JP2009145469A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラの搬送方向下流側に配置された搬送ガイド部材にトナーが付着するのを防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】この画像形成装置は、電子写真方式により、記録シートにトナー画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成された記録シート上のトナー画像を加熱して定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、前記定着手段の搬送方向下流側に配置された搬送ガイド部材の記録シートの印字面側に、フッ素系樹脂部材（例えば、ＰＦＡで構成し、表面粗さをＲＺ≧１μｍとする）を突出させて複数設け、さらに、両面印刷機能を備えるときには、前記搬送ガイド部材と対向する搬送ガイド部材にも、前記フッ素系樹脂部材を設けるようにしたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に定着ユニットから排出されるシートをガイドする搬送ガイド部材（ペーパーガイド）の改良に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、従来から記録シート上に転写されたトナー画像を定着ユニットで定着し、永久画像を得ている。その定着ユニットとしては、加熱ロールと加圧ロールとを備え、これらを互いに圧接回転させる。そして、両ロールの圧接部分に記録シートを通過させ、その熱と圧力との作用によりトナー画像を記録シート上へ定着させる。

ここで、従来の定着ユニットでは、定着の際に溶融したトナーの粘着力により記録シートが加熱ロールに付着してしまうのを防止するため、圧接部分の記録シートの搬送方向の下流側において加熱ロールの表面から記録シートを分離するための分離爪を搬送方向に直行する方向、すなわち記録シートの幅方向に所定間隔で複数設けている。
さらに、従来の定着ユニットでは、分離爪により分離された記録シートを搬送方向の所定の搬送経路へ案内するための搬送ガイド部材を設けている。

一方、特許文献１では、搬送路形成部材がモールド部品の場合、記録シートが大きく向きを変えるため、記録シートは搬送路形成部材に強くこすられながら搬送されるため、搬送路形成部材を金属部品で構成し、その金属部品にフッ素樹脂含有無電解ニッケルメッキを施し、記録シートの座屈を防止している。
特開２００６−３４１９７７号公報

一般的に、搬送ガイド部材は、樹脂の成型部材で構成されているため、安定したフッ素樹脂のメッキを施すのが困難であると共に、フッ素樹脂の表面性が高いと逆に、記録シートに転写されたトナーが高温のまま搬送されて、定着後の記録シートの表面が接触するとフッ素樹脂の表面にトナーが付着するという問題がある。

本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであって、定着ローラの搬送方向下流側に配置された搬送ガイド部材にトナーが付着することを防止する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、電子写真方式により、記録シートにトナー画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成された記録シート上のトナー画像を加熱して定着させる定着手段とを備えた画像形成装置であって、前記定着手段の搬送方向下流側に配置された搬送ガイド部材の記録シートの印字面側に、フッ素系樹脂部材を突出させて複数設けるようにしたものである。

前記フッ素系樹脂部材は、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、および、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）などフッ素系樹脂、もしくは、これらの樹脂の混合物、耐熱性樹脂にこれらフッ素系樹脂を分散させたものが用いられるが、特に、強度、平滑性を両立する点からＰＦＡを用いるのが好ましい。
また、表面粗さを、Ｒｚ≧１μｍにするのが好適である。

また、前記フッ素系樹脂部材を前記搬送ガイド部材から取り外し可能に設ければ、前記フッ素系樹脂部材が磨耗したときに取り外し易くなる。
また、前記搬送ガイド部材と対向する搬送ガイド部材にも、前記フッ素系樹脂部材を複数設けて、両面印刷機能を備えているときも対応することができる。

本発明によれば、画像形成装置の定着ローラの搬送方向下流側に配置された搬送ガイド部材にフッ素系樹脂部材を配置することで、搬送ガイド部材にトナーが付着するのを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の画像形成装置の好適な実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。同図において、画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の記録シート（記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。

装置本体１１０は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、排紙トレイ９１等を有して構成されている。

装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられ、原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。
自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿処理装置１２０は、矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

本画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。

露光ユニット１は、本発明に関わる画像書込装置に該当するものであり、レーザ出射部および反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。
露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。
露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有している。

また、露光ユニット１としては、この他、発光素子をアレイ状に並べた、例えばＥＬ（エレクトロルミネセンス）やＬＥＤ（発光ダイオード）書込みヘッドを用いる手法も採用できる。

現像器２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーにより顕像化するものである。
また、クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、および、中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。上記中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、および、中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる。また、各中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。

中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、例えば、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
この感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。

中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。
この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では、転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述の様に、各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は、中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、記録シートと中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって記録シート上に転写される。

このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は、所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを記録シートに転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。
さらに、転写ローラ１０は、上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。

また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは、転写ローラ１０によって記録シート上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。

中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触する、例えば、クリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用する記録シートを蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また、手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用する記録シートを置くことができる。また、装置本体１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１は、印刷済みの記録シートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。

また、装置本体１１０には、給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２の記録シートを転写ローラ１０や定着ユニット７（後述する）を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１乃至手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ，レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７等が配されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、記録シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。また、ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から記録シートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。同様にまた、ピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット８２から記録シートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。

また、レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている記録シートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端と記録シートの先端を合わせるタイミングで記録シートを転写ローラ１０に搬送する機能を有している。

次に、シート搬送経路を詳細に説明する。上述のように、画像形成装置には予め記録シートを収納する給紙カセット８１および手差し給紙カセット８２が設けられている。これら給紙カセット８１，８２から記録シートを給紙するために、各々ピックアップローラ１１ａ，１１ｂが配置され、記録シートを１枚ずつ搬送路Ｓに導くようになっている。

各給紙カセット８１，８２から搬送される記録シートは、用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、記録シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０に搬送され、記録シート上に画像情報が書き込まれる。その後、記録シートは定着ユニット７を通過することによって記録シート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。

上記の搬送経路は、記録シートに対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット７を通過した記録シートの後端が最終の搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転することによって記録シートを搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。
そして、その後レジストローラ１３を経て、記録シート裏面に印字が行われた後に記録シートが排紙トレイ９１に排出される。

次に、本発明の詳細な構成について、図２乃至図５を用いて説明する。
図２は、定着ユニット７の詳細な構成を示す図である。
定着ユニット７は、定着ローラ７１および加圧ローラ７２を備えており、定着ローラ７１および加圧ローラ７２は、記録シートを挟んで回転するようになっている。
また、定着ローラ７１は、加圧ローラ７２とともにトナーを記録シートに熱圧着することにより、記録シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、記録シートに対して熱定着させる機能を有している。
この定着ローラ７１の温度は、外部加熱ベルト７３によって外部から加熱され、図示しない温度検出器からの信号に基づいて、制御部によって所定の定着温度となるように設定されている。

次に、表面の印刷のときには、画像情報が書き込まれた記録シートは、通紙方向にそって搬送されて、定着ローラ７１と加圧ローラ７２によって記録シート上の未定着トナーが熱で溶融・固着される。
定着ローラ７１を抜けた記録シートは、定着後ローラ対７８へ案内する搬送ガイド部材（ペーパーガイド）７４によって定着後ローラ対７８に導かれ、さらに、搬送ガイド部材（ペーパーガイド）７４と搬送ガイド部材（反転ペーパーガイド）７７によって案内されて搬送ローラ１２ｂに導かれ、搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。

また、両面印刷の裏面の印刷のときには、上記のように表面の印刷が終了し定着ユニット７を通過した記録シートの後端が最終の搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転することによって記録シートを搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。
その後レジストローラ１３を経て、定着ローラ７１で定着された記録シートは、定着後ローラ対７８へ案内する搬送ガイド部材（ペーパーガイド）７４によって定着後ローラ対７８に導かれ、さらに、搬送ガイド部材（ペーパーガイド）７４と搬送ガイド部材（反転ペーパーガイド）７７によって案内されて搬送ローラ１２ｂに導かれ、搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。

上記のペーパーガイドは、記録シートの幅方向（記録シートの搬送方向に対して交差する方向）に複数の通紙リブを形成してあり、記録シート搬送の際には、通紙リブの上面を記録シートが通過するようになっている。

しかし、上記の課題でも説明したが、ペーパーガイドが樹脂の成型部材で構成している場合、次の問題点がある。
（１）安定したフッ素樹脂のメッキを施すのが困難である。
（２）定着後の記録シートの表面が接触するとフッ素樹脂の表面にトナーが付着する。
このため、本発明では、ペーパーガイドにフッ素系樹脂搬送部材を配置するようにして、上記の２つの問題点を解決しながら、摩擦係数を小さく保つことができるようにした。

上記の課題を解決するために、ペーパーガイド７４および反転ペーパーガイド７６の表面には、それぞれ小型で記録シートに接触する面積が少なくなるような表面形状のフッ素系樹脂搬送部材７５を複数配設するとともに、取り外し可能に固着させ、このフッ素系樹脂搬送部材が摩耗したときに容易に交換できるようにした。

図３は、フッ素系樹脂搬送部材７５の形状を示す図で、（Ａ）は、記録シートと接する面の形状を示し、（Ｂ）は、ペーパーガイド７４および反転ペーパーガイド７６に取り付ける爪部の形状を示している。
このフッ素系樹脂搬送部材７５は、長さが約２０ｍｍ、幅が約８ｍｍ、奥行が約１０ｍｍであり、記録シートと接する面には凸部を設けるようにして、記録シートに接触する面積が少なくなり、また、取り替えるときに持ちやすい形状となっている。

このフッ素系樹脂搬送部材としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、および、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）などフッ素系樹脂、もしくは、これらの樹脂の混合物、耐熱性樹脂にこれらフッ素系樹脂を分散させたものが用いられるが、特に、強度、平滑性を両立する点からＰＦＡを用いるのが好ましい。

また、フッ素系部材の表面性が高いと記録シートとの接触時にトナーの付着が発生するため、表面粗さをＲｚ≧１μｍに規定するとよい。

図４は、ペーパーガイド７４を矢視Ａ（図２）方向から見たときのフッ素系樹脂搬送部材７５を配設した図である。このフッ素系樹脂搬送部材７５は、ペーパーガイド７４の表面に、定着ローラ７１と定着の下流に配置された定着後ローラ７８のゴム部７９の間で、且つ、通紙リブ７７の間に配設する。
また、フッ素系樹脂搬送部材７５は、爪部によって係合させてペーパーガイド７４に取り外し可能に固着させ、このフッ素系樹脂搬送部材が摩耗したときに容易に交換できるようにしている。

片面印刷のときでは、定着ローラ７１を抜けた記録シートの表面がフッ素系樹脂搬送部材７５に接触したとしても、フッ素系樹脂搬送部材７５によって摩擦係数は低く抑えられると同時に、当該ペーパーガイド７４の印字面側にトナーが付着するのを防止することができる。
また、このフッ素系樹脂搬送部材７５はフッ素系の樹脂で作成されているため、ペーパーガイド７４をメッキ加工する必要はない。また、このフッ素系樹脂搬送部材７５は、小型であるため作成するのにも安価に簡単に作成することができる。

次に、両面印刷の場合には、反転ペーパーガイド７６の、ペーパーガイド７４と対向した部分（７３）には、記録シートの表面印刷部分が接触するので、反転ペーパーガイド７６にトナーが付着する可能性がある。
そのため、反転ペーパーガイド７６にも、ペーパーガイド７４と同様なフッ素系樹脂搬送部材７５を配置するようにした。

図５は、反転ペーパーガイド７６を矢視Ｂ（図２）方向から見たときのフッ素系樹脂搬送部材７５を配設した図である。このフッ素系樹脂搬送部材７５は、反転ペーパーガイド７６の表面に、定着の下流に配設された定着後ローラ７８のゴム部７９の下流位置に配設する。
また、フッ素系樹脂搬送部材７５は、爪部によって係合させて反転ペーパーガイド７６に取り外し可能に固着させ、このフッ素系樹脂搬送部材が摩耗したときに容易に交換できるようにしている。

このように、ペーパーガイド７４および反転ペーパーガイド７６にフッ素系樹脂搬送部材７５を配設することによって、ペーパーガイドにトナーが付着するのを防止することができる。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。 定着ユニットの詳細な構成を示す図である。 フッ素系樹脂搬送部材の形状を示す図である。 ペーパーガイドを矢視Ａ（図２）方向から見たときのフッ素系樹脂搬送部材を配設した図である。 反転ペーパーガイドを矢視Ｂ（図２）方向から見たときのフッ素系樹脂搬送部材を配設した図である。

符号の説明

１…露光ユニット、２…現像器、３…感光体ドラム、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…中間転写ベルトユニット、６１…中間転写ベルト、６２…中間転写ベルト駆動ローラ、６３…中間転写ベルト従動ローラ、６４…中間転写ローラ、６５…中間転写ベルトクリーニングユニット、７…定着ユニット、７１…定着ローラ、７２…加圧ローラ、７３…外部加熱ベルト、７４…ペーパーガイド、７５…フッ素系樹脂搬送部材、７６…反転ペーパーガイド、７７…通紙リブ、７８…定着後ローラ、７９…定着後ローラのゴム部、１０…転写ローラ、１１ａ，１１ｂ…ピックアップローラ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…搬送ローラ、１３…レジストローラ、８１，８２…給紙カセット、９１…排紙トレイ、９２…原稿載置台、１００…画像形成装置、１１０…装置本体、１２０…自動原稿処理装置。

Claims (5)

1. 電子写真方式により、記録シートにトナー画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成された記録シート上のトナー画像を加熱して定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、前記定着手段の搬送方向下流側に配置された搬送ガイド部材の記録シートの印字面側に、フッ素系樹脂部材を突出させて複数設けることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記フッ素系樹脂部材は、ＰＦＡであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記フッ素系樹脂部材の表面粗さがＲｚ≧１μｍであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれに記載の画像形成装置において、前記フッ素系樹脂部材は、前記搬送ガイド部材から取り外し可能に設けることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれに記載の画像形成装置において、両面印刷機能を備えており、前記搬送ガイド部材と対向する搬送ガイド部材にも、前記フッ素系樹脂部材を複数設けることを特徴とする画像形成装置。

Images