JP2009292628A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送部において、紙の像担持面に搬送ローラ等の搬送手段が部分的に接触することにより発生する光沢むらを防止する。
【解決手段】紙野搬送方向を反転する時点において紙に接触し、紙を搬送することができる搬送手段を搬送状態と、紙から離間した退避状態とに切り換える。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、定着処理された紙を搬送する搬送部の改良に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、トナー像は加熱・加圧により紙に定着される。

近年、高画質化、カラー化等に伴って、トナーにワックスを含有させ、しかも、ワックス含有量が多くなる傾向にある。ワックスは、オフセット防止、定着ローラ対からの紙の分離性の向上、トナー像の光沢度調整等を目的としてトナーに含有される。

しかるに、ワックスは定着処理直後においては、固化していないために、定着装置の下流における搬送部を構成する部品に紙上のトナー像が接触した場合、トナー像の表面状態が不均一になって、光沢度むら等が発生し、トナー像の品質を低下させる場合がある。

特許文献１では、このような画像品質の低下を防止するために、搬送部に先端が針状に形成された拍車を設けて紙のトナー像担持面をガイドしている。
特開２００５−２３４１７０号公報

定着装置を通過した紙を搬送する搬送部には、定着装置を通過した状態に紙を保持して搬送し、画像形成装置外に排出する直進排紙部、定着装置を通過した紙を表裏反転した後に画像形成装置外の排出する反転排紙部、紙を表裏反転する反転搬送部及びこれらの搬送部を選択する搬送切換部材等が設けられるために、搬送部の構造が複雑になる。

複雑な構造を有し、部品が密集している搬送部に特許文献１に開示されている拍車を設けることはきわめて困難である。

このために、光沢度むらが生ずるという問題を解決することがきわめて困難である。

紙の画像担持面全面に均一に搬送ローラ対、ガイド部材等の部品が接触する場合には、かかる部品の接触により、ある程度光沢度が変化しても、像担持面の光沢度が一様に変化するので、画像品質の低下を招くことは少なく、問題とはならない場合が多い。

しかしながら、紙の画像担持面の一部にのみ部品が接触する場合には、光沢度のむらができて、画像品質の低下が問題となる。

定着装置を通過した紙を表裏反転する反転排紙部においては、表裏反転のために搬送方向が反転される時点において、搬送ローラ、ガイド部材等の部材に接触した部分と接触しない部分とに二分される。

このために、反転排紙部を行う排紙モードにおいては、トナー像の光沢むらが発生する。

本発明はこのような問題を解決し、トナー像の光沢度むらを抑え、高品質の画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．紙にトナー像を形成する画像形成部、
加熱により紙にトナー像を定着する定着装置及び、
該定着装置により定着処理された紙を搬送する搬送部であって、搬送方向を反転する反転搬送部を有する搬送部を備えた画像形成装置において、
前記反転搬送部に設けられ、搬送方向が反転する時点において紙に接触して紙を搬送することができる搬送手段及び該搬送手段が紙の像担持面に接触する搬送状態と、紙の像担持面から離間した退避状態とになるように、前記搬送手段を切り換える切換手段を有することを特徴とする画像形成装置。

２．前記切換手段は、前記反転搬送部に紙を導入する導入段階及び前記反転搬送部から紙を排出する排出段階の少なくとも１段階において、前記搬送手段を前記退避状態に設定することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記搬送手段は、紙をニップして搬送するローラ対からなることを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。

４．前記ローラ対の少なくとも紙の像担持面に接触するローラは、ガラスビーズ又はセラミック粉体を表面に有することを特徴とすることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。

５．前記搬送部は、裏面画像形成時に、紙を前記画像形成部に再給紙する再給紙部を有し、前記搬送手段は、前記裏面画像形成時に紙を搬送することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

６．前記搬送部に設けられ、紙の通過を検知する紙センサを有し、前記切換手段は、前記紙センサの検知信号に基づいて、前記搬送手段を切り換えることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明においては、紙の搬送方向が反転する時点において、紙に接触して紙を搬送することができる搬送手段を、切換手段により、紙から離間した退避状態に切り換えている。

したがって、トナー像の光沢むら十分に抑えることが可能となり、トナー像の光沢むらによる画像の品質低下を十分に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。

カラー画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に重ね合わせて転写し、重ね合わせたトナー像を一括して転写するものである。

該カラー画像形成装置は複数組の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ユニット７と、給紙搬送手段と、定着装置２４とを備える。画像形成装置本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

複数組の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと中間転写体ユニット７とは、紙Ｐ上にトナー像を形成する画像形成部を構成する。

イエロー色のトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色のトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色のトナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色トナー像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。各画像形成ユニット１０では帯電、露光、現像が行われて、感光体上に各色のトナー像が形成される。

中間転写ユニット７は、複数のローラに巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体７０を有する。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて形成された各色のトナー像は、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に逐次重ね合わせて転写されて、合成されたカラートナー像が形成される。給紙カセット２０内に収容された紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間搬送ローラ対２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ対２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、紙Ｐ上に重ね合わされたカラートナー像が一括転写される。カラートナー像が転写された紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ対１０５により機外に排出される。

定着装置２４は加熱ベルト２４Ｄを支持する支持ローラ２４Ａ、加圧ローラ２４Ｂ、熱源２４Ｃ及び加熱ベルト２４Ｄを有する。

定着装置２４を通過し、定着処理された紙Ｐは搬送部１００において、画像担持面を上にしたフェイスアップ排紙されるか、画像担持面を下にしたフェイスダウン排紙されるか又は裏面画像形成のために画像形成部に再給紙される。

搬送部１００に関しては、図２以下を用いて後に説明される。

一方、二次転写手段５Ａにより紙Ｐにカラートナー像を転写した後、紙Ｐを曲率分離した中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、一次転写手段５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。

次に図２以下を参照して搬送部１００について説明する。

なお、以下の説明において、「上流」、「下流」、「紙の前端」及び「紙の後端」は、紙の流れを基準にして使用される。

搬送部１００においては、紙の流れが反転する、即ち、スイッチバックする場合がある。この場合には、スイッチバック前の上流、前端は、スイッチバック後には、それぞれ下流、後端となる。

図２は搬送部１００を示し、定着装置２４により定着処理された紙Ｐを搬送する搬送部１００は、直進排紙部１０１、直進排紙部１０１から分岐した反転搬送部１０２、表裏反転された紙Ｐを画像形成装置外に排出する反転排紙部１０３及び紙を表裏反転して画像形成部に給紙する再給紙部１０４を有する。

なお、反転搬送部１０２は、反転排紙モードにおいて、紙Ｐが搬送方向を反転した搬送される際に通過する搬送路を含む。そして、紙Ｐは反転排紙時に、再給紙部１０４まで搬送される。

したがって、反転搬送部１０２と再給紙部１０４とは一部で重複する。例えば、後に説明するレジストローラ対１２２は反転搬送部１０２及び再給紙部１０４に配置される。

定着装置２４を通過して定着処理された紙Ｐは切換ゲート１０６により直進排紙部１０１又は反転搬送部１０２にガイドされる。

直進排紙部１０１は紙Ｐの上面をガイドする４個の拍車１１０及び紙Ｐの下面をガイドするガイド部材１１１を有する。

拍車１１０は紙Ｐに点接触するガイド部材であり、定着処理直後であり、トナー像を形成するワックスが未だ十分に固化しない場合でも、接触により画像表面の外観を乱すことなく、紙Ｐをカイドする。

反転搬送部１０２はガイド部材１１２、１１４、１１５、１１７、１１８、１２０、１２１及び搬送ローラ対１１３、１１６、１１９を有する。

ガイド部材１１２、１１４、１１５、１１７、１１８、１２０及び、１２１は板状のガイド部材である。

搬送ローラ対１１３は、最大サイズの紙Ｐの幅（搬送方向に直角な方向の長さ）以上の搬送面をもって形成されたローラ対であり、駆動ローラ１１３Ａと従動ローラ１１３Ｂとで構成される。

駆動ローラ１１３Ａはゴムローラであり、従動ローラ１１３Ｂはステンレスからなる金属ローラである。

従動ローラ１１３Ｂは駆動ローラ１１２Ａに食い込んであり、通過する紙Ｐに屈曲を付与して、紙Ｐのカールを矯正する。

反転搬送部１０２における搬送ローラ対１１３の上方には紙センサＳＥ１が配置される。

反転排紙部１０３は板状のガイド部材１１１及び１１５を有する。

図示のように、ガイド部材１１１は、片側面で反転搬送部１０２のガイド部材を構成し、他側面で反転排紙部１０３のガイド部材を構成する。

また、ガイド部材１１５の上部が反転排紙部１０３のガイド部材を構成し、下部が反転搬送部１０２のガイド部材を構成する。

再給紙部１０４はレジストローラ対１２２、多数の搬送ローラ対及び多数のガイド部材を有し、再給紙部１０４は再給紙路１０４Ａと反転路１０４Ｂとで構成される。

前記に説明したように、反転搬送部１０２と再給紙部１０４とは一部重複するが、再給紙部１０４の再給紙路１０４Ａと反転搬送部１０２とが一部重複する。

レジストローラ対１２２は、紙センサＳＥ２の検知信号に基づいて画像形成部への紙Ｐの給紙のタイミングを決定する。

レジストローラ１２２は、最大サイズの紙Ｐの幅（搬送方向に直角な方向の長さ）以上の搬送面を有するローラからなり、駆動ローラ１２２Ａと従動ローラ１２２Ｂとで構成される。

駆動ローラ１２２Ａはゴムローラであり、従動ローラ１２２Ｂはステンレスからなる金属ローラであることが好ましいが、従動ローラ１２２Ｂは樹脂ローラでもよい。

再給紙部１０４におけるレジストローラ対１２２の上流には、紙センサＳＥ２が配置される。

定着装置２４を通過して定着処理された紙Ｐを直進させて排紙ローラ対１０５から排出する排紙モードでは、切換ゲート１０６により直進排紙部１０１が選択される。

片面画像形成においては、画像担持面が上面の状態で紙Ｐが排出される。

両面画像形成においては、第２面が上の状態で紙Ｐが排出される。

反転排紙においては、切換ゲート１０６により、紙Ｐが反転搬送部１０２にガイドされ、紙センサＳＥ１の紙後端通過信号により、搬送方向が反転し、紙Ｐは反転排紙部１０３へと搬送され、排紙ローラ対１０５により排出される。

両面画像形成においては、表面画像が定着された紙Ｐは反転搬送部１０２から再給紙部の反転路１０４Ｂへと搬送される。なお、両面画像形成においては、再給紙部１０４に設けられたレジストローラ対１２２はその駆動ローラ１２２Ａと従動ローラ１２２Ｂとが接触した搬送状態にあり、紙Ｐをニップし、画像形成部へと搬送する。

紙センサＳＥ２の紙後端通過信号により、搬送方向が反転された紙Ｐは再給紙路１０４Ａを経て画像形成部に供給される。

以上説明した搬送部１００には、駆動ローラと従動ローラとからなる搬送ローラ対１１３、１１６及び１１７が配置される。

また、再給紙部１０４にはレジストローラ対１２２が配置される。

前記のように、搬送ローラ対１１３及びレジストローラ対１２２はそれぞれゴムローラ（１１３Ａ、１２２Ａ）と金属ローラ（１１３Ｂ、１２２Ｂ）とで構成される。

搬送ローラ対１１６及び１１９はそれぞれゴムローラからなる大径の駆動ローラと樹脂ローラからなる小径の従動ローラとからなる。

ワックスを含有するトナーにより形成されたトナー像では、定着処理直後においては、トナー像の表面に存在するワックスが十分に固化していない。

このように固化が十分に進行していない状態で、トナー像が急冷されるとワックスが結晶化してトナー像の表面が光沢を帯びるようになる。

搬送ローラ対１１６、１１９のように、定着処理直後の画像面に樹脂が接触する場合は、画像が急冷されることはない。したがって、搬送ローラ対１１６、１１９を通過することにより画像面の光沢度が顕著に増すことはない。

また、搬送ローラ対１１３の従動ローラ１１３Ｂ及びレジストローラ対１２２の従動ローラ１２２Ｂように金属ローラが画像面に接触する場合には、画像の表面に存在するワックスが急冷される結果、画像面の光沢度が高まる。

搬送ローラ対１１３では、紙Ｐの後端が通過するので、搬送ローラ対１１３により画像の光沢度が高まったとしても、紙Ｐの全面が均一に鏡面化されるので、鏡面化により画像の品質が低下することはほとんどない。

これに対して、レジストローラ対１２２は紙Ｐに対して、部分的に接触する。

即ち、反転排紙モード時に、紙Ｐの導入段階における搬送方向Ｗ１から搬出段階における搬送方向Ｗ２に反転する時点では、図３に示すように、レジストローラ対１２２の右側の紙Ｐ像担持面の部分ＰＡに対してはレジストローラ対１２２の従動ローラ１２２Ｂが接触するが、左側の部分ＰＢには従動ローラ１２２Ｂが接触しない。

したがって、部分ＰＡは鏡面化されるが、部分ＰＢは鏡面化されず、画像の表面の光沢度が不均一になって画像の品質が低下する。

本発明では、レジストローラ対１２２のように、紙Ｐに部分的に接触する搬送ローラ対の圧着を解除し、従動ローラ１２２Ｂを紙Ｐの像担持面から離間した退避状態に切り換えることにより、前記のような品質の低下を防止した。

なお、紙の像担持面とは、定着処理直後のトナー像を担持する紙Ｐの面を言う。

図４はレジストローラ対１２２の搬送状態と退避状態とを示す。図４（ａ）レジストローラ対１２２が紙Ｐを搬送する搬送状態を示す。

即ち、駆動ローラ１２２Ａと従動ローラ１２２Ｂとは接触し、駆動ローラ１２２Ａの回転により紙Ｐをニップし搬送する。

図４（ｂ）は退避状態を示し、従動ローラ１２２Ｂは駆動ローラ１２２Ａから離間する。したがって、レジストローラ対１２２対は紙Ｐを搬送しない。また、従動ローラ１２２Ｂは紙Ｐの像担持面から離間している。

紙Ｐの鏡面化は、画像を形成するトナーのワックス含有量、画像を形成するトナーの量、紙の紙質等により様々である。したがって、レジストローラ対等の搬送ローラ対の圧着解除を反転搬送時における反転搬送部１０２への紙導入段階のみ又は反転搬送時における反転搬送部１０２からの紙の排出段階でのみ、レジストローラ対１２２の圧着を解除することにより、画像品質の低下を防止できる場合があるとともに、反転排紙時における紙の導入段階及び排出段階にレジストローラ対１２２の圧着を解除することにより画像の品質低下を防止できる場合もある。

光沢むらを更に良好に防止するには、紙Ｐの像担持面に部分的に接触するローラである従動ローラ１２２Ｂの表面に、ガラスビーズ又はセラミック粉体を接着させてローラ表面を粗面に形成し、ローラ１２２Ｂの接触による鏡面化を抑制することが好ましい。

これらの粗面化材料としては、平均粒径が６５〜３００μｍのものが好ましい。

以下に前記に説明したレジストローラ対１２２の圧着解除により画像の品質低下防止をした反転排紙制御について説明する。

図５は制御系のブロック図、図６〜図８は反転排紙制御のフローチャートである。

切換手段としての制御手段ＣＲは、操作部ＯＰ又は外部機器からの指令を受ける通信部ＴＳからの排紙モード情報に基づいて、ソレノイドＳＬを制御してレジストローラ対１２２を搬送状態と退避状態切り換える。制御手段ＣＲは、また、紙センサＳＥ１の紙後端検知信号に基づいて、レジストローラ対１２２の前記状態の切換及び紙Ｐの反転排紙制御を行う。

図６は反転排紙制御の第１例を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１において、制御手段ＣＲは操作部ＯＰから、あるいは通信部ＴＳからの情報に基づいて、排紙モードが反転排紙か否かを判断し、反転排紙（Ｙ）の場合は、ソレノイドＳＬを作動させてレジストローラ対１２２の圧着を解除する（ＳＴ２）。即ち、レジストローラ対１２２を退避状態に設定する。

なお、レジストローラ対１２２は通常時は圧着している。即ち、ソレノイドＳＬがオフのときにレジストローラ対１２２が圧着して搬送状態にあり、ソレノイドＳＬのオンにより圧着が解除される。

紙の搬送は、レジストローラ対１２２の圧着が解除された状態〔図４（ｂ）の状態〕で行われる（ＳＴ３）。

紙センサＳＥ１が紙後端の通過を検知した時点で（ＳＴ４のＹ）、モータＭＴを停止させて紙の搬送を停止する（ＳＴ５）。

搬送停止後、ソレノイドＳＬをオフしてレジストローラ対１２２の圧着させる〔（ＳＴ６、図４（ａ）の状態〕。

ステップＳＴ６の後に、モータＭＴを反転起動して搬送方向を反転し、紙を反転排紙部１０３から排紙ローラ対１０５に搬送し排出する。

ステップＳＴ１の判断で反転排紙モードでないとき（ＳＴ１のＮ）、搬送部１００における搬送ローラ対は作動を継続し、紙の搬送が行われる。

なお、ステップＳＴ１のＮではレジストローラ対１２２は圧着した搬送状態にあり、紙をニップし搬送する。ステップＳＴ１のＮは、ファイスアップ排紙又は両面画像形成モードである。

フェイスアップ排紙及び両面モードにおける両面画像形成完了時では、直進排紙部１０１から排紙ローラ対１０５に紙が搬送される。

また両面画像形成モードの表面画像形成時には、紙は反転搬送部１０２から再給紙部１０４へと搬送される。

図７は反転排紙制御の第２例のフローチャートである。

図７の例では、ステップＳＴ２ａが図６のステップＳＴ２と異なり、ステップＳＴ６ａが図６のステップＳＴ６と異なる他は図６と同一である。

ステップＳＴ２ａにおいて、制御手段ＣＲはソレノイドＳＬをオフして、レジストローラ対１２２を圧着させる。

また、ステップＳＴ６ａでは、制御手段ＣＲはソレノイドＳＬを作動させてレジストローラ対１２２の圧着を解除する。

即ち、図７の例では、反転搬送部１０２及び再給紙部１０４に紙を導入するときに、レジストローラ対１２２を搬送状態にし、反転搬送部１０２及び再給紙部１０４から紙を排出する際に、レジストローラ対１２２を退避状態にする。

なお、レジストローラ対１２２は前記のようにソレノイドＳＬのオフで圧着し、オンでニップを圧着解除するので、ステップＳＴ２ａは実際には、実行行為ではなく確認行為である。

図８は反転排紙制御の第３例である。

図８の例では、ステップＳＴ６がない点が図６の例と異なるのみである。

図８では、ステップＳＴ３における紙の導入及びステップＳＴ７における紙の排出がレジストローラ対１２２の圧着が解除された状態で行われる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における定着装置及び搬送部を示す図である。 光沢むらの発生を説明する図である。 レジストローラ対の搬送状態と退避状態とを説明する図である。 制御系のブロック図である。 反転排紙制御の第１例を示すフローチャートである。 反転排紙制御の第１例を示すフローチャートである。 反転排紙制御の第１例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 搬送部
１０１ 直進排紙部
１０２ 反転搬送部
１０３ 反転排紙部
１０４ 再給紙部
１２２ レジストローラ対
ＣＲ 制御手段
ＳＥ１、ＳＥ２ 紙センサ

Claims (6)

1. 紙にトナー像を形成する画像形成部、
   加熱により紙にトナー像を定着する定着装置及び、
   該定着装置により定着処理された紙を搬送する搬送部であって、搬送方向を反転する反転搬送部を有する搬送部を備えた画像形成装置において、
   前記反転搬送部に設けられ、搬送方向が反転する時点において紙に接触して紙を搬送することができる搬送手段及び該搬送手段が紙の像担持面に接触する搬送状態と、紙の像担持面から離間した退避状態とになるように、前記搬送手段を切り換える切換手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記切換手段は、前記反転搬送部に紙を導入する導入段階及び前記反転搬送部から紙を排出する排出段階の少なくとも１段階において、前記搬送手段を前記退避状態に設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送手段は、紙をニップして搬送するローラ対からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ローラ対の少なくとも紙の像担持面に接触するローラは、ガラスビーズ又はセラミック粉体を表面に有することを特徴とすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送部は、裏面画像形成時に、紙を前記画像形成部に再給紙する再給紙部を有し、前記搬送手段は、前記裏面画像形成時に紙を搬送することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送部に設けられ、紙の通過を検知する紙センサを有し、前記切換手段は、前記紙センサの検知信号に基づいて、前記搬送手段を切り換えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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