JP5988700B2 - シート排出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート排出装置及び画像形成装置に関し、詳しくは、画像が形成されたシートに腰（コシ）を付けて排出する構成を備えた装置に関する。

近年、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において、用紙メディアの多様化が進んでいる。このような装置では、１つの色トナー或いは複数の色トナーを、画像情報に応じてシートに重ね合わせ転写し、定着部で溶融させることによって画像を形成する方式がとられている。画像が形成されたシートは、排出ローラ対によって装置外に設けられた排出トレイに排出されて積載される。

上述したシート排出装置では、特に、コシの弱い薄紙系シートの排出・積載性を高めるために、排出ローラ対を回転軸方向に並べた団子状のローラで構成したものが知られている。更にコシ付を強化するため、薄紙の排出・積載性を向上させるため排出ローラ対の２本の軸にローラを互い違いに配置したコシ付け排出ローラ対によって、シートをシート幅方向に沿って波型形状に屈曲させてコシを与えて排出させるものもある。

また、上述したコシ付け排出ローラを不要にしながら、排出口から排出されるシートの下面にエアを吹き付けることにより、シートの排出・積載性を高めるように構成した装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０００−９５４１４号公報

しかし、近年、画像形成装置で使用されるシートは更に薄くなっており、上記引用文献１の装置において、このようなシートにその下面からエアを吹き付けるだけでは、排出時のシートの姿勢を維持できない可能性がある。その場合、シートがバタついたり、シート先端が垂れた状態で排出トレイ上に排出されたりして、排出・積載不良となるおそれがある。

本発明は、コシ付け排出ローラを不要にしながらもシートに充分なコシを与えることができ、薄紙から厚紙まで幅広い種類のシートの排出・積載性を向上できる構成を備えたシート排出装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、シート排出装置において、シートを排出する排出ローラ対と、前記排出ローラ対により排出されたシートを積載するシート積載部と、前記排出ローラ対から排出されるシートの表裏面と対向する上下位置にそれぞれ、シート排出方向と直交する幅方向にて互い違いに並ぶように配置されて、排出されるシートに上下からエアを吹き付ける上側エアノズル及び下側エアノズルと、前記上側エアノズル及び前記下側エアノズルのエア吹き付けを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記排出ローラ対から排出されるシートの坪量に応じて、シートに上下から吹き付けるエアの風量と、吹き付ける時間長及びタイミングとをそれぞれ制御することを特徴とする。

本発明によると、幅方向にて互い違いの位置関係となるようにシートの上下からエアを吹き付けることができるので、コシ付け排出ローラを不要にしながらもシートに充分なコシを与えて、薄紙から厚紙までの幅広い種類のシートの排出・積載性を向上できる。

本発明に係る第１の実施形態のシート排出装置を備えた画像形成装置を示す概略断面図。 （ａ）は第１の実施形態のシート排出装置においてのエアノズル配置とシートのコシ付け状態を排出方向正面から見た状態で示す模式図、（ｂ）は（ａ）の構成を排出方向側面から見た状態で示す模式図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明に係る第２の実施形態のシート排出装置における薄紙排出時のエアノズル配置とシートのコシ付け状態を排出方向側面から見た状態で示す模式図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明に係る第２の実施形態のシート排出装置における厚紙排出時のエアノズル配置とシートのコシ付け状態を排出方向側面から見た状態で示す模式図。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について例示的に詳しく説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図１は、本発明に係る第１の実施形態のシート排出装置を備えた画像形成装置を示す概略断面図である。

＜第１の実施形態＞
本発明を一般的な画像形成装置のシート排出部に適用した第１の実施形態について説明する。なお、図１は、本第１の実施形態における排出部Ａを含む画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置１０を示す概略断面図である。

画像形成装置は、構成上から主に、複数の画像形成部を並べて配置したタンデム方式と、円筒状に配置したロータリ方式とに分類される。また、転写方式としては、感光体ドラムから直接シートにトナー像を転写する直接転写方式と、一旦中間転写体に転写した後シートに転写する中間転写方式とに分類される。

ここで、中間転写方式は、直接転写方式のようにシートを転写ベルト上に保持する必要がないため、超厚紙やコート紙等の多種多様なシートに対応できる。また、複数の画像形成部における並列処理及びフルカラー画像の一括転写という特長から高生産性の実現に適している。そして、図１に示す本実施形態に係るカラー画像形成装置１０は、４色の画像形成ユニットを中間転写ベルト３１上に並べて配置した中間転写タンデム方式を適用している。

図１に示すように、カラー画像形成装置１０は、画像形成装置本体１０ａ（以下、「装置本体」とも言う）を有している。この装置本体１０ａは、画像形成部、シートＳを搬送するシート給送部、画像形成部で形成されたトナー画像をシート給送部により給送されたシートＳに転写する転写部と、を有している。

また、装置本体１０ａには、シートＳを搬送するシート搬送装置と、排出ローラ対４により排出されたシートＳを積載するシート積載部としての排出トレイ６５と、が設けられている。さらに、装置本体１０ａには、カラー画像形成装置１０の各部を統括的に制御する制御部１６が設けられている。

画像形成部は、それぞれ感光体ドラム１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、１次転写部３５、及び感光体クリーナ１５等を備えたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の画像形成ユニットにより構成される。なお、各画像形成ユニットの形成する色は、これら４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

シート給送部は、シートＳを積載される形で収納するシート収納庫６１，６２，６３，６４と、シート収納庫６１〜６４に収納されたシートＳを順次送り出す給送ローラ７１，７２，７３，７４とを備えている。

転写部は、ベルト駆動ローラ３３、ベルトテンションローラ３４、及び２次転写内ローラ３２等によって張架されて、図中矢印Ｂの方向へと搬送駆動される中間転写ベルト３１を備えている。

中間転写ベルト３１には、１次転写部３５により与えられる所定の加圧力及び静電バイアスによって、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写される。この中間転写ベルト３１は、略対向する２次転写内ローラ３２及び２次転写外ローラ４１により形成される２次転写部にて所定の加圧力と静電バイアスを与えられることで、未定着画像をシートＳに吸着させる。

シート搬送装置は、搬送縦パス８１、縦パスローラ７７、レジストレーション前ローラ対７５、レジストレーションローラ対７６、定着前搬送装置４２、反転ローラ対７８、反転ローラ対７９を備えている。さらにシート搬送装置は、排出搬送パス８２、反転誘導パス８３、スイッチバックパス８４、両面搬送パス８５を備えている。

排出部Ａは、排出搬送パス８２から搬送されるシートＳを排出する排出ローラ対４と、排出ローラ対４によって排出されるシートＳを積載する排出トレイ６５とを備えている。

そして、このような構成のカラー画像形成装置１０において、画像を形成する際には、予め帯電装置１２によって感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。

この後、回転する感光体ドラム１１に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置１３が発光し、この光を反射部材等を適宜経由して照射することにより、感光体ドラム１１上に潜像を形成する。なお、感光体ドラム１１上に僅かに残った転写残トナーは、感光体クリーナ１５によって回収され、再び次の画像形成に備えられる。

次に、このようにして感光体ドラム１１上に形成された静電潜像に対し、現像装置１４によるトナー現像が行われ、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。この後、１次転写部３５により所定の加圧力及び静電バイアスが与えられ、中間転写ベルト３１上にトナー像が転写される。

なお、画像形成部のＹ、Ｍ、Ｃ及びＢｋの各画像形成ユニットによる画像形成は、中間転写ベルト３１上に１次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。この結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト３１上に形成される。

またシートＳは、給送ローラ７１〜７４により、画像形成部の画像形成タイミングに合わせて送り出される。この後、シートＳは、レジストレーションローラ対７６へと搬送され、レジストレーションローラ対７６にてタイミング補正された後、２次転写内ローラ３２及び２次転写外ローラ４１で形成される２次転写部へと搬送される。この後、２次転写部においてシートＳ上にフルカラーのトナー像が２次転写される。

次に、このようにトナー像を２次転写されたシートＳは、定着前搬送装置４２により定着装置５へと搬送される。そして、この定着装置５にて、略対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果とがシートＳに加えられ、シートＳ上のトナー像が溶融固着される。

このようにして得られた定着画像を有するシートＳは、排出搬送パス８２、排出ローラ対４を含む排出部Ａに送られる。なお、シートＳの両面に画像を形成する場合は、排出部Ａに送られる際、切替え部材（不図示）の切り替えによって反転ローラ対７８、スイッチバックパス８４へと搬送される。

ここで、このようにスイッチバックパス８４に搬送されると、シートＳは、スイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送パス８５へと搬送される。この後、シート給送部から搬送されてくる後続ジョブのシートＳとのタイミングを合わせてレジストレーション前ローラ対７５から合流し、同様に２次転写部へと送られる。画像形成プロセスに関しては、１面目と同様なので省略する。

次に、図２を用いて、本発明の第１の実施形態に係る、排出部Ａを含むシート排出装置１について説明する。なお、図２（ａ）は、本実施形態のシート排出装置１におけるエアノズル配置とシートのコシ付け状態を排出方向正面から見た状態で示す模式図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の構成を排出方向側面から見た状態で示す模式図である。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、画像形成装置本体１０ａには、シートＳを排出する排出口２が設けられている。この排出口２のシート排出方向の上流側に相当する装置本体１０ａ内部には、排出されるシートＳの幅方向全長に接触する通しローラ形状（長尺の円筒状（円柱状））に形成された排出ローラ対４が配設されている。つまり、排出ローラ対４は、シートＳの幅方向長さよりも長く、全長にわたって同じ径を有し、シートＳを排出するシート排出方向（矢印Ｄの方向）と直交する幅方向に延在してシートＳを挟持しつつ排出する円筒状に構成される。

装置本体１０ａ内における排出ローラ対４の直上流には、排出ローラ対４に送られるシートの先端と、排出ローラ対４のニップ部Ｎから排出されるときのシートの後端を検知してその検知信号を制御部１６に送信するシート検知センサ１７が配置されている。

また、排出口２の下流側に相当する本体外部側には、排出されるシートＳの上下方向からエアを吹き付ける、１個の上側エアノズル６と２個の下側エアノズル７が、シート排出方向Ｄと直交する幅方向に沿って、上下で互い違いになるように配置されている。

即ち、図２（ａ）において、シート排出方向Ｄと直交する幅方向（同図の左右方向）に延在する排出ローラ対４の上側中央部に上側エアノズル６が配置され、排出ローラ対４の下側両端部近傍にそれぞれ下側エアノズル７（７ａ，７ｂ）が配置されている。上側エアノズル６と下側エアノズル７（７ａ，７ｂ）は、排出ローラ対４のニップ部Ｎから排出されるシートＳの表裏面と対向する上下位置に夫々、上記幅方向にて互い違いに並ぶように配置されて、ニップ部Ｎから排出されるシートＳに上下からエアを吹き付ける。

次に、シート排出装置１におけるシート排出時の動作について、図２（ａ），（ｂ）を参照して説明する。

すなわち、シートの先端が、排出ローラ対４の内側近傍のシート検知センサ１７で検知されると、制御部１６がこの検知に基づき、不図示のエア噴出装置を駆動する。これにより、排出ローラ対４によって排出口２から排出されるシートＳ（薄紙系のシートＳ１、厚紙系のシートＳ２を含む）は、シート幅方向に沿って上下で互い違いに配置されて個別に駆動するエアノズル６，７ａ，７ｂからエアを吹き付けられる。このため、シートＳ１，Ｓ２は、シート排出方向Ｄと直交する幅方向に沿って、波型形状にコシ付けの屈曲が与えられる。

この屈曲は、幅方向における中央部に上側エアノズル６からのエアが吹き付けられ、幅方向における両端部近傍に下側エアノズル７ａ，７ｂからのエアが夫々吹き付けられるため、中央部ａから左右上方に向けて両端部近傍ｂ，ｃが持ち上げられる形状となる。

例えば、超薄紙系シートに本構成を適用した場合には、シートに波型形状のコシ付け屈曲を形成することで、シートの搬送方向に対する断面係数が大きくなり、シートの剛性を上げる効果が得られる。このため、超薄紙系シートであっても、排出口２に対する搬送略水平方向に排出されるので、排出トレイ６５への積載不良は発生せず、排出トレイ６５上に整列して積載される。

本実施形態では上側エアノズル６及び下側エアノズル７ａ，７ｂが、排出ローラ対４から排出されるシートの表裏面と対向する上下位置に夫々、シート排出方向（矢印Ｄ）と直交する幅方向で互い違いに並ぶように配置され、排出シートに上下からエアを吹き付ける。これにより、幅方向にて互い違いの位置関係となるようにシートＳの上下からエアを吹き付けることができるので、コシ付け排出ローラを不要にしながらもシートに充分なコシを与えることができる。このため、薄紙から厚紙まで幅広い種類のシートの排出・積載性を向上することができる。

更に、図２に示すように排出口２を排出ローラ対４のニップ部Ｎで塞いで排出口２からの機内騒音の漏洩を低減することができると共に、超薄紙系シートであっても良好な排出・積載性を実現することができる。このように、装置排出開口（排出口２）からの機内騒音の漏洩低減と、薄紙から厚紙まで幅広い種類のシートの排出・積載性の向上とを両立させることができる。

なお、本実施形態では、上下で互い違いとなるように、排出ローラ対４のニップ部Ｎの長手方向中央部（排出ローラ対４の幅方向中央部）に対応して１個の上側エアノズル６を配置した。更に、ニップ部Ｎの長手方向両端部近傍（排出ローラ対４の幅方向両端部近傍）に対応して２個の下側エアノズル７ａ，７ｂを配置した。しかしこれに限らず、上下で互い違いとなるように、排出ローラ対４に沿って複数個の上側エアノズル６を配置し、かつ上側エアノズル６の個数よりも１つ多い個数の下側エアノズル７を排出ローラ対４に沿って配置する構成とすることもできる。

この構成の場合、幅方向に凹凸部を多数有する波形状として、より安定してシートＳを排出することができる。この構成は、後述する第２の実施形態においても、同様に適用できることは勿論である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係るシート排出装置１を備えたカラー画像形成装置１０について、図３及び図４を参照して説明する。なお、図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のシート排出装置における薄紙排出時のエアノズル配置とシートのコシ付け状態を排出方向側面から見た状態で示す模式図である。また、図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のシート排出装置における厚紙排出時のエアノズル配置とシートのコシ付け状態を排出方向側面から見た状態で示す模式図である。

前述した第１の実施形態では、上下で互い違いに配置された上側エアノズル６、下側エアノズル７ａ，７ｂからエアを同時に吹き付ける構成について説明した。これに対し本実施形態では、各エアノズルから放出するエアの風量、エアを吹き付ける時間長とタイミングとを、制御部１６が上側エアノズル６と下側エアノズル７ａ，７ｂのエア吹き付けを個別に独立した形で制御する。制御部１６は、装置本体１０ａに設けられた不図示の操作部から入力されたシート情報と、シート検知センサ１７によるシート検知とに基づいて、制御を実行する。

この構成により本実施形態では、上側エアノズル６及び下側エアノズル７ａ，７ｂは、排出ローラ対４から排出されるシートの種類、特に坪量に応じて、シートに上下から吹き付けるエアの風量と、吹き付ける時間長及びタイミングとをそれぞれ制御される。このように、シートの坪量に応じて、吹き付けるエアの最適な風量と、吹き付ける時間の長さ及びタイミングとが制御部１６により制御されるので、機内騒音の漏洩低減効果と排出・積載性とがより向上される。

これを、図面を用いて具体的に説明する。使用されるシートＳは、予め設定されるか、自動的に選択されたシート収納庫６１〜６４によって決まる。使用されるシートＳに応じて、設定されているエアノズルから吹き付けるエアの風量と、吹き付ける時間の長さ及びタイミングとが選択され、シートＳの排出時に噴出される。

例えば、シートが５０ｇ／ｍ^２程度の坪量を持つ薄紙（シートＳ１）の場合、図３（ａ）に示すように、排出ローラ対４の内方側に設けられた搬送ガイド３からシートＳ１が排出ローラ対４に突入する際には、エアの吹き出しは停止されている。

そして、シートＳ１の先端が上下のエアノズル６，７の位置を通過した直後より、図３（ｂ）のように、制御部１６が、上下のエアノズル６，７から矢印Ｅ，Ｆ方向へのエアの吹き付けを同時に開始させる。この際、シートＳ１の先端が、排出ローラ対４の内側近傍に配置されたシート検知センサ１７で検知されると、制御部１６がこの検知に基づき、不図示のエア噴出装置を駆動して、上下のエアノズル６，７から個別にエアを吹き出させる。

そして、図２（ａ）に示すように、上下に互い違いに配置されたエアノズル６，７からエアがシートＳ１に吹き付けられて幅方向に屈曲されることにより、コシの弱い薄紙系シートＳ１に対しても、良好にコシ付けすることができる。

このため、先端が垂れてシートＳ１が座屈するといった不都合を生じることなく排出トレイ６５上に排出することができる。吹き付けるエアの風量は、坪量の小さい薄紙系の場合、厚紙系に比べて少量の風量でコシ付けの屈曲を与えることができるので、厚紙系よりも小さく設定される。

更に、シート後端が排出ローラ対４に突入したタイミングで上下エアノズル６，７からのエアの吹き付けを、制御部１６が図３（ｃ）のように停止することで、排出時にシート後端が暴れることなく、図３（ｄ）のようにシートを排出トレイ６５上に積載できる。

一方、シートが例えば２２０ｇ／ｍ^２程度の坪量を持つ厚紙（厚紙系のシートＳ２）の場合、薄紙排出時と同様、シートＳ２が、搬送ガイド３から排出ローラ対４に突入する際には、エアの吹き出しは、図４（ａ）のように停止されている。

そして、厚紙系シートＳ２の場合は、コシが或る程度強いので、シート先端がエアノズル６，７の位置を通過した直後より、制御部１６が図４（ｂ）のように、下側エアノズル７（７ａ，７ｂ）からのみ矢印Ｆ方向へのエアの吹き付けを開始する。これにより、厚紙系のシートＳ２の下面をエアで担持しながら、安定した状態で排出トレイ６５上に排出する。

さらに、シート後端が排出ローラ対４に突入したタイミングで、制御部１６が、下側エアノズル７（７ａ，７ｂ）からのエアの吹き付けを図４（ｃ）のように停止させると共に、上側エアノズル６からのエアの吹き付けを開始させる。

この場合、制御部１６が、上側エアノズル６からエアをシート後端に吹き付けさせることで、シート後端が排出トレイ６５に積載されずに排出ローラ対４上に残ってしまうといった問題を回避することができる。これにより、厚紙系のシートＳ２を、図４（ｄ）のように、確実に排出トレイ６５上に排出して積載することができる。上側エアノズル６からのエアは、制御部１６が、シートＳ２が排出ローラ対４を抜けた直後に停止させる。

以上の本実施形態によれば、排出されるシートの坪量に応じて、上下で互い違いに配置されたエアノズル６，７ａ，７ｂから排出するエアの風量と、吹き付ける時間の長さ及びタイミングとを、制御部１６により独立に設定することができる。これにより、コシの弱い薄紙系のシートＳ１の場合にもコシ付けの屈曲を付与し、排出トレイ６５への排出・積載を確実に行うことができる。

また、コシの強い厚紙系のシートＳ２の場合にも、シートのコシに加えて、下側エアノズル７からのエアでシートＳ２の排出をサポートすると共に、上側エアノズル６からのエアでシート後端残りを確実に防ぐことができる。これにより、排出トレイ６５への排出・積載を確実に行うことができるため、様々なシートに対して、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

尚、第１、２の実施形態において、シート排出装置が画像形成装置本体に一体的に組み込まれた構成について説明したが、例えば、シート排出装置としてのシート処理装置をオプションで画像形成装置本体に外部接続する構成においても本発明は有効である。

１…シート排出装置、４…円筒状の排出ローラ対、６…上側エアノズル、７，７ａ，７ｂ…下側エアノズル、１１，１２，１３，１４，１５，３５…画像形成部（感光体ドラム，帯電装置，露光装置，現像装置，感光体クリーナ，１次転写部）、１６…制御部、１７…シート検知センサ、６５…シート積載部（排出トレイ）、Ｄ…シート排出方向、Ｎ…ニップ部、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２…シート

Claims (5)

1. シートを排出する排出ローラ対と、
   前記排出ローラ対により排出されたシートを積載するシート積載部と、
   前記排出ローラ対から排出されるシートの表裏面と対向する上下位置にそれぞれ、シート排出方向と直交する幅方向にて互い違いに並ぶように配置されて、排出されるシートに上下からエアを吹き付ける上側エアノズル及び下側エアノズルと、
   前記上側エアノズル及び前記下側エアノズルのエア吹き付けを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記排出ローラ対から排出されるシートの坪量に応じて、シートに上下から吹き付けるエアの風量と、吹き付ける時間長及びタイミングとをそれぞれ制御する、
   ことを特徴とするシート排出装置。
2. 前記上側エアノズルは、前記排出ローラ対の幅方向中央部に対応して１個が配置され、かつ、
   前記下側エアノズルは、前記排出ローラ対の幅方向両端部近傍に対応して２個が配置される、
   ことを特徴とする請求項１記載のシート排出装置。
3. 前記上側エアノズルは、前記排出ローラ対に沿って複数個が配置され、
   前記下側エアノズルは、前記上側エアノズルの個数よりも１つ多い個数が前記排出ローラ対に沿って配置される、
   ことを特徴とする請求項１記載のシート排出装置。
4. 前記排出ローラ対は、シートの幅方向長さよりも長く、全長にわたって同じ径を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のシート排出装置。
5. シートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により画像が形成されたシートを排出する請求項１乃至４のいずれか１項記載のシート排出装置と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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