、このようにカートリッジドア１７にフェンス部材１１を設けることにより、ファン１０によりプロセスカートリッジ６に吹き付けられた空気の向きは、図７に示すように風向変更部材１５によりフェンス１１へ向かう方向に設定される。ここで、本実施の形態において、フェンス部材１１は定着カバー８０６の幅方向中央部を中心として両端部が定着カバー８０６の風路孔８０７に向かって傾斜するような形状を有している。

これにより、プロセスカートリッジ６に吹き付けられた空気は、ファン１０とフェンス部材１１との間に配された風向変更部材１５によりフェンス部材１１の頂点へ向かう。この後、フェンス部材１１の頂点へ向かった空気は、フェンス部材１１に沿って幅方向に２分された状態で定着カバー８０６の両端部に設けられた風路孔８０７へと導かれる。

ここで、風路孔８０７を定着カバー８０６の両端部に設けた場合、既述したように吹き込みを強くすることができるが、空気を絞った場合、損失が大きく、小型のファンを使用する場合には、カールによる反転の不安定さを解消するに至らない場合がある。

そこで、本実施の形態においては、既述したように風路孔８０７とファン１０との間に風向変更部材１５とフェンス部材１１を設けるようにしている。これにより、ファン１０からの吹き込まれた空気の損失を減らして風路孔８０７に空気を吹き込むことができるようになり、弱い吹き込みでも反転の安定性を高めることができる。

このように、風路孔８０７とファン１０との間に風向変更部材１５とフェンス部材１１を設け、ファン１０から吹き込まれる空気の損失を減らすことにより、弱い吹き込みでも反転の安定性を高めることができる。この結果、ファン１０の回転数を落とすことができ、電力の小消費、低騒音が達成できる。また、ファン１０からの吹き込みが弱くても反転の不安定さを解決できるため、ファン１０の小型化が可能となり、コストアップ、省スペース化が可能となる。

１プリンタ
１Ａプリンタ本体
３再搬送部
５画像形成部
６プロセスカートリッジ
９排紙部
１０ファン
１１フェンス部材
１５風向変更部材
１７カートリッジドア
３０１反転ポイント
３０２再搬送通路
３０６シート排出通路
８０６定着カバー
８０７風路孔
Ｓシート

Claims

転写部によりシート上にトナー像を転写し、定着部により前記トナー像をシート上に定着させることでシートに画像を形成する画像形成部を有し、シートの両面に画像を形成する際には、片面に画像が形成されたシートを反転させて再度、前記画像形成部に搬送する画像形成装置において、
画像が形成されたシートが排出される際に通過するシート排出通路と、
分岐点で前記シート排出通路から分岐し、片面に画像が形成されたシートが反転して前記画像形成部に向かう際に通過する再搬送通路と、
画像形成装置本体に着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、
前記プロセスカートリッジに空気を吹き付けて前記プロセスカートリッジを冷却するファンと、
シートの搬送方向と直交する幅方向の両側の端部に風路孔が設けられた、前記定着部を覆う定着カバーと、を備え、前記ファンにより吹き付けられた空気が前記風路孔を通って前記分岐点を通るシートに吹き付けられ、シートが前記再搬送通路の方向に移動することを特徴とする画像形成装置。
前記ファンにより吹き付けられた空気を前記風路孔に向かわせるように前記プロセスカートリッジに形成されたフェンス部材と、
前記フェンス部材と前記ファンとの間に設けられ、前記ファンにより吹き付けられた空気を前記フェンス部材に向かわせる風向変更部材と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。