WO2015037666A1

WO2015037666A1 - 画像形成装置

Info

Publication number: WO2015037666A1
Application number: PCT/JP2014/074085
Authority: WO
Inventors: 俊彦沼津; 泰弘津雪
Original assignee: カシオ計算機株式会社
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2015-03-19
Also published as: JP2015054746A

Abstract

　両面印刷を行うスイッチバック機構（１７）は、第１面のトナー画像の定着を終えて定着装置（１５）から排出される用紙（Ｐ）の進路をスイッチバックローラ対（５２）方向に切り替える搬送路切替装置（４５）と、スイッチバックローラ対（５２）の搬送方向の回転によって外部に繰り出される用紙（Ｐ）の先端側の部分を外部への露出から遮断した状態で一時的に収容する反転部（５４）と、スイッチバックローラ対（５２）の返送方向の回転によって、スイッチバック開始路（５５）に返送される用紙Ｐの後端を返送搬送の先端として返送搬送を引き継ぐ両面印刷用搬送ユニット（１６）の返送開始ローラ対（５６）とで構成される。その後、返送中間ローラ対（５７ａ）、（５７ｂ）、返送終端ローラ対（５７ｃ）、（５７ｄ）で返送された用紙（Ｐ）は前後と表裏を反転させて裏面にトナー像を二次転写され、定着されて、排紙トレイ（４９）に排出される。

Description

画像形成装置

　［関連出願の参照］
　本願については、２０１３年９月１１日に出願された日本国特許願特願２０１３－１８８１０３を基礎とする優先権を主張し、当該基礎出願の内容をすべて本願にとりこむものとする。
　本発明は、安全に両面印刷を行うことができる画像形成装置に関する。

　従来、画像形成部で形成したトナー像を用紙に転写し、転写したトナー像を定着部で定着して、トナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置がある。

　例えば、特開２００２－１２８３５５号公報には、用紙の反転搬送経路を備え、用紙の片面だけでなく両面に自動的に画像を形成する方式のものが提案されている。

　しかしながら、特開２００２－１２８３５５号公報に記載のように両面印刷を行う際、表面の印字と定着工程が完了後に、裏面への印字作業を行うため、用紙を反転させる工程が必要となる。この用紙の反転には、特開２００２－１２８３５５号公報でも示しているようにスイッチバック方式が従来から用いられている。

　図１は、そのような従来のスイッチバック方式により用紙を反転させて、用紙の両面にトナー画像を印刷する画像形成装置の要部の構成と動作を分かりやすく説明するための断面図である。図１に示すように、画像形成装置１は、装置本体２の上面に排紙トレイ３を備えている。

　排紙トレイ３への用紙排出口には排紙ローラ対４が設けられている。排紙ローラ対４の下方に、搬送路切替装置５が設けられ、搬送路切替装置５の下方に定着装置６が配置されている。

　片面印刷の場合は、図示を省略した画像形成部においてトナー画像を転写された用紙は、実線矢印ａで示すように定着装置６に搬入されてトナー画像を紙面に定着される。定着装置６を出た用紙は、搬送路切替装置５を通過し、排紙ローラ対４により一点鎖線矢印ｂで示すように排紙トレイ３に排出される。

　両面印刷の場合は、搬送路切替装置５が搬送路を切り替え、定着装置６を出た用紙は、スイッチバックローラ対７により、破線矢印ｃで示すように、排紙トレイ３の上方に排出され、用紙後端部がスイッチバックローラ対７まで来たタイミングで一点鎖線矢印ｄで示すように送り戻される。

　送り戻された用紙は、後端部を先頭にして、戻しローラ対８ａ、８ｂ、８ｃ、・・・により戻し搬送路９に沿って搬送され、図外下方の反転路で用紙の上下と表裏を反転され、通常搬送路に合流し、画像形成部においてトナー画像を裏面に転写され、再び実線矢印ａで示すように定着装置６に搬入され、トナー画像を裏面に定着され、排紙ローラ対４により一点鎖線矢印ｂで示すように排紙トレイ３に排出される。

　しかしながら、図１では、説明の便宜上、片面印刷の場合の排紙トレイ３への排紙態様と、両面印刷の場合の排紙トレイ３上方への一時的排出態様を明確に区別して示しているが、実際には、一見して区別できるほどに異なる排出態様ではない。

　したがって、用紙が一旦排紙トレイ３の上に一時的に露出して停止し、戻し搬送路９に引き戻される前に、片面印刷の用紙または両面印刷が完了した用紙と間違われて、排出口から引き抜かれる場合が発生する。

　そのような誤った途中引き抜き処理で印刷手順に狂いが生じた場合、狂った手順を元通りの手順に復帰させるには、印刷途中で停止した未定着トナーの転写されている用紙を取り除いて廃棄し、ホスト機器からの印刷指令を設定しなおす等の大変な無駄と手数の係る復帰作業を行わなければならない。

　また、排紙トレイ３への用紙の積載が満杯に近い場合、積載されている用紙の一番上の用紙が、戻し搬送路９に引き戻される用紙につられて一緒に引き込まれるという不具合もしばしば発生した。

　本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、安全に両面印刷を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像形成部上方の排出部へ被印刷媒体を排出する通常排出経路と、前記通常排出経路とは異なる経路であって、前記被印刷媒体を一旦送り出しスイッチバックして、前記被印刷媒体を反転させるための反転搬送路に前記被印刷媒体を送り込むスイッチバック経路と、前記スイッチバック経路から一旦送り出された前記被印刷媒体の部分を、案内板により前記排出部への方向とは異なる方向へ屈曲させながら一時的に収容する一時収容部と、を備える、ように構成される。

従来のスイッチバック方式により用紙を反転させて用紙の両面にトナー画像を印刷する画像形成装置の要部の構成と動作を分かりやすく説明するための断面図である。実施例１に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。図２Ａの要部の詳細を拡大して示す図である。実施例１に係る画像形成装置にオプションのフィニッシャーを排紙トレイの空間部に重ねて取り付けた状態を示す図である。実施例２に係るスキャナ付き画像形成装置の構成を簡略に示す図である。実施例２に係るスキャナ付き画像形成装置においてスキャナの下部と画像形成装置の排紙トレイとの間の空間部にオプションのフィニッシャーを取り付けた状態を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
［実施例１］

　図２Ａは、実施例１に係る画像形成装置の内部構成を示す断面図であり、図２Ｂはその要部の詳細を拡大して示す図である。図２Ａに示す画像形成装置１０は、フルカラーの画像を形成できる電子写真式で二次転写方式のタンデム型の画像形成装置である。

　この画像形成装置１０は、画像形成部１１、転写ベルトユニット１２、トナー供給部１３、給紙部１４、ベルト式定着装置１５（以下、単に定着装置１５という）、両面印刷用搬送ユニット１６、及びスイッチバック機構１７で構成されている。

　上記画像形成部１１は、転写ベルトユニット１２の転写ベルト１８の下部走行面１８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置１９（１９ｋ、１９ｃ、１９ｍ、１９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部１１は、図２Ａ、２Ｂに示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置との間を昇降可能に画像形成装置１０の本体のフレームに保持されている。

　上記４個の現像装置１９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置１９ｃ、１９ｍ及び１９ｙは、減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置１９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。なお、現像装置１９ｃは、シアン（Ｃ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。現像装置１９ｍは、マゼンタ（Ｍ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。現像装置１９ｙは、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。

　上記の各現像装置１９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。ここで、現像装置１９は本発明の要部ではないので、極く簡単に説明する。現像装置１９は、最上部に感光体ドラムを備え、感光体ドラムの周面に接し又は近傍を取り巻いて、クリーナ、帯電ローラ、光書込ヘッド、及び現像器の現像ローラが配置されている。

　これらの現像器には、転写ベルトユニット１２の上方に配置されているトナー供給部１３のトナーカートリッジ２１（２１ｋ、２１ｃ、２１ｍ、２１ｙ）から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが、それぞれのトナー補給路２０を介して供給される。

　トナー補給路２０は転写ベルトユニット１２の後方を回り込むようにして配設されている。また、トナー供給部１３は、特には図示しないが、図２Ａ、２Ｂに示す印刷実行時位置と、それより上方の保守位置との間を昇降可能に画像形成装置１０の本体のフレームに保持されている。

　転写ベルトユニット１２は、画像形成装置１０の本体のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト１８と、この転写ベルト１８を掛け渡されて転写ベルト１８を図の矢印ｆで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２２と従動ローラ２３を備えている。

　駆動ローラ２２には、転写ベルト１８を介して二次転写ローラ２４が圧接し、ここに搬送されて来る転写媒体である用紙に対し、転写ベルト１８上の一次転写トナー像を二次転写する二次転写部を形成している。

　上記の転写ベルト１８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラムに対し、転写ベルト１８を挟むように配置されている。

　一次転写ローラ２５は、下方を循環移動する転写ベルト１８の下部走行面１８ａに、感光体ドラムに現像されているトナー像を直接転写（一次転写）する。転写ベルト１８は、そのトナー像を、更に用紙に転写（二次転写）すべく、上記の二次転写部まで搬送する。

　また、転写ベルト１８には、従動ローラ２３に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方にはベルトクリーナ２６が転写ベルト１８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。

　給紙部１４は、１個の給紙カセット２８を備えている。給紙カセット２８には多枚数の用紙Ｐが載置・収容されている。給紙カセット２８の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ２９、給送ローラ３１、捌きローラ３２、待機搬送ローラ対３３が配置されている。

　待機搬送ローラ対３３の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット１５が配置されている。ベルト式熱定着ユニット１５は、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット１５から搬出する搬出ローラ対３４を上部出口に備えている。

　片面印刷の場合には、先ず、用紙取出ローラ２９、給送ローラ３１、捌きローラ３２によって給紙カセット２８の最上部の１枚ごとに取り出された用紙Ｐは、待機搬送ローラ対３３の挟持部に先端を当接させ、一時停止して待機する。

　一方、画像形成部１１は４色のトナー像を重ねて転写ベルト１８に一次転写する。転写ベルト１８上のトナー像の先端が、二次転写部に搬送されてくるタイミングに合わせて、用紙Ｐの印刷開始位置が二次転写部に届くように、待機搬送ローラ対３３が回転を開始して用紙Ｐを送り出す。

　二次転写部で、トナー像を転写された用紙Ｐは、図２Ｂに矢印ｇで示すように定着装置１５に搬入される。定着装置１５には、上ガイド板３５と下ガイド板３６とで形成される搬送路の中間に押圧ローラ３７と定着ローラ３８が対向配置されている。

　定着ローラ３８の斜め下方に熱源３９を内蔵する発熱ローラ４１が配置されている。発熱ローラ４１と定着ローラ３８との間には熱伝導ベルト４２が掛け渡されている。上記の押圧ローラ３７は、熱伝導ベルト４２を介して定着ローラ３８に圧接している。

　これら定着ローラ３８と、この定着ローラ３８に熱伝導ベルト４２を介して圧接する押圧ローラ３７とで形成される定着部に用紙Ｐが挟持され、上方へ搬送されながら、図の左方の紙面に二次転写されているトナー像を、熱と圧力で紙面に定着される。トナー像を定着された用紙Ｐは、搬出ローラ対３４により定着装置１５から搬出される。

　定着装置１５から搬出された用紙Ｐは、搬送ローラ対４３に搬送を引き継がれ、スイッチバック機構１７の搬送路切替装置４５が図の破線位置に回動していることにより、アイドルガイドローラ４６に沿って案内され、排紙ローラ対４７により排紙口４８から画像形成面を下向きにして一点鎖線矢印ｈで示すように排紙トレイ４９に排出される。

　一方、両面印刷の場合は、図２Ｂに示すように（図２Ａも参照）、第１面（表面）にトナー像を定着された用紙Ｐが定着装置１５から搬出されて搬送ローラ対４３に搬送を引き継がれるところまでは、上述した片面印刷の場合と同様である。

　その後、両面印刷の場合は、用紙Ｐは，スイッチバック機構１７の搬送路切替装置４５が図の実線位置に回動していることにより、上方への分岐路５１に入り、スイッチバックローラ対５２が搬出方向に回転していることにより、一時排紙路５３を通過し、案内板６３（６３ａ、６３ｂ、６３ｃ）により案内されて、反転部５４に導入される。

　反転部５４は、ハウジング５４ａと、反転案内部５４ｂとを有している。ハウジング５４ａは、ハウジング５４ａの内部が、外側から見えないように、形成されている。例えば、ハウジング５４ａは、窓や開口が設けられておらず、それゆえ内部が見えないように形成されている。このため、ハウジング５４ａ内に収容される反転案内部５４ｂは、外部に露出しておらず、また、外部から触れられない。言い換えると、反転部５４のハウジング５４ａは、ハウジング５４ａの内部を、外部から見えないように及び触れられないように遮断している。

　反転部５４のハウジング５４ａの内部には、円滑な面を有する断面が略半円弧状の案内板６３ａと、略半円弧状の案内板６３ａに連続する同じく円滑な面を有する略水平状の案内板６３ｂと、略水平状の案内板６３ｂに連続する同じく円滑な面を有する断面が略逆半円弧状の案内板６３ｃとで構成される反転案内部５４ｂが形成されている。

　反転部５４に導入された用紙Ｐは、案内板６３（６３ａ、６３ｂ、６３ｃ）に案内されて、矢印ｊで示す方向に、内巻き状に屈曲しながら、全体の大部分が反転部５４に一時的に収容される。そして、スイッチバックローラ対５２を通過する直前の用紙Ｐの後端部が不図示のセンサにより検出されて搬送が停止する。

　そして、スイッチバックローラ対５２が送り戻し方向に回転することにより、用紙Ｐは矢印ｋで示すように、導入方向とは逆方向に引き戻され、それまでの後端部を先頭にして、スイッチバック開始路５５に送り込まれる。スイッチバック開始路５５の送り方向には両面印刷用搬送ユニット１６の返送開始ローラ対５６が配置されている。

　両面印刷用搬送ユニット１６は、図２Ａに示すように、返送開始ローラ対５６から下方に曲がって鉛直に延びる返送中間路、それから左横方向に曲がって最終的に返送された用紙Ｐを反転させる返送終端路からなる返送路を備えている。

　上記下方に曲がって鉛直に延びる返送中間路には返送中間ローラ対５７ａ、５７ｂが配置されている。また、左横方向に曲がって最終的に上向きに反転する返送終端路には返送終端ローラ対５７ｃ、５７ｄが配置されている。返送終端ローラ対５７ｄから先の返送路出口は、給紙部１４の給紙カセット２８に対応する待機搬送ローラ対３３への搬送路に合流している。

　返送終端ローラ対５７ｄから待機搬送ローラ対３３への搬送路に送り出される用紙Ｐは第１面（表面）に印刷されたときとは前後と表裏が反転している。すなわち、裏面の後端を先頭にして中間転写部に送られる。

　画像形成部１１は、印刷情報の画像データを１８０°回転させて現像し、その回転したトナー像を転写ベルト１８に一次転写する。転写ベルト１８は、前後と表裏が逆となった用紙Ｐの第２面（裏面）に、画像データが１８０°回転したトナー像を二次転写する。

　裏面に１８０°回転したトナー像を二次転写された用紙Ｐは、定着装置１５においてトナー像を裏面に定着され、図２Ｂに示す搬送路切替装置４５が図の破線位置に回動していることにより、アイドルガイドローラ４６を通過し、排紙ローラ対４７により排紙口４８から第１面を上向きにし、先端を排紙口４８に向けて、排紙トレイ４９に排出される。

　このように、両面印刷時に、従来はスイッチバックによって一時的に機外に排出されていた用紙前端部分を、本例では、外部から遮断された反転部５４に導入するので、スイッチバック時に用紙Ｐが外部に露出することがなく、したがって片面印刷の用紙または両面印刷が完了した用紙と間違われて、スイッチバックの途中で引き抜かれるような不具合は発生しない。

　図３は、上記の画像形成装置１０に、オプションのフィニッシャー５８を排紙トレイ４９の上部空間部に重ねて取り付けた状態を示す図である。図３に示すように、通常に印刷が完了した用紙は、矢印ｈで示すように、排紙口４８から排紙されてフィニッシャー５８に導入される。フィニッシャー５８は、画像形成装置１０で印刷出力された用紙に対して、パンチ加工や表紙成型などの製版過程が可能な機能が付加された装置である。

　このようにフィニッシャー５８を装備した画像形成装置１０において、両面印刷を行った場合、従来の矢印ｍで示すスイッチバック経路では、フィニッシャー５８と干渉するので、この干渉をさけるため、一時排紙路５３から急激に用紙を立上げる経路を確保する必要が有り、搬送性能が非常に不安定となる。

　しかし、本例の場合は、一時排紙路５３から反転部５４に導入するように構成されているため、両面印刷時に、フィニッシャー５８との干渉を考慮する必要がなく、オプション機器の配設に大きな自由度を有するものとなる。
［実施例２］

　図４は、実施例２に係るスキャナ付き画像形成装置の構成を簡略に示す図である。図４に示すスキャナ付き画像形成装置６０は、図２Ａ、図２Ｂに示したものと同一の画像形成装置１０に複合機としてスキャナ６１を取り付けたものである。

　このようにスキャナ付き画像形成装置６０の場合、スキャナ６１の下部と画像形成装置１０の上部との間に、排紙トレイ４９に排紙された印刷済み用紙を排紙トレイ４９から取り出すための空間部６２が必要である。

　上記のスキャナ６１には保持部が必要である。保持部としては、空間部６２の奥に立設する板状部材で保持するだけでは重量のあるスキャナ６１を支えるには不十分であり、空間部６２の排紙トレイ４９と干渉しない位置で、図中奥から手前まで通して延びる保持部を設ける必要がある。本例では、この保持部として反転部５４を設けている。より具体的には、反転部５４のハウジング５４ａが、保持部の一例として機能する。

　本例における両面印刷時の処理動作は、実施例１の場合と同一である。すなわち、この場合も、スイッチバックによって一時的に機外に排出される用紙前端部分は外部から遮断された反転部５４に導入されるので、ユーザの目に触れることはなく、したがってスイッチバックの途中で誤って引き抜かれるような不具合は発生しない。

　図５は、上記のスキャナ付き画像形成装置６０において、スキャナ６１の下部と画像形成装置１０の排紙トレイ４９との間の空間部に、オプションのフィニッシャー５８を取り付けた状態を示す図である。

　この場合も、従来であれば、矢印ｍで示すスイッチバック経路では、フィニッシャー５８と干渉するので、この干渉をさけるため、一時排紙路５３から急激に用紙を立上げる経路を確保する必要が有る。

　ところが、その場合でも、フィニッシャー５８の上面に途中まで排紙された用紙に例えばジャムが発生した場合、用紙を取る除くための作業空間が必要であるため、フィニッシャー５８を取り付ける前よりもスキャナ６１の位置を高くして広い空間を確保する必要が有る。したがって、オプション機器の取り付けが面倒であった。

　しかし、本例では、スキャナ６１の位置を変更する必要がない。なお、実施例１、２で説明しなかったが、反転部５４に前扉を設け、反転部５４の内部で用紙ジャムが発生した場合、又はその他のメンテナンスを行う場合に、前扉を開けて容易に修復作業を行うことができる。

　また、実施例１，２では、ハウジング５４ａが、ハウジング５４ａの内部が外部から見えないように、及び、ハウジング５４ａの内部を外部から触れられないように形成されることによって、用紙Ｐにおいて、スイッチバックローラ対５２を通過して一時排紙路５３外へ一旦送り出された部分を、外部から見えないように、及び、外部から触れられないように遮断している。

　なお、ハウジング５４ａは、用紙Ｐにおいて、スイッチバックローラ対５２を通過して一時排紙路５３外へ一旦送り出された部分を、外部から見えないように、または、外部から触れられないように形成されてもよい。

　ハウジング５４ａは、用紙Ｐにおいて、スイッチバックローラ対５２を通過して一時排紙路５３外へ一旦送り出された部分を、外部から見えない又は／及び外部から触れられないように遮断するための手段の一例である。他の手段によって、用紙Ｐにおいて、スイッチバックローラ対５２を通過して一時排紙路５３外へ一旦送り出された部分を、外部から見えないように又は／及び外部から触れられないように遮断してもよい。

　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims

　画像形成装置は、
　画像形成部上方の排出部へ被印刷媒体を排出する通常排出経路と、
　前記通常排出経路とは異なる経路であって、前記被印刷媒体を一旦送り出しスイッチバックして、前記被印刷媒体を反転させるための反転搬送路に前記被印刷媒体を送り込むスイッチバック経路と、
　前記スイッチバック経路から一旦送り出された前記被印刷媒体の部分を、案内板により前記排出部への方向とは異なる方向へ屈曲させながら一時的に収容する一時収容部と、
　を備える。
　請求項１に記載の画像形成装置は、
　前記一時収容部における前記案内板は、円滑な面を有し、断面が略半円弧状の部分を有する。
　請求項２に記載の画像形成装置は、
　前記スイッチバック経路から一旦送り出された前記被印刷媒体の部分は、外部から見えない又は／及び触れられないように遮断されている。
　請求項３に記載の画像形成装置は、
　前記一時収容部は、前記画像形成部の上方に配置されたスキャナを保持する保持部の中に形成されている。
　請求項４に記載の画像形成装置は、
　前記反転搬送路は、前記被印刷媒体に両面印刷を行うために前記被印刷媒体の前後と表裏を反転させて印刷部に送り戻す両面印刷用送戻し搬送路である。
　請求項１に記載の画像形成装置は、
　前記スイッチバック経路から一旦送り出された前記被印刷媒体の部分は、外部から見えない又は／及び触れられないように遮断されている。
　請求項１に記載の画像形成装置は、
　前記一時収容部は、前記画像形成部の上方に配置されたスキャナを保持する保持部の中に形成されている。
　請求項１に記載の画像形成装置は、
　前記反転搬送路は、前記被印刷媒体に両面印刷を行うために前記被印刷媒体の前後と表裏を反転させて印刷部に送り戻す両面印刷用送戻し搬送路である。