JP6315116B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像が形成されたシートを排出するシート排出部を備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置においては、定着部でトナー像がシートに定着され、シート排出部でトナー像が定着したシートが排紙トレイ上に排紙される。シートを縦方向に搬送するタイプの画像形成装置では、定着部の上方にシート排出部が設けられるのが一般的である。
定着部では、シートに高温及び高圧をかけることでトナー像を定着させるので、シートに含まれる水分の蒸発等によって、シートにカールが生じる場合がある。例えば、シートの幅方向の両端が下方に湾曲したような形状にカールした場合、シートがこの姿勢のままでシート排出部から排出されると、シートの角が排紙トレイに引っ掛かり、排紙トレイ上でシートが正常にストックされないという問題がある。
一方で、定着部でのシートの加熱によって生じた水蒸気は高温であるので、定着部から上方のシート排出部に拡散し、定着部とシート排出部との間の空間は高温高湿環境となる。すると、定着部からシート排出部に搬送されるシートに水蒸気が吸収されてシートに腰がなくなり、シート排出部から排出された際にストック不良を起こす虞がある。さらに、シート排出部において高温の水蒸気が外気と接触して急冷されてシート排出部の各部材に結露が生じ、シートが濡れる等の問題が生じる。
特許文献1には、駆動ローラと従動ローラとを有し、従動ローラにコルゲーションロールを設けたシート排出部を備えた画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、コルゲーションロールに送風装置から送風された空気を通過させる凹部が形成され、シート排出部の空気を凹部から外部に排気することで、結露の発生を防いでいる。
特開2012−98448号公報
しかしながら特許文献1に記載の画像形成装置のシート排紙部では、送風装置を設置するスペースを確保する必要があると共に、送風装置の分だけコストがアップする。また、このシート排出部では、前述のようなシートのストック不良を防止することは困難である。
本発明は上記事情を考慮し、排紙トレイ上でのシートのストック不良を防止することのできるシート排出部を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、画像が形成されたシートを排出するシート排出部を備えた画像形成装置であって、前記シート排出部は、前記シートを上下から挟持する駆動ローラと従動ローラとを有し、前記駆動ローラと前記従動ローラとの間に形成される前記シートの挟持面が、該シートのシート排出方向に直交するシート幅方向において中央部が下向きに凸の湾曲形状となるように構成されていることを特徴とする。
このような構成を採用することにより、シートは幅方向において両端が上方に湾曲した下向きに凸の姿勢で排出されるので、シートの角が排出トレイに引っ掛からないように排紙することができる。
本発明において、前記駆動ローラは、駆動回転軸と、該駆動回転軸の中央部に一体回転可能に支持される駆動コロと、該駆動回転軸の両端部に回転自在に支持され前記駆動コロよりも外径の大きい回転体と、を有し、前記従動ローラは前記駆動ローラの上方に対向して配置され、従動回転軸と、該従動回転軸の中央部に配設されて前記駆動ローラの前記駆動コロに従動する従動コロと、該従動コロよりも外径が小さく該従動コロの両側に配設された外側コロ部と、を有し、前記外側コロ部は前記回転軸の中央から両端に向かうに従って外径が小さくなるように形成されていることを特徴としてもよい。
このような構成を採用することにより、シート挟持面の下面は、駆動ローラの中央の駆動コロから両端部の回転体に向かって上方に傾斜し、上面は、この傾斜に伴って従動ローラの外側コロ部の表面に沿って中央から両端に向かって上方に傾斜するので、シートは幅方向両端が上方に湾曲した姿勢で排出される。
本発明において、前記駆動ローラの回転体は、前記従動ローラの外側コロ部間に配置されていることを特徴としてもよい。
このような構成を採用することにより、シートは中央部でのみ駆動コロと従動コロとで挟持され、両端部では、従動ローラの従動回転軸と駆動ローラの回転体との間の隙間に支持される。これにより、シートの幅方向に遊びを持たせることができるので、シートをしわが発生しないように排出できる。
本発明において、前記従動ローラの前記従動回転軸と前記従動コロ及び前記外側コロ部とは、樹脂材料によって一体に形成されていることを特徴としてもよい。
このような構成を採用することにより、従動ローラを簡単な方法で形成することができる。
本発明において、前記従動ローラの一方の端部側には排気部が設けられ、前記従動ローラにおいて、前記従動コロ及び前記外側コロ部は、前記従動回転軸と一体に回転可能な中心軸部と、該中心軸部の外側に同心状に設けられた外筒部と、前記中心軸部と前記外筒部との間に設けられた羽根部と、を有する軸流ファン状の形状を有し、前記従動ローラが前記駆動ローラに従動して回転した際に前記排気部に向かう気流を発生させるように形成されていることを特徴としても良い。
このような構成を採用することにより、従動ローラの回転によってコロが軸流ファンとして作用するので、従動ローラの周囲の熱や水蒸気を含んで加熱された空気を装置の排気部の方向により確実に流すことができる。したがって、シート排出部の近傍に結露を生じさせにくくできる。
本発明において、前記排出コロの外側コロ部の表面がローレット形状を有していることを特徴としてもよい。
このような構成を採用することにより、高温高湿の空気を排気部に流しやすくなるため、より結露の防止効果を高めることができる。
また、本発明の画像形成装置は、画像が形成されたシートを排出するシート排出部を備えた画像形成装置であって、前記シート排出部は、前記シートを上下から挟持する駆動ローラと従動ローラとを有し、前記駆動ローラと前記従動ローラとの間に形成される前記シートの挟持面が、該シートのシート排出方向に直交するシート幅方向において中央部が下向きに凸の湾曲形状となるように構成され、前記駆動ローラは、駆動回転軸と、該駆動回転軸の中央部に一体回転可能に支持され、両端の外周で径方向の外方に広がるフランジが形成されたゴム製である駆動コロと、前記駆動回転軸の両端部に回転自在に支持され前記駆動コロよりも外径が大きくかつ前記駆動コロよりも幅が狭い回転体と、を有し、前記従動ローラは、前記駆動ローラの上方に対向して配置され、従動回転軸と、該従動回転軸の中央部に配設されて前記駆動ローラの駆動コロの前記フランジ間にて従動する従動コロと、該従動コロよりも外径が小さく該従動コロの両側にそれぞれ少なくとも2個配設された外側コロと、を有し、前記外側コロは前記従動回転軸の中央から両端に向かうに従って外径が小さくなるように形成され、前記回転体は、それぞれ、前記従動コロの両側において前記2個の前記外側コロ間で前記2個の前記外側コロに接せずに配置され、前記回転体と前記従動コロの両側における前記2個の前記外側コロとは、外径方向においてオーバーラップしているようにしてもよい。また、本発明の画像形成装置は、上記画像形成装置において、、前記従動ローラの一方の端部側には排気部が設けられ、前記従動ローラの前記外側コロの表面は、前記従動回転軸の方向と略平行なローレット溝が形成されたローレット形状を有し、前記従動ローラにおいて、前記従動コロ及び前記外側コロは、前記従動回転軸と一体に回転可能な中心軸部と、該中心軸部の外側に同心状に設けられた外筒部と、前記中心軸部と前記外筒部との間に設けられた羽根部と、を有する軸流ファン状の形状を有し、前記従動ローラが前記駆動ローラに従動して回転した際に、前記ローレット溝を通って、前記排気部に向かう気流を発生させるように形成されているようにしてもよい。さらに、本発明の画像形成装置は、さらに、上記画像形成装置において、前記従動ローラの前記従動回転軸と前記従動コロ及び前記外側コロとは、樹脂材料によって一体に形成されているようにしてもよい。
本発明によれば、画像が形成されたシートを、その両端が上方に湾曲した下に凸の姿勢でシート排出部から排出することができるので、排紙トレイ上でのスタック不良を起こしにくい等種々の効果を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置のシート排出部を示す正面図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置におけるシート排出部の従動ローラを示す図であり、図3(A)は斜視図、図3(B)は正面図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置のシート排出部における定着部とシート排出部との温度の関係を示すグラフである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を説明する。
図1を用いて、画像形成装置としての電子写真方式のプリンター1の全体の主な構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図1における紙面左側を、プリンター1の正面側(前側)とし、左右の向きは、プリンター1の正面から見た方向を基準として説明する。
プリンター1は、箱型形状のプリンター本体2を備えており、プリンター本体2の下部にはシート(図示せず)を収納する給紙カセット3が収容され、プリンター本体2の上面には排紙トレイ4が設けられている。プリンター本体2の上面には、排紙トレイ4の前方に上カバー5が開閉可能に取り付けられ、上カバー5の下方には、トナーを収容するトナー容器としてのトナーコンテナ6が収納されている。
プリンター本体2の内部の上方には、レーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光装置7が配置され、露光装置7の下方には、画像形成部8が設けられている。画像形成部8には、像担持体である感光体ドラム10が回転可能に設けられている。感光体ドラム10の周囲には、帯電装置11と、装着部材としての現像装置12と、転写ローラ13と、除電装置14と、クリーニング装置15とが、感光体ドラム10の回転方向(図1の矢印X参照)に沿って順に配置されている。
プリンター本体2の内部において、給紙カセット3の前方には、シートを給紙する給紙部17が設けられている。また、プリンター本体2の内部の画像形成部8の後方には、定着部19が設けられおり、定着部19の上方にはシート排出部20が設けられている。シート排出部20については後述する。
プリンター本体2の内部には、給紙部17から、感光体ドラム10と転写ローラ13によって構成される転写部18と定着部19とを通って、シート排出部20へ向かうシート搬送経路16が形成されている。搬送経路16は、定着部19の下流で両面印刷用の反転経路21に分岐している。
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作を説明する。
プリンター1に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部19の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター1に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
まず、帯電装置11によって感光体ドラム10の表面が帯電された後、露光装置7からのレーザー光(図1の二点鎖線p参照)により感光体ドラム10に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム10の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像装置12がトナーによりトナー像に現像する。
一方、給紙部17によって給紙カセット3から取り出されたシートは、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部18へと搬送され、転写部18において感光体ドラム10上のトナー像がシートに転写される。トナー像を転写されたシートは、搬送経路16を下流側へ搬送される。そして、定着部19に進入し、この定着部19においてシートにトナー像が定着される。トナー像が定着されたシートは、シート排出部20から排紙トレイ4に排出される。なお、感光体ドラム10上に残留した電位は、除電装置14によって除電される。また、感光体ドラム10上に残留したトナーは、クリーニング装置15によって回収される。
次に、図1及び図2を参照してシート排出部20を説明する。図2は、シート排出部を示す排紙トレイ側から見た正面図である。シート排出部20は、駆動ローラ30と、駆動ローラ30の上方に駆動ローラ30と平行に配置された従動ローラ40と、を有する。
図2に示されるように、駆動ローラ30は、駆動回転軸31と、駆動回転軸31の中央部に固定された駆動コロ32と、駆動回転軸31の両端部に設けられた回転体33と、を有する。駆動回転軸31は、モータ34の回転軸に接続されており、モータ34で駆動されて、図1の反時計方向(図1の矢印Y参照)に回転する。
駆動コロ32は、例えばゴム製であり、左右方向両端の外周には、外方向へ拡がるフランジ部32aが形成されている。回転体33は、駆動コロ32から等距離の位置に、駆動回転軸31に対して回転自在に支持されている。回転体33は、例えばゴム製であり、駆動コロ32よりも大きい外径と、駆動コロ32よりも狭い幅を有する。例えば、駆動コロ32の外径は10mm、回転体33の外径は18mmである。
従動ローラ40は、従動回転軸41と、従動回転軸41の中央部に配設された従動コロ42と、従動コロ42の両側に配置された外側コロ部43と、を有する。従動回転軸41は、プリンター本体2aに回転可能に支持されている。従動コロ42は、駆動ローラ30の駆動コロ32よりもやや狭い幅を有する。
外側コロ部43は、従動コロ42の両側に、それぞれ6個43a、43b、43c、43d、43e、43fが等間隔で配設されている。外側コロ部43は、従動コロ42よりも幅及び外径が小さく、さらに、従動回転軸41の中央から両端に向かうに従って外径が小さくなるように(クラウン形状)形成されている。例えば、従動コロ42の外径は20mmであり、外側コロ部43の内の最も中央側のコロ部43aの外径は18mmで、両端に向かうに従って2mmずつ外径が小さくなっている。外側コロ部43の外径は、中央部から両端に向かって直線的に小さく形成してもよく、曲線的に小さく形成してもよい。
回転軸41、従動コロ42及び外側コロ部43は、摺動性の良好な樹脂で一体に形成されている。摺動性の良好な樹脂としてPOM(ポリアセタール樹脂)等を使用することができる。
上記した構成を備えるシート排出部20のシート排出動作を説明する。前述のように、駆動ローラ30と従動ローラ40とは、駆動ローラ30が下、従動ローラ40が上となるように平行に配置される。そして、従動ローラ40の従動コロ42は、駆動ローラ30の駆動コロ32の両端のフランジ32a間に挟まれて駆動コロ32の表面に接触する。これにより、従動ローラ40は駆動ローラ30の回転に従動して駆動ローラ30と反対方向に回転するようになっている。
駆動ローラ30の各回転体33は、従動ローラ40の外側コロ部43の中央部から4番目のコロ43dと5番目のコロ43eとの間に位置するように配設されている。また、側面側から見て、回転体33とコロ43d、43eとは外径方向においてややオーバーラップしている。
定着部19からシートが搬送されてくると、シートは駆動ローラ30と従動ローラ40とで上下から挟持される。具体的には、シートの幅方向の中央部は、駆動ローラ30の駆動コロ32と、従動ローラ40の従動コロ42との間に挟持される。シートの幅方向の両端部は、駆動ローラ30の回転体33と、この回転体33の両側に配設された従動ローラ40の外側コロ部43のコロ43d、43eとの間に支持される。なお、シートの中央部は駆動コロ32と従動コロ42との間に挟み込まれているが、両端部では、回転体33に載ったシートを両側で下方に押さえているような状態であるので、シートは挟持されておらず、幅方向に移動可能な姿勢で支持されている。
このように、駆動ローラ30と従動ローラ40との間の挟持面においては、シートの下側の面は、駆動ローラ30の駆動コロ32から両端部の回転体33に向かって上方に傾斜している。そして、この傾斜に伴ってシートの上側の面は、従動ローラ40の従動コロ42から外側コロ部43の表面に沿うように中央から両端に向かって上方に傾斜する。このように、シート挟持面は、図2の一点鎖線で示すように、シートの幅方向の両端が上方に湾曲して下向きに凸の形状となる。
上記したように本発明の一実施形態に係る画像形成装置1によれば、シートは幅方向の両端が上方に湾曲した下向きに凸の姿勢で、シート排出部20から排紙トレイ4に排出される。このため、水分を含んで腰がなくなったシートでも、幅方向の両端部が上方に湾曲した姿勢で排出できる。したがって、排紙トレイ4上にスムーズに排紙することができ、排紙トレイ4上でのスタック不良を起こさない。
また、シートは幅方向の中央部では上下から駆動コロ32と従動コロ42とで挟み込まれているが、両端部では幅方向に移動可能な姿勢であるので、シートにしわを発生させにくい。
さらに、従動ローラ40の従動回転軸41と従動コロ42、外側コロ部43とを樹脂で一体に形成したので、従動ローラ40を簡易な方法で形成することができ、組み立て性を向上させることができる。
本実施形態では、従動ローラ40が駆動ローラ30の上方に配置される場合について説明したが、従動ローラ40が駆動ローラ30の下方に配置される場合は、各ローラの形状が異なる。すなわち、従動ローラ40は、外側コロ部の外径が中央から両端に向かうほど大きく形成され、駆動ローラ30は、駆動コロの外径よりも回転体の外径を小さくする。これにより、シート挟持面を、両端が上方に湾曲した下向きに凸状とすることができる。
次に、図3を参照して、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置におけるシート排出部について説明する。図3(A)はシート排出部の従動ローラのコロの斜視図、図3(B)は従動ローラのコロの正面図である。この実施形態の画像形成装置においては、シート排出部20の左右いずれかの側のプリンター本体2の側板に、プリンター本体2の内部と外部とを連通する排気部(図示されず)が形成されている。
この例の従動ローラは、従動コロ62及び従動コロ62の両側に配設された外側コロ部63は、それぞれ中心軸部62a、63aと、中心軸部62a、63aよりも大径で中心軸部と同心上に設けられた外筒部62b、63bと、中心軸部62a、62bの外周面と外筒部62b、63bの内周面との間に形成されたプロペラ状の羽根部62c、63cと、を有し、軸流ファン状に形成されている。従動コロ62及び外側コロ部63の中心軸部62a、63aは従動回転軸に固定され、従動回転軸と共に回転する。羽根部62c、63cは、従動ローラが駆動ローラ30の駆動コロ32に従動して回転した際に、従動回転軸に沿って排気部へ向かう気流が生じるように形成されている。
このような気流が生じると、従動コロ62や外側コロ部63の周囲の空気が、従動コロ62及び外側コロ部63の内部を通って従動回転軸に沿って排気部へ流れ、排気部から排気されることになる。
上記構成を備えるシート排出部20においては、シートを中央部が下向きに凸の姿勢で排紙トレイに排紙することができる効果に加えて、従動ローラが回転すると、従動ローラの近傍の空気が、排気部から機外へ放出される。このため、定着部19とシート排出部20との間の空間に存在する高温高湿の空気も、排気部から機外に放出される。これにより、シート排出部20の近傍と、シート排出部20と定着部19との間の空間との温度差が小さくなり、シート排出部20の近辺において結露が生じにくくなる。
この現象を図4を参照して説明する。図4は、定着部とシート排出部との温度の関係を示すグラフであり、横軸はシート排出部からの距離(位置)、縦軸は温度を示す。また、図4において、定着部19の近傍の位置をX1、温度をT1とし、定着部19とシート排出部20との間の空間の位置をX2、温度をT2とし、シート排出部20の外側の位置をX3、温度をT3とし、従来のシート排出部での温度曲線を破線で示し、本実施形態のシート排出部での温度曲線を実線で示す。
本実施形態では、定着部19とシート排出部20の間の空間に存在する高温高湿の空気が排気部から機外に放出されるので、図4の実線で示されるように、定着部19とシート排出部20間の空間(位置X2)の温度が従来の温度T2よりも低下して温度T4となる。これにより、シート排出部20の外側(位置X3)の温度T3と、定着部19とシート排出部20の間の空間(位置X2)の温度T4との差ΔTxが、従来の温度差ΔTyよりも小さくなるため、シート排出部20での空気の急冷を防ぐことができる。したがって、定着部19を通過したシートが水分を含んで腰のない状態になったり、シート排出部20に結露が発生したりすることを防ぐことができる。
なお、従動ローラの回転軸のコロ間の部分に羽根を設けて、回転軸の回転に伴って羽根を回転させて気流を形成することも考えられる。しかしこの場合、シートの端部が羽根に引っ掛かって紙詰まり等が発生したり、シートが気流にあおられて排紙方向に適切に送られなかったりする虞がある。これに対して、図3に示した従動ローラの従動コロ62及び外側コロ部63が軸流ファン形状を有する場合には、シート端部は外筒部62b、63bに接触し羽根部62c、63cには接触することがないので、シート端部が引っ掛かるような問題は発生しない。また、気流はコロの内部を通って排気部へ向かうので、シートの排紙方向に気流が影響を与えることがなく、排紙トレイ4上に確実にシートを排紙することができる。
また、本発明の実施形態において、外側コロ部63の表面をローレット形状としてもよい。ローレット溝を従動ローラの回転軸の方向と略平行とし溝を深くすると、ローレット溝を通って排気部へ向かう気流が形成されるため、上記の効果をさらに高めることができる。
なお、本発明の実施形態では、プリンター1に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のプリンター1以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
1 画像形成装置
20 シート排出部
30 駆動ローラ
31 駆動回転軸
32 駆動コロ
33 回転体
40 従動ローラ
41 従動回転軸
42、62 従動コロ
43、63 外側コロ部

Claims (3)

  1. 画像が形成されたシートを排出するシート排出部を備えた画像形成装置であって、
    前記シート排出部は、前記シートを上下から挟持する駆動ローラと従動ローラとを有し、
    前記駆動ローラと前記従動ローラとの間に形成される前記シートの挟持面が、該シートのシート排出方向に直交するシート幅方向において中央部が下向きに凸の湾曲形状となるように構成され、
    前記駆動ローラは、駆動回転軸と、該駆動回転軸の中央部に一体回転可能に支持され、両端の外周で径方向の外方に広がるフランジが形成されたゴム製である1個の駆動コロと、前記駆動回転軸の両端部に回転自在に支持され前記駆動コロよりも外径が大きくかつ前記駆動コロよりも幅が狭い回転体と、を有し、
    前記従動ローラは、前記駆動ローラの上方に対向して配置され、従動回転軸と、該従動回転軸の中央部に配設されて前記駆動ローラの駆動コロの前記フランジ間にて従動する1個の従動コロと、該従動コロよりも外径が小さく該従動コロの両側にそれぞれ少なくとも2個配設された外側コロと、を有し、前記外側コロは前記従動回転軸の中央から両端に向かうに従って外径が小さくなるように形成され、
    前記回転体は、それぞれ、前記従動コロの両側において前記2個の前記外側コロ間で前記2個の前記外側コロに接せずに配置され、
    前記回転体と前記従動コロの両側における前記2個の前記外側コロとは、外径方向においてオーバーラップし、前記駆動コロの前記フランジと前記従動コロの両側に隣接する前記外側コロとは、外径方向においてオーバーラップしないことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記従動ローラの一方の端部側には排気部が設けられ、
    前記従動ローラの前記外側コロの表面は、前記従動回転軸の方向と略平行なローレット溝が形成されたローレット形状を有し、
    前記従動ローラにおいて、前記従動コロ及び前記外側コロは、前記従動回転軸と一体に回転可能な中心軸部と、該中心軸部の外側に同心状に設けられた外筒部と、前記中心軸部と前記外筒部との間に設けられた羽根部と、を有する軸流ファン状の形状を有し、前記従動ローラが前記駆動ローラに従動して回転した際に、前記ローレット溝を通って、前記排気部に向かう気流を発生させるように形成され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。
  3. 前記従動ローラの前記従動回転軸と前記従動コロ及び前記外側コロとは、樹脂材料によって一体に形成さ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。
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