JP6119326B2 - 搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、装置内で発生した蒸気による水滴が記録用紙に付着するのを防止する機構に関する。

電子写真方式を用いる画像形成装置には、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理した後、可視像とされたトナー像を記録用紙などに転写し、転写画像を定着することで複写出力が得られる。

ところで、トナー像を担持する記録用紙は、ある程度の水分を含んでおり、この水分が定着時の熱によって蒸発することが多い。
特に、連続通紙時には、記録用紙が定着部を通過するたびに熱を受けて水分の蒸発が繰り返される。

一方、画像形成装置周囲が低温環境である場合には、蒸発した水分が短時間で冷却されて結露を生じる場合がある。
定着部周辺で蒸発した水分が結露すると、定着部周辺に設けられている搬送部材である搬送路のリブや搬送コロなどに水滴となって付着することが起こりやすい。
搬送部材に水滴が付着していると、例えば、定着部周辺に両面搬送経路が設けられている場合、両面搬送経路の構成部材に水滴が付着したままであると、両面搬送路を通過する記録用紙の第２面に水滴が付着することになる。
第２面に水滴が付着したまま転写工程が実行されると、水滴の付着した部分での低抵抗化により転写が正常に行われず、結果的に白抜けや白スジなどを生じた異常画像が得られてします。

そこで、従来では、水滴が記録用紙に付着するのを防止する対策として、定着装置からの熱により蒸発した蒸気が結露する原因となる冷却される位置に流れるのを防止するように、搬送部材の一部で蒸気の流路を遮るようにした構成が提案されている(例えば、特許文献１)。
しかし、この構成では、蒸気の流れを遮断しても定着部周辺には蒸気が滞留することから定着部周辺の温度が下がった場合には、定着部周辺の搬送路に結露が生じる虞がある。

蒸気を温度の低い位置に流さないようにして結露を防止する構成とは別に、搬送部材に水滴の吸収部材、いわゆる、吸水性部材を接触させて搬送部材に付着した水滴を回収する構成が提案されている(例えば、特許文献２)。この場合の吸水性部材としては、シート状、ローラ状、パッド状あるいはブレード状の形態が用いられる。

しかし、吸水性部材を搬送部材に接触させる構成では、吸水性部材において吸収可能な水分量が飽和した場合、それ以上の水分を吸収することができない。このため、この構成を用いた場合でも、白抜けや白スジが発生するという不具合が残されたままとなる。
本発明の目的は、上記従来の搬送装置における問題に鑑み、結露した水滴を継続的に回

収して搬送部材への水滴付着を防止することにより異常画像の発生を防止できる構成を備えた搬送装置および画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、加熱部材の近傍に位置する搬送路に設けられた搬送部材により記録用紙を挟持搬送する構成を備えた搬送装置であって、前記搬送部材には、吸水性材質からなる膨縮可能な吸水ローラを接触可能に設け、該吸水ローラは、回動軸から外周面までの距離が回動方向に沿って変化する形状を備えており、前記距離が常に前記搬送部材に接触できる距離に設定されていることを特徴とする搬送装置にある。

本発明によれば、搬送部材に対して吸水性材質からなる膨縮可能であって回動軸から外周面までの距離が回動時に変化する吸水ローラを備えているので、吸水ローラの回動時に吸水ローラに回収された水分が絞り出される。これにより、吸水ローラによる継続的な吸水が行えることで搬送部材に付着しようとする水滴を半永久的に回収することができる。
この結果、搬送部材に水滴が付着した際の転写不良による異常画像の発生を防止することが可能となる。

本発明の実施形態に係る搬送装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。 本発明の実施形態に係る搬送装置の要部構成を説明するための図である。 図２に示した要部構成の作用を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る搬送装置に用いられる要部構成の別実施例を示す図である。 本発明の実施形態に係る搬送装置に用いられる要部構成の他の実施例を示す図である。 本発明の実施形態に係る搬送装置に用いられる要部構成のさらに別の実施例を示す図である。 本発明の実施形態に係る搬送装置に用いられる要部構成のさらに他の実施例を示す図である。

以下、図示実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る搬送装置を用いる画像形成装置として、タンデム中間転写方式のフルカラー複写機を示す図である。
画像形成装置１０００は、転写装置に用いられる転写ベルト６Ａの展張面に沿って複数の作像ユニット(図中、符号Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙで示す）が並置されている。
各作像ユニットＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙは、同様な構成を備えており、今、ブラック画像を対象とする作像ユニットを対象としてその構成を説明すると次の通りである。なお、以下の説明では、作像ユニットで形成される色表示の符号（Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）を省いて示してある。
作像ユニットには、回転可能な円筒状の感光体１が備えられており、感光体１の周囲には、帯電装置２，書き込み装置３，現像装置４，ベルト状の中間転写体６Ａが配置されている。なお、感光体の周囲には、図示しないが、中間転写装置６への転写後に感光体から未転写トナーなどの異物を除去するクリーニング装置も備えられている。

帯電装置２は、感光体１に接触して従動回転可能な帯電ローラが用いられ、ＤＣあるいはＤＣとＡＣとを重畳したバイアス電圧が印加されて感光体１を一様帯電する。
書き込み装置３は光源としてＬＥＤを備え、図示しない制御部からの画像情報に基づく光書き込みによって感光体１に静電潜像を形成する。
現像装置４は、補給トナーを収容した現像剤カートリッジを備え、一成分系あるいは二成分系の現像剤を感光体１の静電潜像に供給して可視像処理する。
中間転写体６は、各作像ユニットにおける感光体１に対向しながら移動する中間転写ベルト６Ａが用いられた１次転写装置である。
中間転写体６では、各作像ユニットの感光体１に対峙する中間転写ローラ６Ｂにより各作像ユニットで形成された色のトナー画像を順次転写されて重畳画像を中間転写ベルト６Ａに静電転写する。
中間転写体６に担持された重畳画像は、転写ローラが用いられる２次転写装置７により記録用紙Ｐに一括転写される。なお、図中、符号ＣＬは、一括転写後の中間転写ベルト６Ａを対象として設けられているクリーニング装置を示している。

重畳画像を一括転写された記録用紙Ｐは、定着装置８に搬送されて加熱・加圧されることによりトナーを融解・浸透させて定着される。定着後、記録用紙Ｓは、排出コロ９によりそのまま排紙トレイ１５に排出される場合と、両面複写のために再度、一括転写位置に向け搬送される場合とがある。

記録用紙Ｐは、給紙装置に装備されている給紙カセット１１から繰り出しローラ１１１を介してトレイ搬送路１２に向けて一枚ごと繰り出される。
記録用紙Ｐの搬送方向において一括転写位置の上流側には、レジスト搬送装置１４が設けられている。
レジスト搬送装置１４では、一対のローラによって一括転写位置に向け記録用紙が搬送される前に一旦記録用紙を弛ませて一括転写位置でのトナー像との位置関係を整合させるレジストタイミングを設定したうえで記録用紙を搬送するようになっている。

定着後の記録用紙Ｐは、排紙トレイ１５に向けて排出される場合の他に、両面複写のためにスイッチバック搬送されることがある。
両面複写の場合には、第１面である片面への画像転写後の記録用紙Ｐが定着後、排出ローラ９の回転変換により分岐爪１０１により反転路１０に向けスイッチバック搬送され、両面入口ローラ１５０、１５１によって両面搬送路１３内に向け搬送される。
両面搬送路１３には、両面出口側に至る途中に両面中継搬送ローラ１３１および両面出口に両面出口ローラ１３２がそれぞれ設けられている。両面搬送路１３に導入される記録用紙Ｐは両面出口ローラ１３２を介してレジスト搬送装置１４に向けて搬送され、レジストタイミングを設定されてうえで再度、一括転写位置に向けで繰り出される。
一括転写位置に達した記録用紙Ｐは、第２面である裏面への画像転写を受けた後、定着されて排紙トレイ１５に向けて排出される。

なお、図１中、符号１４０は開閉可能な手差しトレイを示しており、開放された際には内面に設けられている複数の搬送リブ(図示されず)上で記録用紙が搬送されて手差し搬送ローラ１４２により手差し搬送路１４２を経由してレジスト搬送装置１４に搬送できる。
また、符号２０は、外装カバーの一つである両面カバーを示しており、両面カバー２０は、画像形成装置１０００の内外を仕切る部材として用いられる。

以上のような構成を対象として本実施形態との特徴を説明するが、その前にこの特徴に至る理由について説明すると次の通りである。
一般的な用紙Pには、水分が含まれているため、用紙が定着装置を通過する際に、水分が蒸発される。一方、特に低温度環境においては、機外に近い外装カバー付近の構造物は低温度になっているので、水蒸気が結露し、水滴となって付着することがある。
特に、両面入口ローラ１５０は、外装カバーの一つである両面カバー２０に設けられており、かつ定着装置の上側に位置しているので、定着装置から発生する水蒸気が水滴となって付着しやすい位置条件にある。

片面通紙時には両面入口ローラには用紙が進入しないため、大量の片面連続通紙を続けると水滴は付着し続ける一方である。このため、大量の片面連続通紙後に、両面通紙を実行すると、用紙のスイッチバック後、両面入口ローラに付着していた水滴が、用紙の第２面画像面側に移行してしまう。従って、水滴が付着したままで転写が行われると、水滴付着部は白抜け・白スジとなって画像不良を起こす。

次に本実施形態での特徴について説明する。
本実施形態の特徴は、搬送部材である両面入口ローラ１５０に吸水性材質からなる膨縮可能な吸水ローラを設け、吸水ローラの構成として、吸収した水分を絞り出せる形状を備えさせた点にある。
本実施形態に係る搬送装置では、一旦定着装置８を通過した後、再度搬送路から転写位置に向かう記録用紙の搬送路である両面搬送路１３における両面入口ローラ１５０，１５１の一つ１５０を対象として吸水ローラ２０００が接触させてある。
吸水ローラ２０００としては、多孔質性のスポンジ状材質等の吸水性材質で、かつ、膨縮可能な材料からなり、毛管現象により表面に水分が付着すると内部に水分を取り込む特性を備えている。これにより、取り込んだ水分は即座に吸水ローラ２０００の全域に拡散されて局所的に水分濃度のムラを生じることなく

図２は、吸水ローラ２０００と両面入口ローラ１５０との配置構成を示す図であり、同図において、吸水ローラ２０００は、揺動することができる板バネ２１００の揺動端において回転自在に支持されている。
吸水ローラ２０００は、回動軸２０００ａから外周面までの距離（Ｒｍａｘ）が、回動方向に沿って変化する形状とされて偏心円盤状とされている。
回動方向に沿って上述した距離（Ｒｍａｘ）が変化するための関係として次の関係を備えている。

図２（Ｂ）において、吸水ローラ２０００の回動半径の最小値をＲｍｉｎとし、両面入口ローラ１５０の回転半径をＲ０とし、吸水ローラ２０００と両面入口ローラ１５０との回動中心間の距離をＬ０とした場合、Rｍｉｎ＞Ｌ０−Ｒ０となる関係である。
上記の関係において、吸水ローラ２０００は、板バネ２１００の弾性力によって常に両面入口ローラ１５０に接触できるようになっている。つまり、図２（Ａ）に示すように、板バネ２１００の付勢力を利用した際に回動軸から外周面までの距離が常に両面入口ローラ１５０に接触できる距離とされている。
吸水ローラ２０００と両面入口ローラ１５０とはそれぞれに設けられている駆動ギヤ２００３および従動ギヤ２００２の噛み合いによって連動するようになっている。
なお、図２において符号Ｗは、吸水ローラ２０００において絞り出された場合に落下する水滴を示している。

本実施例は以上のような構成であるから、その作用を図３により説明すると次の通りである。
吸水ローラ２０００は、両面入口ローラ１５０と回転連動して回転を続け、その間に両面入口ローラ１５０に付着した水滴の吸収を繰り返す。水滴の吸収を繰り返していくと、経時的に吸水ローラ２０００に取り込まれた水分量が飽和量に達する。
しかし、本実施例では、吸水ローラ２０００が偏心回動するので、上記関係式での回動軸から外周までの距離が最短となった路機に防縮して取り込んだ水分を絞り出すことができる。

図３（Ａ）に示す回動位置は、吸水ローラ２０００の回動半径が最も小さいＲｍｉｎにおいて両面入口ローラに接触している位置である。
常に両面入口ローラ１５０への接触は板バネ２１００からの付勢により保たれているので、吸水効果は０ではない。
また、吸水効果は、吸水ローラ部材の毛細管現象によって行うため、両面入口ローラへの付勢圧は無関係であるが、吸水ローラの含水分が高いと吸水効果が低くなる。今、吸水ローラが飽和して含水分が高い状態と仮定する。

次に、吸水ローラ２０００は、図３（Ｂ）の状態に移行する。このとき吸水ローラ２０００の回動半径は順次拡大していくため、吸水部の強制圧縮量が瞬時に増大される。よって水分が絞り取られて水滴Ｗとして下方に分離・落下し、伴って吸水ローラ内含水分量が低下する。

次に、吸水ローラ２０００は、図３（Ｃ）の状態に移行する。両面入口ローラに接触し強制圧縮された吸水部分は両面入口ローラから離れた時点から圧縮される前の状態に戻る（膨張する）。吸水部の膨張に伴い、毛細管現象により、吸水ローラ内で水分が膨張した部分に移行し、吸水ローラ２０００全体では、水分濃度にムラが生じなくなる。

以上のように本実施例においては、吸水ローラの強制圧縮・膨張が繰り返されるので、吸水ローラ２０００で飽和した水分を分離させることができ、吸水効果を継続的に維持することができる。これにより、両面入口ローラ１５０の配置位置で水滴が残ることがないので、両面入口ローラ１５０を通過した記録用紙は、水滴による弊害が解消されて第２面の白抜け・白スジなどの画像不良を継続的に防止されることになる。

ところで、吸水ローラ２０００の防縮性による水分の吸収、絞り出しを効果的に行うには吸水ローラ２０００の強制圧縮量を大きくすることが望ましい。しかし、同心円状の吸水ローラを用いた場合、同量の強制圧縮量を得ようとすると、吸水ローラを両面入口ローラ側に向けて強く押圧して近づけることで圧縮量を大きくすることが考えられる。しかし、この方法では、吸水ローラの回動軸と両面入口ローラの回収面との間に隙間がなくなり、レイアウトにおいて不利となる。
これに対して本実施例では、レイアウトの問題を招くことなく圧縮変形量を大きくすることができる。

次に本実施形態に係る搬送装置における要部構成に関する別実施例について図４を用いて説明する。
図４には、吸水ローラ２０００から絞り出された水滴Ｗが両面搬送路１３内に入り込まないようにしたことを特徴としている。
つまり、搬送部材として用いられる両面入口ローラ１５０と吸水ローラ２０００との接触部近傍には、吸水ローラ２０００に含まれる水滴が落下する位置に、両面搬送路１３と上記接触位置との間を遮蔽する壁部２２００が設けられている。

本実施例においては、吸水ローラ２０００から絞り出されて落下する水滴Ｗが飛散などによって搬送路内に進入しないので、両面搬送路１３を通過する記録用紙への水滴の付着を確実に防止できる。これにより、記録用紙に水滴が付着した場合の転写不良を防止することが可能となる。

次に、図４に示した要部構成に関する他の実施例について図５を用いて説明する。
図５には、図４には、両面搬送路１３における記録用紙の搬送方向（図示矢印方向）に沿った長手方向一端部、この場合には下端部が両面搬送路１３から遠ざかる位置に向けて傾斜された壁部２２００が示されている。

図５に示す実施例では、壁部２２００の下端部が両面搬送路１３を備えた外装カバーの一つである両面カバー２２０４から外部に突出させて構成されている。これにより壁部２２００の下端部は水滴の貯留部としてのポケット部２２０３となり、この位置が外部に突出していることで外部温度により気化しやすくされる。

ポケット部２２０３は、壁部２２００の傾きにより鋭角状角部、いわゆる、「く」の字状をなしているが、これに限らず、「コ」字状の断面形状とすることも可能である。
また、板バネ２１００と別部材で設けることなく、図に示すように、板バネ２１００の用度端から基端側に向かうに従って両面搬送路１３から遠ざかる傾きを持たせるように、基端側を折り曲げ加工して設けることも可能である。

以上の実施例においては、壁部の一部に相当する水滴の貯留部であるポケット部２２０３が装置外に位置していることにより水滴の気化効率を上げることができる。これにより、吸水ローラ２０００において絞り出された水滴が気化した分、次に貯留される水滴の量を確保できることにより継続的な水分の回収が可能となる。

次に本実施形態に係る搬送装置に用いられる要部構成についてのさらに別の実施例を図６および７において説明する。
図６に示す構成の特徴は、板バネ２１００を、装置に装備されている外装カバーの一つである両面カバー２２０４に設けられた複数のリブ２２０４ａを対象としてそのリブ間に配置したことにある。
リブ２２０４ａは、両面カバーの一部に設けられている、記録用紙の搬送方向に沿って延長された立ち上がり片であり、この上面を摺擦抵抗が少ない状態で記録用紙が通過する。

板バネ２１００は、図６（Ａ）に示すように、リブ２２０４ａ間に設けられるが、その設置構造としては、板バネ２１００の基端に形成されたカシメ孔２１００ｂ（図６（Ｂ）参照）が用いられる。つまり、カシメ孔２１００ｂをリブ２２０４ａ間に設けられているカシメ用ボス部２２０４ｃに嵌め込む構造が用いられる。
このような設置構造により、ネジ止め作業を不要にして設置作業を簡略化することができる。

一方、両面カバー２２０４ａ側に位置するリブ２２０４ａの間には、板バネ２１００の基端部の抜け止め部２２０４ｂが設けられている。
抜け止め部２２０４ｂは、図７に示すように、両面カバー２２０４における板バネ２１００の基端と対向する面を鈎状に形成することにより板バネ２１００の基端側と対向している。
板バネ２１００は、基端側が抜け止め部２２０４ｂ内に位置することで衝撃等により不用意に脱落するのを防がれることになる。

また、記録用紙が図６（Ａ）に示したリブ２２０４ａにガイドされて搬送される時、記録用紙が激しい波打ちを伴う場合、図６（Ｃ）に示した抜け止め部２２０４ｂに記録用紙が衝突し、紙詰まりを起こす可能性がある。
これを避けるために、抜け止め部２２０４ｂは、なるべくリブ２２０４ａの根元側で複数個所に設けるのが望ましい。

さらに、抜け止め部２２０４ｂは、一部にテーパー部２２０４ｄが設けられている。これにより、例え記録用紙が衝突した場合でも用紙をガイドして紙詰まりを避けることができる。

以上のような実施例においては、両面複写モードだけでなく、片面複写モードにおいても両面入口ローラ１５０を駆動することにより、吸水ローラ２０００の連続回動が継続することにより、大量の片面複写が行われた際に発生した水分の回収が可能となる。
これにより、両面複写時に両面入口ローラ１５０および１５１により記録用紙の挟持搬送が行われた際に、両面入口ローラ１５０に水滴を残留させることがない。この結果、両面複写時に両面入口ローラ１５０，１５１による挟持搬送時に記録用紙への水滴の付着が生じないので、水滴付着による転写不良を防止することが可能となる。

１ 感光体
１３ 両面搬送路
２０ 両面カバー
１５０ 両面入口ローラ
２０００ 吸水ローラ
２１００ 板バネ
２２００ 壁部
２２０２ 傾斜した壁部
２２０３ ポケット部
２２０４ａ リブ
２２０４ｂ 抜け止め部
２２０４ｄ テーパー部

特開２０１０−１５５６８２号公報 特開２０１０−１２８３００号公報

Claims (12)

1. 加熱部材の近傍に位置する搬送路に設けられた搬送部材により記録用紙を挟持搬送する構成を備えた搬送装置であって、
   前記搬送部材には、吸水性材質からなる膨縮可能な吸水ローラを接触可能に設け、
   該吸水ローラは、回動軸から外周面までの距離が回動方向に沿って変化する形状を備えており、前記距離が常に前記搬送部材に接触できる距離に設定されていることを特徴とする搬送装置。
2. 前記搬送部材と前記吸水ローラとの接触部近傍には、該吸水ローラに含まれる水滴が落下する位置に、前記搬送路と前記搬送部材および吸水ローラの接触位置との間を遮蔽する壁部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記壁部は、前記搬送路の搬送方向に沿った長手方向一端部が該搬送路から遠ざかる位置に向けて傾斜されていることを特徴とする請求項２記載の搬送装置。
4. 前記吸水ローラは、前記搬送路側に設けられている揺動可能な板バネの揺動端に支持され、該板バネは、基端側が前記搬送路から遠ざかる位置に設けられ、揺動端から基端側に向かうに従い前記搬送路から遠ざかる傾きを持つ壁部が構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の搬送装置。
5. 前記壁部における前記吸水ローラから離れた一部は、装置外に位置決めされていることを特徴とする請求項２乃至４のうちのいずれか一つに記載の搬送装置。
6. 前記壁部における前記吸水ローラから離れた一部には、水滴の貯留部が設けられていることを特徴とする請求項２乃至５のうちのいずれか一つに記載の搬送装置。
7. 前記水滴の貯留部が装置外に位置決めされていることを特徴とする請求項６記載の搬送装置。
8. 前記搬送路には、外装カバーの一部で前記記録用紙の搬送方向に沿って延長された複数のリブが設けられ、前記板バネは、前記リブ間に配置されていることを特徴とする請求項４記載の搬送装置。
9. 前記板バネは、前記外装カバーに設けられた抜け止め部に基端側が支持されていることを特徴とする請求項８記載の搬送装置。
10. 前記抜け止め部は前記板バネの基端側に対向して複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項９記載の搬送装置。
11. 前記抜け止め部は、一部にテーパー部を有していることを特徴とする請求項９または１０に記載の搬送装置。
12. 請求項１乃至１１のうちのいずれか一つに記載の搬送装置を用いる画像形成装置であって、
    前記加熱部材として定着装置が用いられ、前記搬送部材は定着装置から排出された記録用紙の両面複写時に該記録用紙を挟持搬送する部材として用いられ、記録用紙の片面複写時にも駆動されることにより前記吸水ローラと接触しながら回転されることを特徴とする画像形成装置。

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