JP2006227502A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートを分離するためのヒータ使用時間を短縮する、若しくはヒータを使用しないようにすることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナー画像が転写されるシートＳをシート収納部２に収納すると共にトナー画像が定着された後、排出されるシートＳ２を排出シート収納部４３に収納する。そして、トナー画像が定着される際、加熱されたシートＳ２が収納されることによって排出シート収納部４３に溜まる熱により、シート収納部２に収納されたシートＳを暖めるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置に関し、特にシート収納部に収納されたシートを確実に分離給送するための構成に関する。

従来の複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、シート積載手段に積載されたシートをシート給送手段であるピックアップローラにより最上位のものから１枚ずつ順次送り出した後、分離部により一枚ずつ分離して画像形成部に給送するシート給送装置を備えている。

ここで、このようなシート給送装置において、連続給送を行う場合には、カットシートが用いられるが、このようなカットシートは、通常、上質紙や複写機メーカー指定の普通紙に限られていた。また、このようなシートを１枚ずつ確実に分離して給送するためには、従来から様々な分離方式が採用されており、このような分離方式としては、例えばフィードローラに摩擦部材を所定の圧で当接させて重送を防止する分離パッド方式のものがある。

また、他の分離方式としては、シート搬送方向に回転するフィードローラと、シート搬送方向とは逆方向に所定のトルクで駆動され、かつフィードローラに所定の圧で当接する分離ローラとにより分離部を構成し、この分離部により、ピックアップローラにより繰出されたシート束の最上シートのみを通過させ、最上シートに連れ送りされた他のシートをシート積載手段側に戻すことにより重送を防止するリタード分離方式のものがある。

ここで、これらの分離方式でシートを確実に分離給送するためには、例えばリタード分離方式の場合、分離ローラの戻しトルクや加圧力を給送すべきシートの摩擦力を考慮し、最適化することで１枚ずつ確実にシートを分離する事が可能となっていた。

ところで、近年、シート（記録媒体）の多様化に伴い超厚紙、ＯＨＰシート、アートフィルム等の他、カラー化の市場要求から白色度や光沢を出すためにシートの表面にコーティング処理を施したコート紙等のシートにも画像形成の要望が高まっている。

ところが、超厚紙を給送しようとする場合、超厚紙の自重が搬送抵抗となってピックアップすることができずにジャムとなってしまう。また、ＯＨＰシートやアートフィルムのように帯電しやすい樹脂材料からなるシートは、低湿環境下における給送動作の際、シート同士が擦れる事によってシート表面が徐々に帯電し、クーロン力によってシート同士が貼り付くようになるため、ピックアップができなかったり、重送が発生したりする。

また、表面に塗料等からなるコート材を塗布したコート紙では、特に高湿下の環境で積載した場合、シート同士が吸着するという性質を有しているため、ピックアップができなかったり、重送が多発したりする問題が生じる。

これは、前記のような特殊なシートの場合、シート同士の摩擦力自体は普通紙等と比較しても同等またはそれ以下であるが、樹脂材シートの場合には、低湿環境下での摩擦帯電による吸着力により、またコート紙の場合には高湿環境下での吸着力により、シート同士の摩擦力よりもはるかに高い力で吸着しているので、従来の分離方式では分離しきれないためである。つまり、従来の分離方式の場合、シート同士の摩擦力しか考慮していないため、このような摩擦力以外の吸着力が作用する場合には、シートを確実に分離することはできない。

そこで、このような、特に高湿度により非常に高くなるシート間の吸着力を解くため、カセットの下に加熱手段を配置して、その加熱手段から発生した熱を利用してシート内に介在する水分を蒸発させて吸着力を弱める方法が一部複写機で採用されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、このような加熱手段を具備した分離給送方式では、前述したような吸着力の高いシート（記録媒体）であっても、シート間の吸着を解くので、既述した摩擦力を利用しただけの方式に比べて分離性能が向上する。

図１０は、このような従来の加熱手段を具備した分離給送方式のシート給送装置の構成を示す図であり、このシート給送装置１００の構成・機能について説明すると、給紙デッキ１０１内にはシートＳが積載されると共に、上下方向に昇降可能なシートトレイ１１３が設けられ、さらにこのシートトレイ１１３の下には、例えばシリコンゴム面状発熱体・カーボン面状発熱体・ニクロム線線状発熱体などより構成されているカセット内ヒータ１１４が配置されている。

そして、このカセット内ヒータ１１４よって発する熱により、給紙デッキ１０１内のシートＳが暖められ、これによってシートＳの内部に介在している水分が蒸発してシート間吸着力を低減させることができる。

なお、このようなシート給送装置では、シートトレイ１１３に積載されたシートＳの側端より遠心分離式の分離ファン１０２からエアが供給され、このエアは所定の風速をもって捌きノズル１０３ａより斜め上方に排出されるようになっている。

そして、このように捌きノズル１０３ａから斜め上方に排出されたエアは、シートＳの束の上部部分に入り込み、これにより最上位のシートＳ１を含む数枚が浮上し、この後、浮上した最上位のシートＳ１は、２本のローラ対１０４，１０５の間に懸架され、所定位置に複数の丸穴１０８ａが形成されているゴム製のエンドレスベルト１０８内に配置された吸引チャンバ１０６内の遠心分離式の吸引ファン１０７の吸引力によって、エンドレスベルト１０８に吸着する。

ここで、この時、吸着した最上位のシートＳ１以外に、その下のシートＳ２が吸着する事もありうるので分離ノズル１０３ｂより、エンドレスベルト１０８に沿って所定の風速のエアを排出し、このエアを吸着したシートＳ１，Ｓ２の間に流すことにより、吸着したシートＳ１，Ｓ２を引き剥がすようにしている。なお、このとき、カセット内ヒータ１１４よって発する熱によって給紙デッキ１０１内のシートＳが暖められ、これによりシート間吸着力が低減しているので、容易にシートＳ１，Ｓ２を引き剥がすことができる。

特開２００４−２１０４８１号公報

ところが、このようなシート給送装置を備えた従来の画像形成装置において、カセット内ヒータ１１４によって発する熱によりシート間の吸着力を弱めるようにした場合、シート給送動作の際のヒータ使用時間が長くなると、消費電力がかさみ、維持コストが高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、シートを分離するためのヒータ使用時間を短縮する、若しくはヒータを使用しないようにする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。

本発明は、画像形成部で形成されたトナー画像をシートに転写し、転写された前記トナー画像を加熱して前記シートに定着させた後、排出する画像形成装置において、前記画像形成部に供給するシートを収納するシート収納部と、前記シート収納部から供給され前記画像形成部で前記トナー画像が定着されたシートを収納する定着シート収納部と、を備え、前記トナー画像が定着される際に加熱されたシートが収納されることによって前記定着シート収納部に溜まる熱により前記シート収納部に収納されたシートを暖めることを特徴とする。

本発明のように、トナー画像が定着される際、加熱されたシートが収納されることによって定着シート収納部に溜まる熱により、シート収納部に収納されたシートを暖めることにより、シートを分離するためのヒータの使用時間の短縮、若しくはヒータを使用しないようにすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図である。

図１において、３０はプリンタであり、このプリンタ３０は、プリンタ本体３０Ａと、プリンタ本体３０Ａの上面に配されたスキャナ３０Ｂと、感光体ドラム３２、現像部３３等を備えた画像形成部３０Ｃと、給紙デッキ２に収納されているシートＳを画像形成部３０Ｃに給送するシート給送装置１を備えている。

ここで、原稿を読み取るスキャナ３０Ｂは、圧板３１ａにより押えられた不図示の原稿を読み取る原稿読み取り部３１を備えており、原稿を読み取る際には、原稿読み取り部３１により圧板３１ａによって押えられた原稿に光を照射するようにしている。そして、原稿からの光をミラー３１ｂ、レンズ３１ｃ及びミラー３１ｄを介して感光体ドラム３２に照射するようにしている。これにより、感光体ドラム３２上には潜像が形成され、この後、この潜像は現像部３３により現像されてトナー画像となる。

一方、このようなトナー画像形成動作に並行してシート給送装置１により給紙デッキ２に収納されているシートＳが、搬送パス３４を経由し、感光体ドラム３２上のトナー画像とシート先端とが一致するタイミングで転写・分離部３５へと搬送される。そして、この転写・分離部３５で、トナー像がシートＳに転写され、この後、このトナー像が転写されたシートＳは、搬送部３６により定着装置３７に搬送される。

さらに、この定着装置３７に搬送されたシートＳは、定着装置３７で加圧・加熱されてトナー画像が定着され、この後、片面コピーの場合には搬送路３８，４０，４１を通過してプリンタ本体３０Ａの外部へ排出され、排紙デッキ４３に積載される。

また、両面コピーの場合は、定着装置３７を通過した後、シートＳは搬送路３８から、一旦反転パス３９に入った後、スイッチバックして搬送経路４０に入る。そして搬送路４２を経由して再び搬送パス３４から転写・分離部３５に搬送され、この転写・分離部３５で、先ほどとは反対の面にトナー画像が転写され、この後、搬送部３６、定着装置３７、搬送路３８，４０，４１を通過して画像形成装置３０の外部へ排出され、定着シート収納部である排紙デッキ４３に積載される。

ところで、シート給送装置１は、図２及び図３に示すように、エンドレスベルト１０８と、エンドレスベルト１０８が所定の張力をもって懸架されているローラ対１０４、１０５と、ＤＣモータである給紙モータ８を備えている。そして、給紙モータ８の回転駆動がタイミングベルト９、電磁クラッチ１０を介してローラ対１０４，１０５に伝達されることにより、エンドレスベルト１０８が移動するようになっている。なお、ローラ対１０４，１０５はシート給送装置１のフレーム６，７に回転可能に支持されている。

また、エンドレスベルト１０８の内周側には遠心分離式のファンである吸引ファン１０７が配置されると共に、吸引ファン１０７の吸引側には吸引チャンバ１０６が配置され、この吸引チャンバ１０６の吸引開口１０６ａはシートＳ側に向けられている。一方、吸引ファン１０７の排出側には排出ダクト１１が配置され、この排出ダクト１１を通って、吸引ファン１０７によって吸引したエアを外部に放出している。さらに排出ダクト１１の内部には不図示の開閉弁が設けられており、この開閉弁は図４に示す吸着ソレノイド１２のＯＮ−ＯＦＦによって開閉するしくみになっている。

ここで、吸着ソレノイド１２がＯＦＦのときには開閉弁は閉鎖状態になり、この状態のときにはエアは吸引ファン１０７の中に入らないため、吸引チャンバ１０６内の圧力は大気圧と同等になり、負圧（吸引力）は生じないが、吸着ソレノイド１２をＯＮにすると開閉弁は開放状態になり、この状態のときには吸引チャンバ１０６内は負圧になる。そして、このように吸引チャンバ１０６内が負圧になると、吸引チャンバ１０６の方向にシートＳ１は吸着される。なお、開閉弁が開放状態になった時の吸引チャンバ内の圧力は、例えば−６０ｍｍＡｑ程度に設定している。

次に、シート給送装置１の動作シーケンスについて図５を用いて説明する。

図５に示すように、まず給紙コントローラ１００（図４参照）は給紙の前動作として、（ａ）のタイミングで昇降トレイモータ１３をＯＮし、給紙デッキ２に上下方向に移動可能に設けられ、シートが積載される底板３を上昇させる。そして、（ｂ）のタイミングでシートＳの上面を紙高さ検知センサ１１２が検知すると、（ｂ）と同時、あるいは少し遅れた（ｃ）のタイミングで昇降トレイモータ１３をＯＦＦし、底板３の上昇を停止させる。

この後、給紙を開始する前に給紙モータ８、吸引ファン１０７、捌き・分離ファン１０２を予めＯＮとする。これにより、図２に示すように捌きノズル１０３ａよりシート束の側方から風速２ｍ／ｓのエアが斜め上方に放出され、これによりシート束の上部数枚が浮上する。

次に、（ｄ）のタイミングで吸着ソレノイド１２をＯＮして開閉弁を開くことにより、吸引チャンバ１０６内のエアを負圧とし、浮上した最上位のシートＳ１をエンドレスベルト１０８上に吸着させる。そして、このシートＳ１がエンドレスベルト１０８に吸着したことを（ｅ）のタイミングで吸着センサ１０９が検知すると、（ｆ）のタイミングで電磁クラッチ１０をＯＮする。これにより、エンドレスベルト１０８が給紙方向に移動し、給紙が開始される。

なお、この時、図２に示す分離ノズル１０３ｂから、風速２ｍ／ｓの分離エアが略水平方向に放出されているため、２枚のシートがエンドレスベルト１０８に吸着した場合でも、下のシートＳは下方向に剥離・分離される。

次に、分離・給送されたシートＳ１の先端が（ｇ）のタイミングで給紙センサ１１１に到達した時、（ｈ）及び（ｉ）のタイミングで吸着ソレノイド１２及び電磁クラッチ１０をＯＦＦする。これにより、エンドレスベルト１０８によるシートＳ１の搬送は停止し、以後シートＳ１の搬送は不図示の下流側ローラにより行われる。以上が、シート１枚の給紙シーケンスであり、連続給紙をする時は同じシーケンスを繰り返す事になる。

ところで、このようなシート給送装置１が備えられた給紙デッキ２に設けられたシート積載板である底板３は、例えば銅のような熱伝導率の高い部材により形成されると共に、その表面は熱放射吸収性の良い平滑面で、なおかつ黒色をしている。また、図２に示す給紙デッキ２の側壁面２ｂ，２ｃは、例えば熱伝導率０．０００５Ｗ／ｍＫの真空断熱材で構成されており、排紙デッキ４３との間に位置する給紙デッキ２の底面２ａは熱伝導率の高い部材により形成されると共に、熱放射性の良い平滑な面で、なおかつ黒色をしている。

一方、本実施の形態において、シート収納部である給紙デッキ２から供給され、片面、又は両面に画像が形成されたシートが排出収納される排出シート収納部である排紙デッキ４３は、給紙デッキ２の下に設置されると共に、この排紙デッキ４３と給紙デッキ２とは、ダクト４４により連通されている。ここで、片面、又は両面に画像が形成され、排紙デッキ４３に排出されるシートＳ２は、トナー画像が定着される際の加熱により、高温となっており、このような高温となっているシートＳ２が排出されると、排紙デッキ４３には、シートＳ２から放出される熱が溜まる。

そして、このように熱が溜まると、この熱は、排紙デッキ４３に溜まった熱を給紙デッキ２へ供給する熱供給手段を構成するダクト４４から、排紙デッキ４３の上方に設けられ、排紙デッキ４３よりも低温となっている給紙デッキ２に移動する。さらに、給紙デッキ２の底面２ａは熱放射性の良い平滑な面となっているので、この排紙デッキ４３に溜まった熱は、給紙デッキ２の底面２ａを介して底板３に伝わり、さらに底板３は熱伝導率が高い材質で形成されているため、給紙デッキ２の底面２ａより受けた熱はシートＳ側にすばやく伝わり、これによりシートＳは下方より暖められる。

なお、本実施の形態において、排紙デッキ４３の側壁面４３ｂ及び底面４３ａも、例えば熱伝導率０．０００５Ｗ／ｍＫの真空断熱材で形成されている。そして、このように給紙デッキ２の側壁面２ｂ，２ｃ、及び排紙デッキ４３の側壁面４３ｂ及び底面４３ａを熱伝導率の低い材料により形成することにより、排紙デッキ４３に溜まった熱が外に逃げることがないようにすることができる。この結果、シートＳ２からの放射熱により効率的にシートを温めることができる。

さらに、このように給紙デッキ２の側壁面２ｂ，２ｃ、及び排紙デッキ４３の側壁面４３ｂ及び底面４３ａを熱伝導率の低い材料により形成することにより、シートＳ２を排紙デッキ４３から取り出した後でも排紙デッキ４３内を高温状態に保つことができる。つまり、給紙デッキ２ではシートＳは、熱伝導率の低い側壁面２ｂ，２ｃと、熱放射性の良い底面２ａにより囲まれると共に、底面２ａが温められることにより暖められ、かつ側壁面２ｂ，２ｃにより保温されるため、暖められたシートＳは常時、冷える事がない構成になっている。

また、図６は、底板３が上昇している状態を示しているが、このように底板３が上昇している場合でも、放射性の良い暖められた底面２ａからの放射熱によって放射吸収率の良い底板３に熱が伝わり、この結果、底板３を介してシートＳが暖められる。

そして、このように給紙デッキ２内のシートＳを暖める事により、シート間の吸着力を低減させる事ができ、シートＳがコート紙のような場合でも安定して分離・給送が可能になり、ジャムなどのトラブルの発生を防止することができる。

ところで、本実施の形態において、底板３にはヒータ１２０（図４参照）が設けられており、排紙デッキ４３に熱が溜まるまでは、このヒータ１２０により給紙デッキ２に収納されたシートＳを暖めるようにしている。

そして、このようにヒータ１２０により給紙デッキ２に収納されたシートＳを暖めることにより、給紙動作が開始されたときでもシートＳを安定して分離・給送することができる。なお、このヒータ１２０による加熱は、排紙デッキ４３に熱が溜り、排紙デッキ内の温度が所定温度となったとき、停止するようにしている。即ち、ヒータ１２０を使用するのは、排紙デッキ４３に熱が溜り、排紙デッキ内の温度が所定温度となるまでである。

つまり、これまで説明したように、トナー画像が定着される際、加熱されたシートＳ２が収納されることによって排紙デッキ４３に溜まる熱により給紙デッキ２に収納されたシートＳを暖めるようにすることにより、ヒータ１２０の使用時間は排紙デッキ４３に熱が溜まるまでの時間となり、この後は、ヒータ１２０を停止させることができる。これにより、シートを分離するためのヒータ１２０の使用時間を短縮することができ、若しくはヒータ１２０を使用しないようにすることができ、消費電力を削減することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図７は、本実施の形態に係るプリンタ（画像形成装置）の給紙デッキ及び排紙デッキの構成を示す図である。なお、図７において、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図７において、４５は排紙デッキ４３に設けられた送風手段である送風ファンであり、このダクト４４と共に熱供給手段を構成する送風ファン４５により、ダクト４４を通して排紙デッキ４３から給紙デッキ２へ強制的に空気を送り込むことで、排紙デッキ４３に溜まったシートＳ２の放射熱を給紙デッキ２内に供給するようにしている。

そして、このように送風ファン４５により排紙デッキ４３から給紙デッキ２へ強制的に空気を送り込むことにより、短時間で密着したシート間の吸着力を低減させる事ができる。

なお、図８に示すように、排紙デッキ４３の一端部に設けられたダクト４４の他、排紙デッキ４３の反対側の側部に、排紙デッキ４３と給紙デッキ２とを連通する他のダクト４６を形成し、熱供給手段を、２つ（、或はそれ以上の）ダクト４４，４６と、送風ファン４５とにより構成することにより、送風ファン４５から矢印４５ａ方向に送り出される空気を矢印４６ａ方向に循環させることもでき、これにより給紙デッキ２内を効率的に暖めることができる。

さらに、図９に示すように、ダクト４４，４６に矢印４７ａ，４８ａ方向に開閉自在なシャッタ４７，４８をそれぞれ設け、このシャッタ４７，４８により、給紙デッキ２内の空気の乾燥度合いに応じてダクト４４，４６を開閉することで、給紙デッキ２内の空気の過度な乾燥を防止することが可能となる。また、シート内の水分を管理できるため、シートが水分を持つために生じる転写不良などの画像不良を、温湿度センサ等を用いることなく防ぐ事ができる。

なお、これまでの説明においては、定着シート収納部として排紙デッキを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一時的に定着されたシートを収納するような構成においても、一時的にシートを収納する定着シート収納部に溜まる熱を利用してシート収納部を加熱するようにしてもよい。また、シート給送装置としてエア吸着力を利用してシートを分離搬送する所謂、エア給紙方式のものを用いたが、本発明は、これに限らず、シート給送装置として摩擦分離方式によりシートを分離搬送するものを用いても良い。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図。 上記プリンタに設けられた給紙デッキ及び排紙デッキの構成を示す図。 上記給紙デッキに設けられたシート給送装置の構成を示す図。 上記シート給送装置の制御ブロック図。 上記シート給送装置のシート給送時のシーケンス図。 上記シート給送装置のシート給送時の状態を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の給紙デッキ及び排紙デッキの構成を示す図。 上記給紙デッキ及び排紙デッキの他の構成を示す図。 上記給紙デッキ及び排紙デッキの他の構成を示す図。 従来のシート給送装置の構成を示す図。

符号の説明

１ シート給送装置
２ 給紙デッキ
２ａ 給紙デッキの底面
３ 底板
３０ プリンタ
３０Ｃ 画像形成部
４３ 排紙デッキ
４４ ダクト
４５ 送風ファン
４６ ダクト
４７，４８ シャッタ
１２０ ヒータ
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２ シート

Claims (10)

1. 画像形成部で形成されたトナー画像をシートに転写し、転写された前記トナー画像を加熱して前記シートに定着させた後、排出する画像形成装置において、
   前記画像形成部に供給するシートを収納するシート収納部と、
   前記シート収納部から供給され、前記画像形成部で前記トナー画像が定着されたシートを収納する定着シート収納部と、
   を備え、
   前記トナー画像が定着される際に加熱されたシートが収納されることによって前記定着シート収納部に溜まる熱により前記シート収納部に収納されたシートを暖めることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着シート収納部に溜まった熱を前記シート収納部へ供給する熱供給手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記熱供給手段は、前記定着シート収納部と前記シート収納部とを連通するダクトであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記熱供給手段は、前記定着シート収納部と前記シート収納部とを連通するダクトと、前記ダクトを通して熱を前記シート収納部へ送り込む送風手段とを有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記熱供給手段は、前記定着シート収納部と前記シート収納部とを連通する複数のダクトと、前記複数のダクトを通して熱を前記定着シート収納部と前記シート収納部との間で循環させる送風手段とを有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 前記ダクトに、開閉自在のシャッタを設けることを特徴とする請求項４又は５記載の画像形成装置。
7. 前記定着シート収納部と前記シート収納部とを隣接させ、その間に熱伝導率の高い部材を設け、前記熱伝導率の高い部材により前記定着シート収納部に溜まった熱を前記シート収納部に伝えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記シート収納部にシートを積載するシート積載板を設け、前記熱伝導率の高い部材により前記シート積載板を介して前記シートに熱を伝えることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記シート積載板を熱伝導率の高い材料にて形成することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記シート収納部を前記定着シート収納部の上方に設置することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    

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