JP7263867B2 - 用紙搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙搬送装置および画像形成装置に関する。

用紙の第１面と第２面との両面に画像を形成する画像形成装置が知られている。このタイプの画像形成装置には、搬送されてきた用紙の第１面に転写部でトナー像を転写して定着部でその用紙に定着し、定着後の用紙の搬送方向を反転させて転写部に再度案内する反転搬送路にその用紙を送り込む構成が備えられている。

ここで、定着部では、用紙が加熱および加圧され、その際に用紙に含まれていた水分が水蒸気となって放出される。その放出された水分が、用紙の、これから画像を形成しようとしている第２面に付着すると、その第２面へのトナー像の転写の際に転写不良が発生するおそれがある。

ここで、特許文献１には、定着装置の略直上に位置し、定着装置とともに両面搬送経路を構成する案内部材を設けた外装カバー部材を有し、案内部材と外装カバー部材との間に、記録材搬送方向の断面形状を、記録材搬送方向に直交する方向における両端部より中央部を小さくした凹形状の箱型構造の空洞部が形成された画像形成装置が開示されている。

特開２００６－３２２９９４号公報

本発明は、第１面に画像が形成されて搬送方向を反転させた用紙への水分の付着を抑える抑制手段を備えない場合と比べ第２面への転写不良を抑えた用紙搬送装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１は、
搬送されながら転写部で第１面にトナー像が転写されさらに定着部で該トナー像が定着された用紙の搬送方向を反転させて該用紙を前記転写部に再度案内する反転搬送路に送り込む反転手段と、
前記反転手段による反転直前の用紙の後端よりも前記反転搬送路側に設けられ、前記反転搬送路を少なくとも部分的に塞いで水蒸気の流入を抑えるシャッタ手段とを備え、
前記シャッタ手段は、用紙反転前は前記反転搬送路を少なくとも部分的に塞いだ状態にあって前記反転手段により反転した後の用紙で押されて該用紙を該反転搬送路に進入させるシャッタ手段であることを特徴とする用紙搬送装置である。

請求項２は、
前記定着部が、上部に孔が形成されて空気を上方に逃がす開口部材を有し、上方に向かう用紙上のトナー像を定着する定着部であり、
前記反転手段が、前記開口部材を避けて該開口部材の上方にまで用紙を搬送させて該用紙の搬送方向を反転させる手段であって、
前記シャッタ手段が、前記反転手段による反転直前の用紙の後端よりも前記反転搬送路下流側であって、さらに前記開口部材に設けられている開口よりも該反転搬送路下流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置である。

請求項３は、前記シャッタ手段が、フイルム状の部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の用紙搬送装置である。

請求項４は、前記フイルム状の部材が、前記用紙が前記反転搬送路に向かって進んできたときの該用紙の前記第１面と対面する側の第１の部材に固定され、該第１面に対する裏面である第２面に面した第２の部材に向かって広がる部材であることを特徴とする請求項３に記載の用紙搬送装置である。

請求項５は、前記フイルム状の部材が、前記第２の部材に接していることを特徴とする請求項４に記載の用紙搬送装置である。

請求項６は、前記シャッタ手段が、吸湿性の部材であることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置である。

請求項８は、請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の用紙搬送装置を備え、用紙の両面に画像を形成することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１の用紙搬送装置、並びに請求項８の画像形成装置によれば、第１面に画像が形成されて搬送方向を反転させた用紙への水分の付着を抑える抑制手段を備えない場合と比べ、第２面への転写不良が抑えられる。

また、請求項１の用紙搬送装置によれば、シャッタ手段を備えない場合と比べ、用紙への水分の付着が抑えられる。
さらに、請求項１の用紙搬送装置によれば、搬送方向が反転する前の用紙に押されて用紙を通過させるシャッタ手段を備えた場合と比べ、反転後の用紙を案内する反転搬送路への水蒸気の進入が抑えられる。
請求項２の用紙搬送装置によれば、シャッタ手段を開口部材に設けられている孔よりも反転搬送路下流側ではない位置に設けた場合と比べ、反転後の用紙を案内する反転搬送路への水蒸気の進入が抑えられる。

請求項３の用紙搬送装置によれば、板状のシャッタ手段を備えた場合と比べ、用紙搬送への抵抗力が抑えられる。

請求項４および請求項５の用紙搬送装置によれば、シャッタ部材に付着した水分は用紙の第１面に付着し、第２面への付着が抑えられる。

請求項６の用紙搬送装置によれば、シャッタ手段が非吸湿性の部材である場合と比べ、用紙への水分の付着が抑えられる。

請求項７の用紙搬送装置によれば、シャッタ手段が、用紙幅方向の全幅に亘っては広がっていない場合と比べ、用紙への水分の付着が抑えられる。

本発明の画像形成装置の一実施形態としてのプリンタの内部構成を示した模式図である。 画像欠陥の模式図である。 反転搬送路の、用紙の第２面を案内する案内部材の用紙案内面を示した図である。 転写不良の縦筋の発生原因の説明図である。 図４に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。 図５と同様、図４に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。 図５，図６と同様、図４に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。 反転搬送路での用紙の第２面への水分の付着を抑える抑制手段を有する案内部材の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態としてのプリンタの内部構成を示した模式図である。このプリンタには、本発明の一実施形態としての用紙搬送装置が組み込まれている。

このプリンタ２０は、１列に配列された４つの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋを有する。これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋでは、それぞれ、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色トナーによるトナー像が形成される。ここでは、これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに共通の説明については、トナーの色の区別を表わす、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略し、像形成部５０と表記する。像形成部以外の他の構成要素についても同様である。

各像形成部５０には、感光体５１が備えられている。この感光体５１は、駆動力を受けて矢印Ａ方向に回転しながら、その表面に静電潜像が形成され、さらに現像によりトナー像が形成される。

各像形成部５０に備えられている各感光体５１の周りには、帯電器５２、露光器５３、現像器５４、１次転写器６２、およびクリーナ５５が備えられている。ここで、１次転写器６２は、感光体５１との間に、後述する中間転写ベルト６１を挟んだ位置に置かれている。この１次転写器６２は、像形成部５０ではなく、後述する中間転写部６０に備えられている要素である。

帯電器５２は、感光体５１の表面を一様に帯電する。

露光器５３は、一様に帯電された感光体５１に、画像信号に基づいて変調された露光光を照射して、感光体５１上に静電潜像を形成する。

現像器５４は、感光体５１上に形成された静電潜像を、各像形成部５０に応じた色のトナーで現像して、感光体５１上にトナー像を形成する。

１次転写器６２は、感光体５１上に形成されたトナー像を、後述する中間転写ベルト６１上に転写する。

クリーナ５５は、転写後の感光体５１上の残留トナー等を感光体５１上から取り除く。

４つの像形成部５０の上部には、中間転写部６０が配置されている。そして、この中間転写部６０には、中間転写ベルト６１が備えられている。この中間転写ベルト６１は、駆動ローラ６３ａ、従動ローラ６３ｂ、張架ローラ６３ｃ，６３ｄ等の複数のローラに支持されている。そして、この中間転写ベルト６１は、駆動ローラ６３ａに駆動されて、４つの像形成部５０に備えられている４つの感光体５１に沿う経路を含む循環経路上を、矢印Ｂ方向に循環移動する。

各感光体５１上のトナー像は、１次転写器６２の作用により、中間転写ベルト６１上に順次重なるように転写される。そして、中間転写ベルト６１上に転写されたトナー像は、その中間転写ベルト６１により、２次転写位置Ｔ２に搬送される。この２次転写位置Ｔ２には２次転写器７１が備えられており、中間転写ベルト６１上のトナー像は、その２次転写器７１の作用により、その２次転写位置Ｔ２に搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐの搬送については後述する。用紙Ｐへのトナー像の転写後の中間転写ベルト６１上に残存するトナー等は、クリーナ６４により、その中間転写ベルト６１から取り除かれる。

中間転写部６０の上部には、各色のトナーが収容されたトナーカートリッジ１００が備えられている。現像器５４内のトナーが現像により消費されると、対応する色のトナーを収容したトナーカートリッジ１００から、トナーが、不図示のトナー補給路を通って現像器５４に補給される。トナーカートリッジ１００は装置筐体９０に対し着脱自在に構成されており、空になると取り出されて、新たなトナーカートリッジ１００が装着される。

用紙トレイ２１からは、ピックアップローラ２３により用紙Ｐが１枚取り出され、捌きローラ２４により１枚のみに分離され、その分離された１枚の用紙Ｐが搬送ローラ２５により、搬送路上を矢印Ｃ方向に、タイミング調整ローラ２６まで搬送される。このタイミング調整ローラ２６まで搬送されてきた用紙Ｐは、そのタイミング調整ローラ２６により、中間転写ベルト６１上のトナー像が２次転写位置Ｔ２に到達するタイミングに合わせて２次転写位置Ｔ２に到達するように、その２次転写位置に向かって送り出される。タイミング調整ローラ２６により送り出された用紙Ｐは、２次転写位置Ｔ２において、２次転写器７１の作用により、中間転写ベルト６１からトナー像の転写を受ける。トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、さらに矢印Ｄ方向に搬送されて定着器７２を通過する。用紙Ｐ上のトナー像は、この定着器７２により加熱および加圧を受けて用紙Ｐ上に定着される。これにより、用紙Ｐ上には、定着されたトナー像からなる画像がプリントされる。定着器７２によりトナー像の定着を受けた用紙は、搬送ローラ２７によりさらに矢印Ｅ方向に搬送され、排紙ローラ２８により、排紙口２９から排紙トレイ２２上に送り出される。

このプリンタ２０は、用紙の両面に画像をプリントする機能を有する。用紙の両面に画像をプリントするときは、先ずは上記と同様にして用紙の第１面に画像をプリントし、その用紙を排紙トレイ２２上に、この図１に一点鎖線で示す途中位置まで排出する。そして、用紙がその途中位置まで排出された段階で排紙ローラ２８が逆回転する。すると、用紙は、今度は矢印Ｆの向きに進み、２つの案内部材４１，４２に挟まれた反転搬送路をを通り、搬送ローラ３１によりさらに矢印Ｇ方向に搬送されて、再度、タイミング調整ローラ２６に到達する。そして、その用紙は、中間転写ベルト６１上の、第２面用のトナー像が２次転写位置Ｔ２に到達するタイミングに合わせて２次転写位置Ｔ２に到達するように、その２次転写位置に向かって送り出される。２次転写位置Ｔ２では、用紙の第２面にトナー像が転写され、転写後の用紙が矢印Ｄ方向に搬送されて定着器７２により定着され、さらに矢印Ｅ方向に搬送され、排紙ローラ２８により、今度は排紙トレイ２２上に排出される。この排紙トレイ２２上に排出された用紙には、その両面に画像がプリントされている。

図１に示したプリンタ２０には、以下に説明する画像欠陥の発生を抑える技術が採用されている。ここでは、先ずは、その技術を採用しなかった場合に発生するおそれのある画像欠陥について説明する。

図２は、画像欠陥の模式図である。

この用紙Ｐ上の、第２面にプリントされた画像（不図示）には、この図２に示すような、転写不良の縦筋Ｈが発生している。この転写不良の縦筋Ｈは用紙搬送方向に延びている。そして、この縦筋Ｈは、第２面にプリントされた画像にのみ発生する。

図３は、反転搬送路の、用紙の第２面を案内する案内部材の用紙案内面を示した図である。

図１に示す排紙ローラ２８が反転すると、用紙は、案内部材４１，４２に挟まれた反転搬送路を矢印Ｆの向きに進む。このとき用紙の第２面は、案内部材４２側を向いた姿勢となっている。この案内部材４２の、用紙側を向いた壁面にはリブ４２１が形成されている。このため、用紙は、その第２面をリブ４２１に触れながら反転搬送路を矢印Ｆ方向に進む。

図２に示した用紙Ｐ上の転写不良の縦筋Ｈは、用紙Ｐの第２面の、ちょうどこのリブ４２１に触れる箇所と一致している。

図４は、転写不良の縦筋の発生原因の説明図である。この図４は、この転写不良の発生を防ぐ技術を導入する前における、図１に示した円Ｒ１の部分の拡大図である。

温湿度が高い環境下では、用紙の第１面への画像のプリントの過程で用紙が定着器７２を通過する際に用紙の水分が蒸発して水蒸気が発生し、この図３に点線で示すように、その水蒸気が上方に拡散する。ここに示す例における定着器７２には、その上方に、開口部材７２１を備えている。この開口部材７２１は、両面プリントのときに用紙を２つの案内部材４１，４２で挟まれた反転搬送路に案内するもう１つの案内部材でもある。この開口部材７２１には、定着器７２で発生する熱で温められた空気を逃がすための複数の孔７２１ａが設けられている。このため、用紙から発生する水蒸気もその孔７２１ａを通って上昇することになる。そして、この水蒸気の一部は反転搬送路に流れ込んで、案内部材４１，４２に付着して結露する。この現象が両面プリントのときの第１面のプリントのときに発生し、その用紙が反転搬送路に入り込むと、案内部材４１，４２に接して結露した水分が用紙に付着する。特に、案内部材４２は用紙の第２面側であり、案内部材４２に接して結露した水分が用紙に付着すると、２次転写位置Ｔ２における第２面へのトナー像の転写の際に転写不良を生じさせる。用紙は、反転搬送路を、案内部材４２のリブ４２１に接し、リブ４２１どうしの間の溝４２２からは浮いた状態で案内される。このため、リブ４２１に対応した部分に水分が付着しがちであり、第２面の画像上に図２に示すような転写不良の縦筋Ｈが現れることがある。

図１に示す、本発明の画像形成装置および用紙搬送装置の実施形態であるプリンタ１０には、上記の転写不良を抑えるために、反転搬送路での用紙への水分の付着を抑える抑制手段が設けられている。この抑制手段は、用紙の第２面への水分の付着を抑える手段である。

この抑制手段を実現する実現手段としては、大きく分けて、シャッタ手段を備えることと、吸湿性の部材を用いることとの２種類の実現手段が存在する。シャッタ手段自体が吸湿性の部材であってもよい。以下、順に説明する。

シャッタ手段は、反転搬送路を少なくとも部分的に塞いで水蒸気の流入を抑え、図１に示す排紙ローラ２８の反転により矢印Ｆの方向に進んできた用紙で押されて用紙を反転搬送路に進入させる手段である。

図５は、図４に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。ただし、図４とは異なり、この図５には、シャッタ手段の第１例が示されている。

この図５に示すシャッタ手段１１は、例えばＰＥＴ等の素材からなるフイルム状の部材である。このシャッタ手段１１であるフイルム状の部材は、用紙が反転搬送路に向かって進んできたときの用紙の第１面と対面する側の開口部材７２１に固定され、その第１面に対する裏面である第２面に面した案内部材４２に向かって広がっている。そして、この図５に示すシャッタ手段１１は、案内部材４２に接している。また、このシャッタ手段１１は、図５の紙面に垂直な向き、すなわち、用紙の、矢印Ｆで示す搬送方向に交わる幅方向の全幅に亘って広がっている。このシャッタ手段１１は、案内部材４２の、図３に示すリブ４２１に接し、リブ４２１とリブ４２１との間の溝４２２の部分には空間がある。このため、水蒸気がその空間を通ってシャッタ手段１１を通り抜けるおそれがある。ただし、その空間を通ってシャッタ手段１１を通り抜けた水蒸気は、主には案内部材４２の溝４２２を濡らすことになり、リブ４２１は強くは濡れずに済む。このため、図２に示したような転写不良は生じにくい。あるいは、シャッタ手段１１の案内部材４２側の端縁に切れ目を入れて、リブ４２１だけでなく、リブ４２１どうしの間の溝４２２の底にも接する構成としてもよい。

用紙が矢印Ｆの方向に進行してくると用紙がシャッタ手段１１を押して反転搬送路の下流側への入口が開き、用紙が反転搬送路の下流側に進むことができる。その際に、用紙はシャッタ手段１１に触れながら進み、シャッタ手段１１自体に付着していた水分が用紙に移るおそれがある。ただし、シャッタ手段１１には用紙の第１面が触れるのであって、第２面は触れず、大きな問題とはならない。

ここで、このシャッタ手段１１の素材は、例えばＰＥＴであると説明したが、吸湿性の繊維等からなる、吸湿性の素材で構成してもよい。その場合は、用紙の第１面に水分が移ることも抑制される。

図６は、図５と同様、図４に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。ただし、この図６には、シャッタ手段の第２例が示されている。

この第２例のシャッタ手段１２は、板材で構成されている。そして、このシャッタ手段１２は、用紙が反転搬送路に向かって進んできたときの用紙の第１面と対面する側の開口部材７２１に回転自在に支持され、その第１面に対する裏面である第２面に面した案内部材４２に向かって広がっている。また、この第２例のシャッタ手段１２は、用紙の、矢印Ｆで示す搬送方向に交わる幅方向の全幅に亘って広がり、用紙の通過の邪魔にならない幅方向両端で、ばね部材１２２により引っ張られて案内部材４２に接している。用紙が矢印Ｆの向きに進んでくると、その用紙でシャッタ部材６２が押されて開き、用紙は反転搬送路を下流側に向かって進むことができる。

ここで、このシャッタ手段１２についても、案内部材４２側の端縁の形状を、リブ４２１と溝４２２の双方に接するように凹凸を持った形状としてもよい。

このように、シャッタ手段は、必ずしもフイルム状である必要はない。

図７は、図５，図６と同様、図４に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。ただし、この図７には、シャッタ手段の第３例が示されている。

この図７に示したシャッタ手段１３は、図６に示したシャッタ手段１２と同様、板材で構成されている。そして、このシャッタ手段１３は、用紙が反転搬送路に向かって進んできたときの用紙の第１面と対面する側の開口部材７２１に回転自在に支持され、その第１面に対する裏面である第２面に面した案内部材４２に向かって広がっている。また、この第３例のシャッタ手段１３も、用紙の、矢印Ｆで示す搬送方向に交わる幅方向の全幅に亘って広がり、用紙の通過の邪魔にならない幅方向両端で、ばね部材１３２により引っ張られて案内部材４２に接している。用紙が矢印Ｆの向きに進んでくると、その用紙でシャッタ部材６３が押されて開き、用紙が反転搬送路を下流側に向かって進むことができる。

この図７に示したシャッタ手段１３は、図５，図６に示したシャッタ手段１１，６２よりも、反転搬送路の上流側に設けられている。シャッタ手段１３をこのように上流側に設けると、反転搬送路内への水蒸気の進入を防ぐ点では有利である。そこで、ここでは、シャッタ部材を反転搬送路のどこまで上流側に設置することが可能かを考察する。

用紙Ｐは、排紙トレイ２２の上に、図１に示した位置まで排出されたタイミングで排紙ローラ２８の回転方向が反転して、用紙Ｐを反転搬送路に送り込む。そこで、先ずは、シャッタ手段は、排紙ローラ２８の回転方向が反転する直前の用紙の後端ＰＥよりも反転搬送路下流側に設けられている必要がある。
また、定着器７２は、その上部に開口部材７２１を備えている。そして、排紙ローラ２８は、その開口部材７２１を避けてその開口部材７２１の上方にまで用紙を搬送させてから、用紙の搬送方向を反転させている。

シャッタ手段は、排紙ローラ２８による反転直前の用紙Ｐの後端ＰＥよりも反転搬送路側に設けられているというだけでは不十分であり、さらに、開口部材７２１に設けられている孔７２１ａよりも反転搬送路下流側に設けられていることが必要である。シャッタ手段は、この条件を満たす限り、反転搬送路のできるだけ上流側に設けられていることが好ましい。

次に、反転搬送路での用紙の第２面への水分の付着を抑える抑制手段のうちのシャッタ手段以外の実現手段について説明する。

図８は、反転搬送路での用紙の第２面への水分の付着を抑える抑制手段を有する案内部材の斜視図である。この案内部材は、抑制手段のない、図３に示す案内部材４２に対応する案内部材である。分かり易さのため、この図８に示した案内部材についても図３に示した案内部材と同じ符号を付して説明する。

この案内部材４２は、用紙が反転搬送路に進入してきたときのその用紙の第２面と対面する案内面を有し、その案内面の少なくとも一部が、吸湿性の多孔質部材等からなる吸湿性の部材で構成されている。具体的には、この案内部材４２は、用紙を案内する案内面に、用紙搬送方向に延びるリブ４２１を有し、そのリブ４２１が吸湿性の部材で構成されている。この案内部材４２を採用すると、シャッタ手段を設けることなく、用紙の第２面への水分の付着が抑えられる。ただし、シャッタ手段を併用することがさらに好ましい。

なお、この案内部材４２は、そのリブ４２１が吸湿性の部材で構成されている旨、説明したが、リブ４２１だけでなく、その案内部材４２の全体が吸湿性の部材で構成されていてもよい。

以上のいずれかの、反転搬送路での用紙の第２面への水分の付着を抑える抑制手段を備えることにより、水分の付着による第２面への転写不良が抑えられる。

２０ プリンタ
２２ 排紙トレイ
２７ 搬送ローラ
２８ 排紙ローラ
２９ 排紙口
４１，４２ 案内部材
７２ 定着器
７２１ 開口部材

Claims (8)

1. 搬送されながら転写部で第１面にトナー像が転写されさらに定着部で該トナー像が定着された用紙の搬送方向を反転させて該用紙を前記転写部に再度案内する反転搬送路に送り込む反転手段と、
   前記反転手段による反転直前の用紙の後端よりも前記反転搬送路側に設けられ、前記反転搬送路を少なくとも部分的に塞いで水蒸気の流入を抑えるシャッタ手段とを備え、
   前記シャッタ手段は、用紙反転前は前記反転搬送路を少なくとも部分的に塞いだ状態にあって前記反転手段により反転した後の用紙で押されて該用紙を該反転搬送路に進入させるシャッタ手段であることを特徴とする用紙搬送装置。
2. 前記定着部が、上部に孔が形成されて空気を上方に逃がす開口部材を有し、上方に向かう用紙上のトナー像を定着する定着部であり、
   前記反転手段が、前記開口部材を避けて該開口部材の上方にまで用紙を搬送させて該用紙の搬送方向を反転させる手段であって、
   前記シャッタ手段が、前記反転手段による反転直前の用紙の後端よりも前記反転搬送路下流側であって、さらに前記開口部材に設けられている開口よりも該反転搬送路下流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記シャッタ手段が、フイルム状の部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の用紙搬送装置。
4. 前記フイルム状の部材が、前記用紙が前記反転搬送路に向かって進んできたときの該用紙の前記第１面と対面する側の第１の部材に固定され、該第１面に対する裏面である第２面に面した第２の部材に向かって広がる部材であることを特徴とする請求項３に記載の用紙搬送装置。
5. 前記フイルム状の部材が、前記第２の部材に接していることを特徴とする請求項４に記載の用紙搬送装置。
6. 前記シャッタ手段が、吸湿性の部材であることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
7. 前記シャッタ手段が、前記用紙の、搬送方向に交わる幅方向の全幅に亘って広がっていることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
8. 請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の用紙搬送装置を備え、用紙の両面に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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