JP2006056628A

JP2006056628A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006056628A
Application number: JP2004238321A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Namiki; 博昭並木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-03-02

Abstract

【課題】定着排出コロの加圧力を高くすると画像やシートに摺動痕を残してしまうため、厚紙の搬送性に問題を生じる。
【解決手段】シート先端が定着排出ローラ12、コロ13対に進入し、シート先端が屈曲パスに沿って上昇中するとき、厚手シートはシート自体のコシが強いためシート先端は搬送路より反力f1を受ける。この反力はシート先端が前記搬送排出ローラ15、搬送排出コロ16対を通過した後もシートほぼ中央部付近よりf1値を代表としてかかる。しかし、軸位置固定のアイドラコロ17を設けることによりシートの反力をf2として打ち消すことができ、定着排紙コロ13の浮きを完全に抑えることができる。従って普通紙ばかりでなく封筒やカード紙といった小サイズでコシの強いシートを搬送した場合でも定着排出ローラ12、コロ13対の性能を損なうことなく搬送が可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明はプリンタ、複写機等の電子写真装置の定着搬送部におけるシート材の搬送機構に関する。

画像形成装置の搬送パス構成において、定着後Ｕターンさせて画像形成部の上部に排紙積載する構成は最も一般的な構成の一つである。このＵターンパス構成は製品自体の設置面積を小さく抑えることが出来るメリットがある。

画像形成装置は小型化が進展する一方、対応するメディアの多様化、特に厚紙や薄紙等の特殊紙や、高精細化、印字画像品質の向上などが更に求められている。このため装置内の搬送路や搬送手段においてもこれまでの安定した搬送性能を追求することはもとより、画質に対する細かな対応を行なう必要に迫られている。特に定着直後の搬送部は安定した搬送性を確保することはもとより、画質への影響に最大限配慮しなければならない大変デリケートな部分でもある。

図６は画像形成装置の一般的な従来例である。101は画像形成装置本体、102は給紙カセット、103は給紙ローラ、104は画像形成ドラムを含むカートリッジ、105は静電潜像書き込み用レーザスキャナ、106はシート上の未定着像を加熱定着させる定着器、107は排紙積載部、108は排出ローラ、109は排出コロである。搬送路は同図に示されるように上方に向かってS字を描くような縦パス構成である。更に定着後の搬送部に注目する。定着器106は加熱定着ローラ110に対し加圧ローラ111が対向配置されている。その下流側に定着排出ローラ112と定着排出コロ113が配置され、定着排出コロはばねによって所定の加圧力に付勢されている。この定着排出ローラ、コロ対は加熱定着されたシートのヒートカール矯正に有効であり定着直後に設けることでその効果を高めることが出来る（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−４６０４０号公報

しかしながらこの定着排出ローラ、コロ対は加熱定着直後であるため加圧力を大きくすることは出来ない。その理由は定着直後のシート表面は高温状態であり、画像（トナー）の定着状態が不安定であるため定着排出コロの加圧力を高くすると画像やシートに摺動痕を残してしまうからである。この弊害は厚紙の搬送性に問題を生じさせる。

この説明を図７(a)〜(d)により行なう。同図は定着部付近の厚手シート搬送状態を示すものであり、図７(a)はシート先端が定着排出ローラ112、コロ113対に進入したときのものである。図７(b)はシート先端が屈曲パスに沿って上昇中のものであるが、厚手シートはシート自体のコシが強いため定着排出コロ113の加圧力よりも一時的に上回ってしまい、定着排紙ローラの搬送力を受けなくなる場合がある。この現象はシート後端が加熱定着ローラ110と加圧ローラ111とのニップを抜けた直後図７(ｄ)でも見られることがある。

この理由を搬送モデル図図８(a)および図８(ｂ)によって説明できる。矢印方向から進入してくるシートは定着排出ローラ112、コロ113対を通過した後、屈曲搬送路を上昇するが、シートは屈曲搬送路より反力P₂を受ける。この反力P₂はシートの縦弾性係数と屈曲搬送路の曲率に比例するものであるが、ここではその総力を示すものとする。この反力P₂は図８(ｂ)のようにシート後端が定着排出ローラ112、コロ113対近傍にある場合にシートは端部Qを中心とした片持ち梁の状態となり、定着排出コロ113にかかる反力P´₂は
P´₂= P₁ ( L₁ + L₂ ) / L
に示す値をとる。この反力P₂および反力P´₂は実測によっても証明できる。

図９(a)および図９(ｂ)は既存の普通紙（定型カット紙）を使用し、屈曲部シート中央付近のシート反力P₂および定着排紙コロ部での反力P´₂を測定したものである。このデータはシート端部は離れた位置に設定して測定しているが、曲率半径が60ｍｍ以下になると厚手シートは反力が急上昇し、定着排出コロ113の許容加圧力を大きく上回る場合があることが推定できる。定着後のシート搬送性は概ね大/中サイズ紙においては定着ローラの搬送力によって定着排出ローラ/コロ対のさらに下流側の搬送手段に到達することで回避できるが、例えばカード紙など厚手小サイズシートの搬送においては図７(ｂ´)のように定着ニップ部を抜けた直後に定着排出コロが浮き上がり搬送力を失ってしまう。これは排紙口がサイドにある場合にも同様である。図１０は排紙口がサイドにもあるモデルである。201は切換フラッパ、202はフェイスアップ搬送路、203はFUローラ、204はFUコロ、205はFUトレイである。定着部を抜けた小サイズシートは屈曲搬送路からの反力f3(=f1+f2)を受ける。

上記問題を解決するため本発明は、画像形成装置の定着後搬送部にあって、定着部下流側の搬送路が上方に向かって形成され、また定着部より下流第一近傍に設けられる搬送ローラ対が、シート材に対して印字定着面側である上方よりローラを加圧して搬送する構成の画像形成装置において、定着後の屈曲搬送路を決定する2定点および曲率半径の、2定点中央部より上流側かつ屈曲搬送路内側に軸位置固定のガイドローラを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、定着後のシートの浮きを抑えることができるため定着排紙ローラ本来の目的と搬送性を発揮することができる。その場合に定着排紙コロの加圧力を高めることはないため画像品質に対する懸念も払拭できる。追加する軸位置固定アイドラコロはそれ自体の形状、位置ともに自由度が高いためさまざまな屈曲搬送路に展開でき、しかも画像への悪影響がない。

さらにいかなる厚みやコシの違いのシートに対しても、設定した搬送路を安定して搬送することが出来るためタイミング管理が向上する利点がある。また軸方向に適宜配置することにより、小サイズ〜大サイズのシートに幅広く効果が期待できるほか、シート両端の暴れを防止できるため、斜行や紙詰まりなどの問題を解消することが出来る。

（実施の形態１）
図１は画像形成装置の一般的な従来例である。1は画像形成装置本体、2は給紙カセット、3は給紙ローラ、4は画像形成ドラムを含むカートリッジ、5は静電潜像書き込み用レーザスキャナ、6はシート上の未定着像を加熱定着させる定着器、7は排紙積載部、8は排出ローラ、9は排出コロである。搬送路は同図に示されるように上方に向かってS字を描くような縦パス構成である。更に図２に示す定着後の搬送部に注目する。定着器6は加熱定着ローラ10に対し加圧ローラ11が対向配置され、その下流側に定着排出ローラ12と定着排出コロ13が配置される。定着排出コロ13はバネにより定着排出ローラに付勢される。この定着排出ローラ、コロ対は加熱定着されたシートのヒートカール矯正に有効であり、これまで多くの機種に採用されている。定着直後に設けることでその効果を高めることが出来る。

前記定着排出ローラ、コロ対の下流には上方に向かって屈曲搬送路14が形成される。この屈曲搬送路の先にさらに搬送排出ローラ15、搬送排出コロ16対が設けられる。ここで前記屈曲搬送路は概ね2定点および指定半径Rによって設定される。この屈曲搬送路の範囲内において軸位置固定のアイドラコロ17を屈曲搬送路内側に配置する。その配置条件は前記屈曲搬送路の設定条件である2定点のうち1点は前記定着排出ローラ、コロ対の位置Aとし、他1定点を屈曲搬送路終端Bとした場合にAとBとの中間点Cよりも定着排出ローラ、コロ対側に配置することを特徴としている。

実際にはガイドローラは定着排出ローラの近傍に設けられるものになる。このため定着器の定期的メンテナンスを考慮して定着器に装着することが望ましい。あるいは装置本体に装着する場合は定着器の着脱を考慮して退避する構成をとることが望ましい。

本実施の形態による定着部付近の紙搬送形態の説明を図３(a)〜(d)により行なう。また同図の説明は厚手シート搬送時を前提とするものである。図３(a)はシート先端が定着排出ローラ12、コロ13対に進入したときである。図３(b)はシート先端が屈曲パスに沿って上昇中のものであるが、厚手シートはシート自体のコシが強いためシート先端は搬送路より反力f1を受ける。この反力はシート先端が前記搬送排出ローラ15、搬送排出コロ16対を通過した後もシートほぼ中央部付近よりf1値を代表としてかかる（図３(ｃ)）。

しかし前記軸位置固定のアイドラコロ17を設けることによりシートの反力をf2として打ち消すことができ、定着排紙コロ13の浮きを完全に抑えることができる。従って普通紙ばかりでなく図３(ｂ´)に示すような封筒やカード紙といった小サイズでコシの強いシートを搬送した場合でも定着排出ローラ12、コロ13対の性能を損なうことなく搬送が可能となる。なおシートの反力をf2として打ち消すアイドラコロ17は定着画像面をおさえるものであり、画質に影響を与えてはならない。そのためコロ径、幅、材質等により面圧ダウンやトナー付着を防止する自由度を併用することは言うまでもない。

（実施の形態２）
実施の形態２を図４および図５により説明する。本実施の形態の画像形成装置は両面搬送機能を付加したものである。基本レイアウトは実施の形態１と同様である。定着排出ローラ12と定着排出コロ13のニップを抜けたシートが反転搬送して両面搬送路19に侵入する構成をとる。定着排紙ローラ12に対して両面突入コロ18がニップされる。両面搬送路はその下流に両面搬送ローラ20コロ21対、22,23対が設けられ、再び画像形成部に再給送される。

上記構成において第一の実施の形態と同様の位置にアイドラコロ17を置いた場合、反転搬送時のシート先端の挙動を極めて安定化させることが出来る。加熱定着後のシート端部はヒートカールの強いものが多い。強いヒートカールシートを両面印刷するために反転搬送させる場合、定着排紙ローラ12と両面突入コロ18とのニップに左右バランスよく突入させることはかなり難しく、シート先端ダメージをも起こしかねない。しかしアイドラコロ17を置くことでシートの暴れを防止することができ、安定した両面搬送が可能となる。図５はアイドラコロを軸方向に配列した一例である。製品が保証する最小サイズシートをカバーするA配置とともに上記両面搬送に対応した最大サイズシートに対応するB位置に配置することで、全てのシートに対して効果を発揮するものである。

実施の形態１の主断面図実施の形態１の定着搬送部拡大図実施の形態１の定着搬送部動作説明図実施の形態２の主断面図実施の形態２の定着搬送部正面図従来例の主断面図従来例の定着搬送部動作説明図従来例の定着搬送部説明図従来例の定着搬送部説明図従来例の定着排紙部

符号の説明

１画像形成装置本体
６定着器
１２定着排紙ローラ
１３定着排紙コロ
１７アイドラコロ

Claims

定着部下流側の搬送路が上方に向かって形成され、前記定着部より下流第一近傍に設けられる搬送ローラ対が、シート材に対して印字定着面側である上方よりローラを加圧して搬送する構成の画像形成装置において、定着後の屈曲搬送路を決定する2定点および曲率半径の、2定点中央部より上流側かつ屈曲搬送路内側に軸位置固定のガイドローラを設けてなることを特徴とする画像形成装置。
前記屈曲搬送路を決定する2定点の内、1定点は定着部下流第一近傍に設けられる搬送ローラ対であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記ガイドローラは定着ユニット、または定着ユニット下流側本体に退避可能に装着されてなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。