JP2004029060A - Image forming apparatus having bent conveyance path - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートにトナー画像を形成する画像形成装置、特に、トナー画像をシートに定着する熱定着手段の直ぐ下流側に、円弧状にシートを屈曲案内するシート案内路を備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、シートにトナー画像を形成する画像形成装置には、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等がある。そして、従来の画像形成装置は、主に、複写機を基礎にした構造になっていた。ところが、最近の画像形成装置は、パーソナルコンピュータの急速な普及により、主に、プリンタを基礎にした構造になりつつある。また、最近の画像形成装置は、環境対策、省資源の観点からシートの両面にトナー画像を形成する両面印字機能を備えたものも多くなっている。
【0003】
図5に基づいて、従来の画像形成装置の一例である4色カラープリンタを説明する。シート給送部21から画像形成部10に給送されたシートPは、画像形成部10でトナー画像を転写される。そして、定着器40がシートにトナー画像を定着する。定着器40を通過したシートは、搬送路切換ゲート51の切換によってフェイスダウントレイ(以後、「FDトレイ」と言う)80にトナー画像形成面を下向きにして排出される。もし、シートの両面にトナー画像を形成する場合、シートは、反転搬送路90に案内されて、反転ローラ対92で反転搬送される。その後、シートは、両面搬送路100を通過して、画像形成部10でシートの反対面にトナー画像を転写される。最後に、シートは、FDトレイ80に排出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、プレゼン資料の作成等で背景にカラー高濃度の画像を使用したり、またデジタルカメラの普及によりカラー写真画像等を出力したりして、オフィスや家庭等特殊な場でなくとも高濃度のカラー画像をプリンタで出力する機会が増えてきている。
【0005】
カラープリンタにおける定着器は、従来の白黒プリンタの定着器に比べて、より多くのトナーを溶融してシートに定着しなければならないので、シートを、定着器内、例えば、定着器が定着ローラタイプの場合、定着ローラ対のニップ部を長い時間かけて通過させなければならない。このため、従来の白黒プリンタよりも、シートの表面の温度が高いまま定着器を出てくることになる。具体的には、カラープリンタの定着器は、白黒のプリンタの定着器と比較して約2倍乃至約3倍の熱量を供給されている。また、カラープリンタは、プリンタの小型化により、定着器の直後に、搬送路切換ゲートで搬送路を、略90度向きを変える屈曲搬送路を配設せざるをえなくなっている。
【0006】
このようなことから、特に、小型のカラープリンタは、上記のような高濃度のカラーのトナー画像形成面を、搬送路切換ゲートの案内面や屈曲搬送路の搬送ガイド面の搬送面に強く押し当ててシートを屈曲搬送することになり、カラーのトナー画像に傷を付けたり、カラーのトナー画像形成面が搬送面に一時的に貼り付いて、シートの搬送不良が生じたりするという問題点を抱えていた。
【0007】
最も、問題が発生しやすい条件として、シートの両面に高濃度のトナー画像を形成する場合である。この問題が発生する状況を説明する。
【0008】
図6に示すように、搬送ローラ対91のシート搬送速度は、定着ローラ対41,42のシート搬送速度よりも若干速めに設定しておく。このため、シートは、シートの1面目にカラーのトナー画像を転写、定着されて搬送路切換ゲート51の案内によって、反転搬送路90へ向かうとき、トナー画像を形成していないトナー画像非形成面が搬送ガイド53に押し付けられながら搬送される。この場合、トナー画像が傷付いたり、トナー画像形成面が搬送路切換ゲート51の下面51bや屈曲搬送路の搬送ガイド53の上方案内面53aに貼り付いたりするようなことがないので、シートは円滑に搬送される。
【0009】
その後、シートは、図5に示す、両面搬送路100を搬送されて、2面目に高濃度のトナー画像を転写され、そして、定着器40を通過させられてそのトナー画像が定着される。このとき、2面目のトナー画像は勿論のこと、1面目のトナー画像も定着器の熱によって、再び、溶かされる。このため、シートは、両面のトナー画像が完全に冷えて固まる前に搬送路切換ゲート51によって搬送路を上方に切り換えられることになる。
【0010】
このとき、シートは、シートの先端が排紙縦パスローラ対71に届くまでは、上方に搬送されるシートの抵抗、高濃度トナー画像の乗ったシートの自重等で、搬送路切換ゲート51に裏面(1面目)が押し付けられる。この程度の押し付け力であれば、搬送路切換ゲート51の上面51aに斜めのリブ等を備えることによって、搬送路切換ゲートへのシートの貼り付きや、搬送不良を防ぐことができる。
【0011】
ところが、シートの先端が排紙縦パスローラ対71に届いた後は、定着ローラ対41,42のシート搬送速度と排紙縦パスローラ対71のシート搬送速度とに速度差があると以下のような不具合を生じる。
【0012】
例えば、図7に示すように、定着ローラ対41,42のシート搬送速度よりも排紙縦パスローラ71のシート搬送速度の方が遅い場合、シートの裏面(1面目)が搬送路切換ゲート51や搬送ガイド54に徐々に強く押し付けられる。その押し付け力は、シートの後端が定着ローラ対41,42を抜ける直前に最大になる。このため、シートが搬送路切換ゲート51や搬送ガイド54に貼り付いたり、トナー画像が擦れたりする不具合を生じることがある。
【0013】
また、図8に示すように、定着ローラ対41,42のシート搬送速度よりも排紙縦パスローラ71のシート搬送速度の方が速い場合、シートの表面(2面目)が内側ガイド52に徐々に強く押し付けられる。その押し付け力は、シートの後端が定着ローラ対41,42を抜ける直前で最大になる。このため、トナー画像に傷が付いたり、シートの表面(2面目)が内側ガイド52の内側案内面52aに貼り付いて、シートに搬送不良が生じたりすることがある。
【0014】
上記の対策として、定着器40の下流側直後に、ファン等の冷却手段でシートのトナー画像形成面を冷却することが考えられるが、ファン等電気部品、ダクト等の冷却空気案内部品等によりコストアップになり、かつプリンタ全体が大型になるということが考えられる。
【0015】
以上の課題は、上記カラ−プリンタに顕著に表れるものであって、上記カラープリンタのみならず、白黒のプリンタ、複写機、ファクシミリ等においても、同様な課題を有していた。また、シートの両面にトナー画像を形成する場合のみならず、シートの片面にトナー画像を形成して、そのシートを図8に示すように搬送する場合においても、同様な課題が生じていた。
【0016】
本発明は、トナー画像定着後の屈曲したシート案内路を通過するシートのトナー画像に傷を付けたり、トナー画像形成面がシート案内路に貼りついて、シート搬送不良が生じたりしない画像形成装置を提供することを目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、シートに転写されている未定着のトナー画像を、前記シートを加熱搬送して前記シートに定着する熱定着手段と、前記熱定着手段を通過した前記シートを円弧状に屈曲案内するシート案内路と、前記シート案内路の円弧状の屈曲部の下流側で前記シートを搬送するシート搬送手段と、を備え、前記シート案内路の屈曲部の最外部に沿って進む前記シートの前記熱定着手段から前記シート搬送手段までの搬送距離をLmax、前記屈曲部の仮想最内部に沿って進む前記シートの前記熱定着手段から前記シート搬送手段までの搬送距離をLmin、搬送される最長シートの長さをS、前記熱定着手段のシート搬送速度をV1、シート搬送手段のシート搬送速度をV2としたとき、
0<(V2−V1)(S−Lmax)/V2<(Lmax−Lmin)
の式でLminの値を満たす長さを有する円弧状の前記仮想最内部よりも内側に前記シート案内路の内側案内面を配設してある。
【0018】
本発明の画像形成装置は、前記熱定着手段より上流側に配設されて前記シートの厚みを検知するシート厚検知手段と、前記シート厚検知手段によって検知されたシートの厚みに基づいて、前記シート搬送手段のシート搬送速度を可変する制御手段とを備えている。
【0019】
本発明の画像形成装置における、前記シート搬送手段のシート搬送速度は、前記シートの厚みが厚い程、速くなるようになっている。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の画像形成装置の一例であるプリンタを図に基づいて説明する。なお、画像形成装置には、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等があるが、本発明は、プリンタのみに適用されるものではなく、他のものにも適用することができる。また、シートは、トナー画像を転写できるものであり、具他的には、普通紙、普通紙の代用品である厚みの薄い樹脂製のもの、はがき、封書等がある。
【0021】
(プリンタ全体の概略構成、及び動作の説明)
まず、図1を用いて、プリンタの構成、及び動作を概略を説明する。本実施形態のプリンタ2は、4色カラープリンタである。なお、従来例のカラープリンタと同一部分、または略同一の部分については、同一符号を使用する。
【0022】
プリンタ2の本体1には、画像を形成されるシートを積載して収納し、画像形成部10にシートを1枚ずつ送り出すシート供給部21、シートにトナー画像を形成する画像形成部10、搬送されたシートのトナー画像を略永久的にシートに定着する、熱定着手段である、例えば、定着器40、シートの搬送方向を切り換える搬送方向切換部50、トナー画像形成面を下側にしてシートが積載されるフェイスダウントレイ(以下、「FDトレイ」と言う)80、搬送方向切換部50から、再度、画像形成部10にシートを案内して、シートの他方の面にもトナー画像を形成できるようにする両面搬送路100、シートの厚みを検知する、シート厚検知手段である、シート厚検知部60、及びシート厚検知部60によって検知したシート厚に応じて、シート搬送手段である、排紙縦パスローラ対71のシート搬送速度を制御するシート搬送速度制御部65(図3参照)等を備えている。
【0023】
なお、搬送方向切換部50、FDトレイ80、両面搬送路100、シート厚検知部60、及びシート搬送速度制御部65は、必ずしも必要としない。搬送方向切換部50を設けない場合、定着器40を通過したシートは、定着器40から上方へ湾曲した搬送路の案内と、排紙縦パスローラ対71及びフェイスダウン排出ローラ対72の搬送とによって、FDトレイ80に排出されることになる。
【0024】
シートの片面にトナー画像を形成する場合、シート供給部21から送り出されたシートは、画像形成部10でトナー画像を転写されて、定着器40でそのトナー画像がシートに定着される。そして、シートPは、搬送方向切換部50の案内によって、FDトレイ80にトナー画像形成面を下にして排出、積載される。
【0025】
シートの両面にトナー画像を形成する場合、シート供給部21から送り出されたシートは、画像形成部10でトナー画像を転写されて、定着器40でそのトナー画像を定着された後、搬送方向切換部50の反転搬送路90への案内と反転ローラ対92の正転回転反転回転とによるスイッチバック搬送によって、表裏反転されて、両面搬送路100に送り込まれる。その後、シートは、画像形成部10で他方の面にトナー画像を転写される。トナー画像は、定着器40でシートに定着される。シートは、搬送方向切換部50の案内によって、FDトレイ80に排出されて、積載される。
【0026】
(シート供給部)
プリンタ本体1の下方に配置したシートカセット25には、シートPを収納してある。シートPは、接触したピックアップローラ22の回転によって、シートカセット25から送り出される。ピックアップローラ22によって送り出されたシートPは、不図示の分離手段(例えば、分離爪や分離パッド、逆転ローラ)によって1枚に分離されて、画像形成部10の入口近傍に設けたレジストローラ対24に搬送される。
【0027】
レジストローラ対24は、シートの先端を一旦受け止めて停止させる。搬送されてきたシートPは、向きが斜めになっている場合、真っ直ぐに整えられる。そしてシートPは、画像形成部10との画像形成タイミングを合わせたレジストローラ対24の回転により、画像形成部10に搬送される。なお、シートPは、手差しトレイ27からも供給できるようになっている。
【0028】
(画像形成部)
電子写真方式を利用した画像形成部10は、プリンタ2に入力された画像データに基づいてレーザ光を照射するレーザスキャナ13、像担持体としての感光ドラム11、感光ドラム11の表面を均一に帯電する一次帯電器12、感光ドラム11に形成した静電潜像にトナーを吸着させることで顕像化する現像器14、感光ドラム11上に形成されたトナー画像をシートPに転写する転写ブレード35、次の画像形成動作のため、感光ドラム11上に残ったトナーを取り除いて、ドラム11をクリーニングするクリーニング装置15等を備えている。クリーニング装置15は、必ずしも必要としない。
【0029】
なお、符号11,12,13,14,35,15に添えた小文字のa,b,c,dは、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応させるための符号であり、本実施形態の説明では、その小文字は省略して説明する。
【0030】
画像形成動作が開始されると、一次帯電器12によって感光ドラム11の表面が均一に帯電される。帯電された感光ドラム11上にレーザスキャナ13が照射するレーザ光線によって画像データが書き込まれる。これにより、感光ドラム11上には静電潜像が形成される。
【0031】
静電潜像が形成された感光ドラム11に対して、現像器14がトナーを吸着させることで感光ドラム11の表面に、シートに転写するためのトナー画像が形成される。この工程がイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の感光ドラム上で、シートの搬送タイミングに合わせて行われる。
【0032】
以上の画像形成動作に同期するようにタイミングを合わされて、レジストローラ対24から搬送されてきたシートPは、転写ベルト31に吸着搬送されて、感光ドラム11上に形成されたトナー画像を各々の転写ブレード35によって色毎に重ねて転写されていく。各々の感光ドラム11の表面に残った余分なトナー等は、クリーニング装置15によって取り除かれて、感光ドラム11は、次の画像形成動作に備えて清浄な状態になる。
【0033】
(定着器)
定着器40は、トナー画像が転写されたシートPを、ヒータ(不図示)で熱せられて回転する定着ローラ41と、この定着ローラ41に圧接される定着ローラ42とで挟持して搬送しながら、シートに熱と圧力を加えてトナーを溶融し、シート表面にトナー画像を略永久的に定着するようになっている。
【0034】
(フェイスダウン排出)
定着ローラ対41,42を通過したシートPは、搬送方向切換部50の搬送路切換ゲート51によって上方に搬送方向を切り換えられ、フェイスダウン排出ローラ対72からFDトレイ80に排出される。
【0035】
(シート両面にトナー画像形成)
定着ローラ対41,42を通過したシートPは、搬送路切換ゲート51により下方に搬送方向を切り換えられ、その後、搬送ローラ対91の搬送と、反転搬送路90の反転ローラ対92の正転回転後の反転回転によって、スイッチバック搬送される。この結果、シートは、表裏反転して、両面搬送路100に送り込まれる。そして、シートは、シート供給部21からの搬送路に合流し、1面目と同様のプロセスをへて、他方の面(2面目)にもトナー画像が形成される。その後、シートは、搬送路切換ゲート51により上方に搬送方向を切り換えられて、フェイスダウン排出ローラ対72によって、FDトレイ80に排出される。
【0036】
(搬送方向切換部)
次に、本発明の特徴であるシート案内路の内側案内面の形状を説明する。
【0037】
図2において、搬送方向切換部50は、シートを反転搬送路90とFDトレイ80とに選択的に案内するようになっている。搬送方向切換部50は、内側ガイド52、搬送ガイド53、外側ガイド54、及び搬送路切換ゲート51等で構成されている。内側ガイド52、搬送ガイド53、及び外側ガイド54は、T字状の搬送路を形成している、搬送路切換ゲート51は、T字状の搬送路の分岐点に回転自在に設けられて、不図示のモータ或いはプランジャによって回転するようになっている。
【0038】
T字状の搬送路は、シートを定着器40からFDトレイ80に案内する円弧状のシート案内路である、例えば、上向屈曲搬送路57と、シートを定着器40から反転搬送路90に案内する円弧状の下向屈曲搬送路58とで形成されている。
【0039】
上向屈曲搬送路57は、内側ガイド52の内側案内面52a、搬送路切換ゲート51の上面51a、及び外側ガイド54の上方案内面54aとによって形成されるようになっている。内側案内面52aと上方案内面54aは円弧状の屈曲部を形成している。下向屈曲搬送路58は、搬送ガイド53の上方案内面53a、搬送路切換ゲート51の下面51b、及び外側ガイド54の下方案内面54bとによって形成されるようになっている。
【0040】
定着器40を通過してFDトレイ80に向かうシートPは、排紙縦パスローラ対71へ向かう上向屈曲搬送路57において、搬送路切換ゲート51の上面51aと外側ガイド54の上方案内面54aに沿って進んで行く。
【0041】
この場合、上向屈曲搬送路57における、定着器40と排紙縦パスローラ対71の搬送距離は、最長距離Lmaxとなる。シートは、自重のみで、外側ガイド54と摺擦する。その摺擦する部分には、トナー画像の擦れ、トナー画像スジ等のトナー画像不良は発生しない。
【0042】
しかし、排紙縦パスローラ対71のシート搬送速度V2が、定着器40の定着ローラ対41,42によるシート搬送速度V1よりも遅いと、シートの先端が排紙縦パスローラ対71に挟持された後、シートが弛み、上向屈曲搬送路57でのループ量が増加して、シートが搬送路切換ゲート51の上面51aと外側ガイド54の外側案内面54aとに押さえ付けられて、トナー画像に傷が付くおそれがある。
【0043】
したがって、排紙縦パスローラ対71のシート速度V2を、定着ローラ対41,42のシート速度V1よりも速い速度に設定する必要がある。
数式で表すと、0<(V2−V1)・・・式(1)となる。
【0044】
また、式(1)の速度に設定にすると、上向屈曲搬送路57でのシートのループ量が減少していくが、シートの後端が、定着ローラ対41,42のニップを抜ける瞬間に、上向屈曲搬送路57における、シートの定着ローラ対41,42と排紙縦パスローラ対71の搬送距離は、最短距離Lminとなる。しかし、内側案内面52aの長さを、この最端距離Lminの長さにしても、シートのトナー画像形成面が、内側案内面52aを擦ることになる。そこで、最端距離Lminの長さの内側案内面を、仮想の内側案内面とし、実際の内側案内面52aは、この仮想の内側案内面よりも、内側に配置してある。すなわち、内側案内面52aは、搬送ガイド53と、外側ガイド54とから離れる方向に配置してある。
【0045】
この結果、シートのトナー画像形成面が、内側ガイド52の内側案内面52aに強く接触することがないので、トナー画像の擦れによるトナー画像不良や、内側案内面52aへのシート画像形成面の貼り付きによるシート搬送不良等の発生を防止することができる。
【0046】
Lminは以下の式によって求められる。
【0047】
(V2−V1)(S−Lmax)/V2<Lmax−Lmin・・・式(2)
Sは搬送される最長シートPの長さである。
【0048】
式(1)と式(2)とによって、
0<(V2−V1)(S−Lmax)/V2<Lmax−Lmin・・・式(3)が求められる。
【0049】
さらに、定着器40によるトナー画像定着直後のシートは、大きくカールしていることがある。このため、シートが上向屈曲搬送路57の導入部に円滑に進入しないで詰まるおそれがある。また、剛性のないシートも導入部に詰まるおそれがある。そこで、搬送路切換ガイド51の上流端部を先細にして、上向屈曲搬送路57の導入部56を上流側に向けて末広がり状(ラッパ状)に形成してある。したがって、上向屈曲搬送路57は、末広がり状の導入部56にシートを円滑に受け入れて、シート詰まりの発生を防止することができる。
【0050】
なお、上向屈曲搬送路57、下向屈曲搬送路58のシート厚み方向のギャップ(間隔)は、シートに座屈が生じない間隔になっている。その間隔は、ちなみに、シートの厚みを超えた寸法以上、10mm以下である。
【0051】
以上のプリンタは、シートの両面にカラートナー画像を形成するようになっているが、両面に白黒トナー画像が形成されるプリンタにおいても、本発明を適用することができる。
【0052】
また、シートの片面にだけカラートナー画像、或いは白黒トナー画像を形成するプリンタの場合には、搬送方向切換部50、反転搬送路90、及び両面搬送路100等、シートの反転搬送に必要な機構が不要になる。この場合、定着器40からFDトレイ80への上向屈曲搬送路は、上記内側ガイド52の内側案内面52a、搬送路切換ゲート51の上面51a、及び外側ガイド54の上方案内面54aとによって形成される上向屈曲搬送路57と同じような形状になる。この場合においても、上向屈曲搬送路の内側案内面は、式(3)に基づく、仮想の内側案内面よりも内側に配設してある。すなわち、図2において、内側案内面52aと略同じ位置に配設してある。
【0053】
ところで、シートには、種々の厚みのシートがある。このため、定着器40の定着ローラ対41,42のシート搬送速度は、シートの厚みによって変化する。薄紙(例えば、坪量64g/m2)から厚紙(例えば、坪量160g/m2)まで、搬送可能なプリンタにおいては、シートの厚みが増加するのにともなって、定着ローラ対41,42のシート搬送速度が速くなる傾向にある。
【0054】
このため、本実施形態のプリンタ2は、図1に示すように、レジストローラ対24の上流側にシート厚検知部60を備えて、このシート厚検知部60によって検知されたシートの厚みに基づいて排紙縦パスローラ対71と、搬送ローラ対91とのシート搬送速度を変えることができるようになっている。
【0055】
シート厚検知部60は、図1、図3に示すように、回転自在なシート厚検知ローラ対61、62と、上下動自在な検知ローラ61を下側の検知搬送ローラ62に押圧するばね63と、ばね63の弾力を検知する弾力センサ64とを備えている。シート厚検知部60は、搬送ローラ対61,62に進入したシートの厚みによって、ばね63の弾力が変化するのを、弾力センサ64で検知し、その検知信号を、制御手段である、例えば、シート搬送速度制御部65に送るようになっている。
【0056】
シート搬送速度制御部65には、シート厚に対する定着ローラ対41,42のシート搬送速度のテーブルをあらかじめ記憶してある。シート搬送速度制御部65は、弾力センサ64の検知信号に基づいて、シートの厚みを判断し、上記テーブルに基づく定着ローラ対41,42のシート搬送速度に応じて、モータ66,67の回転速度を変えて、排紙縦パスローラ対71と、搬送ローラ対91とのシート搬送速度を変える。すなわち、シートの厚みが厚い場合、シート搬送速度制御部65は、排紙縦パスローラ対71と、搬送ローラ対91とのシート搬送速度を速くし、シートの厚みが薄い場合、排紙縦パスローラ対71と、搬送ローラ対91とのシート搬送速度を遅くする。なお、シート厚検知部60は、排紙縦パスローラ対71のシート搬送速度を変えるだけであってもよい。
【0057】
これによって、プリンタ2は、シートの厚みによって、定着ローラ対41,42によるシートの搬送速度が変化しても、その変化に合わせて、排紙縦パスローラ対71のシート搬送速度を変えることができるので、トナー画像形成面を内側案内面52aに擦らせることがなく、トナー画像に損傷を与えるようなことがない。また、シートを円滑に搬送することができる。
【0058】
なお、以上のシート厚検知部は、ばねの弾力を利用しているが、図4に示すように、磁気を利用したシート厚検知部68であってもよい。このシート厚検知部68は、固定の磁界センサ69と、ばね73によって磁界センサ69に圧接される磁性体70とを備えている。シート厚検知部68は、磁界センサ69と磁性体70との間に進入して通過するシートの厚みに応じて、磁界センサ69と磁性体70との距離が変化して、磁力が変化するのを磁界センサ69で検知することによって、シートの厚みを検知できるようになっている。
【0059】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、熱定着手段の下流側近傍に円弧状に屈曲したシート案内路を備えたとしても、シート案内路の内側案内面にシートが強く当接しないようになっているので、内側案内面にシートのトナー画像が擦れて、トナー画像に傷を付けるようなことがなく、トナー画像の品質の低下を防止することができる。また、シート案内路にトナー画像形成面が貼り付くことがなく、シートを円滑に搬送することができる。さらに、熱定着手段の下流側近傍に円弧状に屈曲したシート案内路を備えることが可能になるので、画像形成装置を小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置であるプリンタをシート搬送方向に沿って破断した断面図である。
【図2】図1における、シート案内路周辺の拡大図である。
【図3】シート厚検知手段と、シート搬送速度を可変するシート搬送速度度制御部との図である。
【図4】他の実施形態のシート厚検知手段と、シート搬送速度を可変するシート搬送速度制御部との図である。
【図5】従来例の画像形成装置をシート搬送方向に沿って破断した断面図である。
【図6】図5における、シート案内路周辺の拡大図である。
【図7】図5の画像形成装置において、定着ローラ対のシート搬送速度よりも排紙縦パスローラのシート搬送速度の方が遅い場合のシートの搬送状態を示す図である。
【図8】図5の画像形成装置において、定着ローラ対のシート搬送速度よりも排紙縦パスローラのシート搬送速度の方が速い場合のシートの搬送状態を示す図である。
【符号の説明】
P シート
V1 定着ローラ対のシート搬送速度
V2 排紙縦パスローラ対のシート搬送速度
1 プリンタ本体(画像形成装置本体)
2 プリンタ(画像形成装置)
11 感光ドラム
21 シート供給部
10 画像形成部
40 定着器(熱定着手段)
41 定着ローラ
42 定着ローラ
50 搬送方向切換部
51 搬送路切換ゲート
51a 上面
51b 下面
52 内側ガイド
52a 内側案内面(屈曲部)
53 搬送ガイド
54 屈曲搬送路の外側ガイド
54a 上方案内面(屈曲部)
54b 下方案内面
56 屈曲搬送路の導入部
57 上向屈曲搬送路(シート案内路)
58 下向屈曲搬送路
60 シート厚検知部(シート厚検知手段)
65 シート搬送速度制御部(制御手段)
68 シート厚検知部
71 排紙縦パスローラ対(シート搬送手段)
90 反転搬送路
100 両面搬送路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms a toner image on a sheet, and more particularly, to an image forming apparatus that includes a sheet guide path that guides a sheet in an arc shape immediately downstream of a heat fixing unit that fixes a toner image to a sheet. About.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus for forming a toner image on a sheet includes a copying machine, a printer, a facsimile, and a multifunction peripheral thereof. The conventional image forming apparatus mainly has a structure based on a copying machine. However, due to the rapid spread of personal computers, recent image forming apparatuses have been mainly structured based on printers. Further, many of recent image forming apparatuses have a double-sided printing function for forming a toner image on both sides of a sheet from the viewpoint of environmental measures and resource saving.
[0003]
A four-color printer, which is an example of a conventional image forming apparatus, will be described with reference to FIG. The sheet P fed from the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, high-density images have been used as backgrounds in the preparation of presentation materials, and color photographic images have been output due to the spread of digital cameras. The opportunity to output a color image of a density by a printer is increasing.
[0005]
A fixing device in a color printer has to melt more toner and fix it to a sheet as compared with a fixing device in a conventional black-and-white printer. In the case of (1), it is necessary to pass the nip portion of the fixing roller pair over a long time. For this reason, the sheet comes out of the fixing device with the temperature of the sheet surface being higher than that of the conventional monochrome printer. Specifically, a fixing device of a color printer is supplied with about twice to three times as much heat as a fixing device of a black and white printer. Further, in the color printer, due to the miniaturization of the printer, it is necessary to arrange a bent conveyance path that changes the direction of the conveyance path by approximately 90 degrees by a conveyance path switching gate immediately after the fixing device.
[0006]
For this reason, in particular, a small-sized color printer strongly presses the high-density color toner image forming surface as described above against the guide surface of the transfer path switching gate or the transfer guide surface of the bent transfer path. This causes the sheet to be bent and conveyed, causing the color toner image to be damaged, and the color toner image forming surface to be temporarily stuck to the conveying surface, resulting in sheet conveyance failure. I was holding it.
[0007]
The most problematic condition is when high-density toner images are formed on both sides of a sheet. The situation where this problem occurs will be described.
[0008]
As shown in FIG. 6, the sheet conveying speed of the
[0009]
Thereafter, the sheet is conveyed through a double-sided
[0010]
At this time, until the leading edge of the sheet reaches the discharge vertical
[0011]
However, after the leading edge of the sheet reaches the discharge vertical
[0012]
For example, as shown in FIG. 7, when the sheet conveying speed of the paper discharge
[0013]
As shown in FIG. 8, when the sheet conveyance speed of the paper discharge
[0014]
As a countermeasure, it is conceivable that the toner image forming surface of the sheet is cooled by a cooling means such as a fan immediately after the downstream side of the
[0015]
The above-mentioned problems are remarkable in the above color printers, and the same problems exist not only in the above color printers but also in black and white printers, copiers, facsimile machines, and the like. A similar problem occurs not only when a toner image is formed on both sides of a sheet, but also when a toner image is formed on one side of a sheet and the sheet is conveyed as shown in FIG.
[0016]
The present invention provides an image forming apparatus that does not damage a toner image of a sheet that passes through a bent sheet guide path after fixing a toner image, or a sheet conveyance failure does not occur due to the toner image forming surface sticking to the sheet guide path. It is intended to provide.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention includes: a heat fixing unit configured to heat and convey an unfixed toner image transferred to a sheet to the sheet by heating and conveying the sheet; and a heat fixing unit. A sheet guide path for bending and guiding the passed sheet in an arc shape, and sheet conveying means for conveying the sheet downstream of the arcuate bent portion of the sheet guide path; and a bent portion of the sheet guide path. The transport distance of the sheet traveling along the outermost portion from the heat fixing unit to the sheet transporting unit is Lmax, from the thermal fixing unit to the sheet transporting unit of the sheet traveling along the virtual innermost portion of the bent portion. Is the transport distance of Lmin, the length of the longest sheet to be transported is S, the sheet transport speed of the heat fixing unit is V1, and the sheet transport speed of the sheet transport unit is V2.
0 <(V2-V1) (S-Lmax) / V2 <(Lmax-Lmin)
The inside guide surface of the sheet guide path is arranged inside the arc-shaped virtual innermost portion having a length satisfying the value of Lmin in the formula.
[0018]
The image forming apparatus according to the present invention may further include a sheet thickness detecting unit disposed upstream of the heat fixing unit to detect a thickness of the sheet, and a sheet thickness detecting unit configured to detect the sheet thickness based on the sheet thickness detected by the sheet thickness detecting unit. Control means for varying the sheet conveying speed of the sheet conveying means.
[0019]
In the image forming apparatus of the present invention, the sheet conveying speed of the sheet conveying unit is set to increase as the thickness of the sheet increases.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A printer as an example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the image forming apparatus includes a copying machine, a printer, a facsimile, and a multifunction machine thereof, but the present invention is not limited to the printer and can be applied to other devices. The sheet is a sheet on which a toner image can be transferred. Examples of the sheet include plain paper, a thin resin sheet which is a substitute for the plain paper, a postcard, a letter, and the like.
[0021]
(Description of the schematic configuration and operation of the entire printer)
First, the configuration and operation of the printer will be outlined with reference to FIG. The printer 2 of the present embodiment is a four-color printer. Note that the same reference numerals are used for the same or substantially the same parts as those of the conventional color printer.
[0022]
In the
[0023]
The transport
[0024]
When a toner image is formed on one side of the sheet, the toner image is transferred to the sheet sent from the
[0025]
When toner images are formed on both sides of the sheet, the sheet fed from the
[0026]
(Sheet feeding unit)
Sheets P are stored in a
[0027]
The registration roller pair 24 once receives the leading edge of the sheet and stops it. If the direction of the conveyed sheet P is oblique, the sheet P is straightened. Then, the sheet P is conveyed to the
[0028]
(Image forming unit)
The
[0029]
The lowercase letters a, b, c, and d attached to the reference numerals 11, 12, 13, 14, 35, and 15 are codes for corresponding to the colors yellow, magenta, cyan, and black, respectively. In the description, the lowercase letters will be omitted.
[0030]
When the image forming operation is started, the surface of the photosensitive drum 11 is uniformly charged by the primary charger 12. Image data is written on the charged photosensitive drum 11 by a laser beam irradiated by a laser scanner 13. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 11.
[0031]
The developing device 14 attracts toner to the photosensitive drum 11 on which the electrostatic latent image is formed, so that a toner image to be transferred to a sheet is formed on the surface of the photosensitive drum 11. This process is performed on the photosensitive drums of yellow, magenta, cyan, and black in synchronization with the sheet conveyance timing.
[0032]
The sheet P conveyed from the pair of registration rollers 24 is conveyed by suction onto the
[0033]
(Fuser)
The fixing
[0034]
(Face-down discharge)
The sheet P that has passed through the fixing roller pairs 41 and 42 is switched upward in the transport direction by the transport
[0035]
(Toner image formation on both sides of sheet)
The sheet P that has passed through the fixing roller pairs 41 and 42 is switched downward in the transport direction by the transport
[0036]
(Transport direction switching section)
Next, the shape of the inner guide surface of the sheet guide path, which is a feature of the present invention, will be described.
[0037]
2, the transport
[0038]
The T-shaped conveyance path is an arc-shaped sheet guide path that guides the sheet from the fixing
[0039]
The upward
[0040]
The sheet P passing through the fixing
[0041]
In this case, the transport distance between the fixing
[0042]
However, if the sheet conveying speed V2 of the pair of discharged
[0043]
Therefore, it is necessary to set the sheet speed V2 of the paper discharge vertical
When represented by mathematical expressions, 0 <(V2−V1)...
[0044]
When the speed is set to the formula (1), the loop amount of the sheet in the upwardly
[0045]
As a result, since the toner image forming surface of the sheet does not strongly contact the
[0046]
Lmin is obtained by the following equation.
[0047]
(V2−V1) (S−Lmax) / V2 <Lmax−Lmin Equation (2)
S is the length of the longest sheet P to be conveyed.
[0048]
By equation (1) and equation (2),
0 <(V2−V1) (S−Lmax) / V2 <Lmax−Lmin Equation (3) is obtained.
[0049]
Further, the sheet immediately after fixing the toner image by the fixing
[0050]
The gaps (intervals) in the sheet thickness direction of the upwardly
[0051]
The printer described above forms a color toner image on both sides of a sheet. However, the present invention can be applied to a printer in which a black and white toner image is formed on both sides.
[0052]
In the case of a printer that forms a color toner image or a black-and-white toner image only on one side of a sheet, a mechanism necessary for the reverse conveyance of the sheet, such as the conveyance
[0053]
By the way, there are sheets of various thicknesses. For this reason, the sheet conveyance speed of the pair of fixing
[0054]
For this reason, as shown in FIG. 1, the printer 2 of the present embodiment includes a sheet
[0055]
As shown in FIGS. 1 and 3, the sheet
[0056]
The sheet conveyance
[0057]
Thus, the printer 2 can change the sheet conveying speed of the discharge vertical
[0058]
Although the above-described sheet thickness detecting unit uses the elasticity of a spring, the sheet
[0059]
【The invention's effect】
Even if the image forming apparatus of the present invention is provided with a sheet guide path bent in an arc shape near the downstream side of the heat fixing unit, the sheet does not strongly contact the inner guide surface of the sheet guide path. Thus, the toner image on the sheet is not rubbed against the inner guide surface and the toner image is not damaged, so that it is possible to prevent the deterioration of the quality of the toner image. Further, the toner image forming surface does not stick to the sheet guide path, and the sheet can be smoothly conveyed. Further, since a sheet guide path bent in an arc shape can be provided near the downstream side of the heat fixing unit, the size of the image forming apparatus can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, taken along a sheet conveying direction.
FIG. 2 is an enlarged view around a sheet guide path in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a sheet thickness detecting unit and a sheet conveyance speed control unit that varies a sheet conveyance speed.
FIG. 4 is a diagram illustrating a sheet thickness detection unit according to another embodiment and a sheet conveyance speed control unit that varies a sheet conveyance speed.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the conventional image forming apparatus taken along a sheet conveying direction.
FIG. 6 is an enlarged view around a sheet guide path in FIG. 5;
7 is a diagram illustrating a sheet conveyance state in a case where the sheet conveyance speed of a discharge vertical path roller is lower than the sheet conveyance speed of a fixing roller pair in the image forming apparatus of FIG. 5;
8 is a diagram illustrating a sheet conveyance state in a case where the sheet conveyance speed of a discharge vertical path roller is faster than the sheet conveyance speed of a fixing roller pair in the image forming apparatus of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
P sheet
V1 Sheet conveyance speed of fixing roller pair
V2 Sheet transport speed of the paper ejection vertical path roller pair
1 Printer body (image forming apparatus body)
2 Printer (image forming device)
11 Photosensitive drum
21 Sheet feeding unit
10 Image forming unit
40 Fixing device (heat fixing means)
41 Fixing roller
42 fixing roller
50 Transport direction switching unit
51 Transfer path switching gate
51a upper surface
51b bottom surface
52 Inside Guide
52a Inside guide surface (bent part)
53 Transport Guide
54 Outside Guide for Bent Conveying Path
54a Upper guide surface (bent part)
54b Lower guide surface
56 Introducing part of the bent conveyance path
57 Upward curved transport path (sheet guide path)
58 Downward curved transport path
60 Sheet thickness detector (sheet thickness detector)
65 Sheet transport speed control unit (control means)
68 Sheet thickness detector
71 Discharge Vertical Pass Roller Pair (Sheet Conveying Means)
90 Reverse transport path
100 Double-sided conveyance path
Claims (3)
前記熱定着手段を通過した前記シートを円弧状に屈曲案内するシート案内路と、
前記シート案内路の円弧状の屈曲部の下流側で前記シートを搬送するシート搬送手段と、を備え、
前記シート案内路の屈曲部の最外部に沿って進む前記シートの前記熱定着手段から前記シート搬送手段までの搬送距離をLmax、前記屈曲部の仮想最内部に沿って進む前記シートの前記熱定着手段から前記シート搬送手段までの搬送距離をLmin、搬送される最長シートの長さをS、前記熱定着手段のシート搬送速度をV1、シート搬送手段のシート搬送速度をV2としたとき、
0<(V2−V1)(S−Lmax)/V2<(Lmax−Lmin)
の式でLminの値を満たす長さを有する円弧状の前記仮想最内部よりも内側に前記シート案内路の内側案内面を配設したことを特徴とする屈曲搬送路を有する画像形成装置。Unfixed toner image transferred to the sheet, heat fixing means for fixing the sheet by heating and conveying the sheet,
A sheet guide path that guides the sheet that has passed through the heat fixing means in an arcuate shape,
Sheet conveying means for conveying the sheet on the downstream side of the arc-shaped bent portion of the sheet guide path,
The conveying distance of the sheet advancing along the outermost part of the bent portion of the sheet guide path from the heat fixing unit to the sheet conveying unit is Lmax, and the heat fixing of the sheet advancing along the virtual innermost part of the bent portion. When the conveying distance from the unit to the sheet conveying unit is Lmin, the length of the longest sheet conveyed is S, the sheet conveying speed of the thermal fixing unit is V1, and the sheet conveying speed of the sheet conveying unit is V2,
0 <(V2-V1) (S-Lmax) / V2 <(Lmax-Lmin)
Wherein the inner guide surface of the sheet guide path is disposed inside the arc-shaped virtual innermost portion having a length satisfying the value of Lmin in the following formula:
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