JP2010026379A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体から用紙を分離、搬送する際に、像流れの無い画像を形成する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】用紙が接触する回転体と、用紙を回転体から分離する分離補助手段と、該分離補助手段の近傍で用紙の搬送を案内するためのコロ体と、該コロ体の周速度が用紙の搬送速度と等速になるように、コロ体を回転駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、用紙を回転体から分離する分離補助手段と、分離補助手段の近傍で用紙の搬送を案内するコロ体とを有する画像形成装置に関する。

従来より画像形成装置において、像担持体や定着ローラ、加圧ローラからなる回転体には、トナーの転写された用紙を回転体から分離するための分離補助手段として分離爪が備えられており、分離爪で分離した用紙は分離爪に接触した状態で用紙搬送方向下流側に搬送されていた。

しかし、用紙上のトナーは定着前か、あるいは、定着後であってもトナーが十分に硬化していない状態であるため、分離爪と用紙上のトナー画像が接触すると、分離爪により画像が乱されて、いわゆる像流れという画像不良が発生する。

このような問題を解決する方法として、特許文献１においては、用紙と分離爪との擦れを防止するコロ体を設けて、このコロ体は回転可能で、且つ、用紙からの押圧力を受けて変位可能であるように保持部材により保持された構成が提案されている。このような構成により、分離爪により剥離された用紙から圧力を受けると、それに応じて変位して逃げることが可能であるため、用紙に対して圧力痕を形成することが無く、且つ、分離爪による擦れも防止できるとしている。
特開２００１−２３５９５８号公報

しかしながら、特許文献１の装置を用いても、画像流れを十分に解決することができなかった。本発明者は、画像流れの原因について、鋭意検討したところ、コロ体の周速度と搬送される用紙の搬送速度とが異なる場合があり、そのときにコロ体とトナー画像とが擦れて像流れが発生することを突き止めた。

よって、本発明の目的は、回転体から用紙を分離、搬送する際に、像流れの無い画像を形成する画像形成装置を提供することである。

上記の目的は、下記の手段の何れかにより達成される。

１．
用紙が接触する回転体と、
前記用紙を前記回転体から分離する分離補助手段と、
該分離補助手段の近傍で前記用紙の搬送を案内するコロ体と、
該コロ体の周速度が前記用紙の搬送速度と等速になるように、前記コロ体を回転駆動する駆動手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。

２．
前記駆動手段は、前記回転体の表面と接触し、前記回転体の回転によって回転駆動される回転伝達部材であって、該回転伝達部材と前記コロ体とが接触することにより、前記コロ体を回転駆動することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．
前記回転伝達部材は、前記回転体の表面のうち非画像領域に対応した領域に押圧接触して回転することを特徴とする前記２に記載の画像形成装置。

４．
前記駆動手段は、前記コロ体に接続されたモータであることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

５．
前記コロ体は、拍車であることを特徴とする前記１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。

６．
前記回転体は、像担持体であることを特徴とする前記１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。

７．
前記回転体は、前記用紙に転写されたトナー像を、前記用紙に定着させる定着装置に設けられた定着ローラであることを特徴とする前記１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。

本発明によれば、回転体から用紙を分離する際に、分離爪の近傍に配置されたコロ体の周速度を用紙の搬送速度と等速度にすることができ、回転体と用紙との擦れを防止することができる。よって、像流れの無い画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

本発明の画像形成装置は、用紙が接触する回転体と、用紙を回転体から分離する分離補助手段と、該分離補助手段の近傍で用紙の搬送を案内するためのコロ体と、該コロ体の周速度が用紙の搬送速度と等速になるように、コロ体を回転駆動する駆動手段と、を有することを特徴としている。

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。本実施形態においては、回転体に定着装置の加熱ローラ、分離補助手段に加熱ローラから用紙を分離する分離爪、コロ体として分離爪の近傍に配置され、分離された用紙の搬送を案内するローラを用いて説明する。

図１は、複写機、ファクシミリ、プリンタの機能を有する、通称、複合機と呼ばれるデジタル式の画像形成装置Ｇの概略構成図である。

画像形成装置Ｇは、本体の上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを有し、本体は、画像読み取り手段１、画像書き込み手段２、画像形成手段３、操作表示手段４、給紙手段５、排紙再給紙手段６、および、定着装置７、制御手段Ｃ等から構成されている。

自動原稿送り装置ＡＤＦは、原稿載置台１１に載置された原稿を原稿分離手段１２によって一枚ずつ原稿搬送手段１３に送り出し、原稿搬送手段１３は送られた原稿を原稿排紙手段１４に搬送し、原稿排紙手段１４は送られた原稿を原稿排紙台１５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路に設けられた、画像読み取り手段１の原稿画像読み取り位置であるスリット２１にて読み取りがなされる。

原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１５に排紙される。

画像読み取り手段１は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット２１の位置にて、ランプ２３１により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット２３と、第２ミラーユニット２４と、結像レンズ２５とによりライン状のＣＣＤである撮像素子２６に結像させている。撮像素子２６から出力された信号は、制御手段Ｃの画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリＭに画像データとして保存される。

画像書き込み手段２は、メモリＭから呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基づき、レーザビームとポリゴンミラーとにより、帯電手段３２によって一様帯電されて回転している像担持体３１の表面を走査して、像担持体３１の面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。

前記静電潜像は、画像形成手段３の現像手段３４により反転現像されて、トナー画像が像担持体３１上に形成される。

トナー画像形成のタイミングに対応して、手差し給紙手段５５、もしくは、用紙Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは、用紙Ｐが給送され、搬送ローラ５６により搬送され、タイミングローラ３９によって像担持体上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に送り出される。

転写領域において、像担持体３１の表面に形成されたトナー画像は、転写手段３５により反対極性に帯電された用紙Ｐに転写される。

トナー画像を担持した用紙Ｐは、分離除電手段３６の作用により、像担持体３１の表面から分離し、定着装置７に送られる。

定着装置７において、トナー画像を担持した前記用紙Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とにより加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が用紙Ｐに定着されて、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。

なお、用紙Ｐを表裏反転して排紙台６４に排出する場合には、切換ガイド６２により、用紙Ｐを排紙再給紙手段６に導き、用紙Ｐをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。

また、用紙Ｐの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた用紙Ｐを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。

一方、用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた像担持体３１の表面は、クリーニング手段３７により残留トナーが除去されて次なる画像形成に向けての準備がなされる。

図２は、本発明に係る分離補助手段としての分離爪とコロ体を備えた定着装置７の概念図である。

定着手段７は、内部にヒータを有する加熱部材である加熱ローラ７１、加圧部材である加圧ローラ７２、分離爪７３、コロ体８等から構成されている。

加熱ローラ７１は、例えば中空のアルミ芯金（肉厚３ｍｍ）の外周にシリコンゴム（肉厚２ｍｍ）を被膜し、その上にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ ３０μｍ）をコーティングしたφ７０ｍｍのローラであり、内部にハロゲンヒータを有している。

加圧ローラ７２は例えば中空のアルミ芯金（肉厚２ｍｍ）の外周にシリコンゴム（肉厚２ｍｍ、硬度１０°（ＪＩＳ Ｋ ６２５３のタイプＡデュロメータ（Ａ型）で測定））を被覆し、その上にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）をコーティング（３０μｍ）したφ６０ｍｍのローラである。ＰＦＡの代わりにＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）をコーティングしたものでもよい。

加圧ローラ７２はバネ等の付勢部材（図示せず）によって加熱ローラ７１に線圧２９．４Ｎ／ｃｍで圧接され、弾性変形によってニップ領域を形成している。このときのニップ領域の短手方向の長さは線圧やローラ表面の硬度によっても異なるがほぼ１０．５ｍｍになっている。

加熱ローラ７１は周速度３５０〜４１０（ｍｍ／ｓ）で時計方向に回転し、加圧ローラ７２は加熱ローラ７１に圧接して従動回転する。

分離爪７３は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂やポリアミドイミド樹脂で作られ、表面はフッ素樹脂（ＰＦＡ等）をコーティングしている。

コロ体８は、例えばＰＦＡやＰＴＦＡ等の低摩擦樹脂で作られ、外径は７．５ｍｍである。

トナー画像を担持した用紙Ｐの先端は、図に示される矢印ａの方向から、加熱ローラ７１、及び加圧ローラ７２により作られるニップ部Ｎに送られる。ニップ部Ｎにおいて加圧加熱されたトナー画像は用紙Ｐに定着され、ニップ部Ｎの接線方向である矢印ｂの方向に送り出されることが望ましいが、溶融したトナーの粘着性により、矢印ｃのように加熱ローラの周面に沿って進む場合もある。このような場合に対応するために、加熱ローラ７１の周面に当接する分離爪７３を設けて、用紙Ｐの先端と加熱ローラとの間に分離爪７３の先端を入れ、用紙Ｐの先端が加熱部材７１から離れるようにする。

更に、分離爪７３の近傍には、コロ体８が配置され、分離爪７３により分離された用紙Ｐの搬送を案内している。コロ体８と分離爪７３の底面（用紙Ｐの搬送側の面）との距離ｄは、分離爪７３により分離された用紙Ｐがコロ体８により引っかかって滞留するようなことが無いように、コロ体８の外径の半分以下で、分離爪７３の底面に用紙Ｐが接触しない程度に離れていれば良い。距離ｄは、コロ体８の外径をＤとすると１ｍｍ以上でＤ／２−１ｍｍ程度が好ましい。本実施形態では３ｍｍとした。

コロ体８により案内された用紙Ｐは、搬送ガイド部材７７、７８間を搬送されて、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。

このコロ体８は、駆動手段により回転駆動されており、コロ体８の周速度が用紙表面の移動速度（表紙の搬送速度）と等速になるように駆動している。

このように用紙表面の移動速度と、用紙表面に接触し回転しているコロ体８の周速度とを等しくすることにより、用紙表面とコロ体８とが接触しても、用紙表面のトナー画像をコロ体８が擦り、像流れを発生させることがない。

駆動手段としては、図３に示すようにモータ１０によりコロ体８を１本の連結軸８３で連結して、駆動することが好ましい。このようにすることで、用紙の搬送速度とコロ体８の周速度とを容易に等しくなるように駆動することができ、好ましい。

また、別の駆動手段としては、図４に示すように回転伝達部材９を用いることもできる。回転伝達部材９は、回転体である加熱ローラ７１の表面に押圧されて、加熱ローラ７１の回動により従動回転する。この回転伝達部材９は、コロ体８とも押圧接触していて、回転伝達部材９の回転により、コロ体８が回転する。このように駆動手段としての回転伝達部材９を用いることにより、コロ体８の周速度を用紙Ｐの搬送速度に等しくすることができる。よって、コロ体８が用紙Ｐのトナー画像と接触しても、トナー画像を擦ることが無く、像流れを生じない。また、回転伝達部材９と分離爪７３とコロ体８を一体として組み込んだユニットを回転体に対して位置決めする場合に、回転伝達部材９を回転体の表面に押圧接触させているので、特別な位置調整手段を必要としない。特に、分離爪７３が回転体に非接触で設定する場合も、分離爪７３と回転体とのギャップを微調整する必要がなくなり、組み立て工程を単純にすることができて好ましい。

また、図５に示すように、コロ体８としては、外径が円形でなく、突起状の形状になった拍車８１が好ましい。拍車８１を用いることにより、用紙Ｐ上のトナーと接触する面積が少なくなる。外径が円形のコロ体８では、上記説明したように像流れは生じないが、コロ体８の表面にわずかにトナーが転写され、表面が汚れて来る。そのためコロ体８表面に付着したトナーが次の回転時に用紙Ｐ上に転写され、用紙をわずかに汚すことがあった。拍車８１を用いると、用紙Ｐ上のトナーと接触する面積が少ないことから拍車８１に転写するトナーはほとんど無く、よって、次の回転時に用紙を汚すこともなく好ましい。

また、コロ体８を回転駆動させる回転伝達部材は、図６に示すように用紙Ｐ上の画像領域に対応した加熱ローラ７１の領域Ｗ１の幅方向外側にある非画像領域に対応した領域Ｗ２に押圧接触して回転するのが好ましい。この回転伝達部材９１は、その回転力をコロ体８の連結軸８３の端部の回転体８２に、押圧接触することで伝達し、コロ体８全てを回転させるようにしている。このような構成にすることにより、回転伝達部材９１が、回転体である加熱ローラ７１を押圧接触によりキズをつけたとしても、画像領域外であるために、加熱ローラ７１がトナー画像を傷つけたり、定着不良を起こしたりすることが無く好ましい。

コロ体８の駆動手段としては、上記の駆動手段以外に、ギヤを用いた駆動伝達機構を介して、コロ体８の連結軸８３をモータや回転体の回転力により駆動するようにしても良い。

なお、本実施形態においては、加熱ローラと加圧ローラとを使用した定着装置を基に説明をしたが、本発明は、加熱ローラの代わりに加熱ベルトを用いた定着装置においても、適応可能なものである。また、本発明は、回転体として、感光体や転写ベルト、転写ドラムなどの像担持体であっても良く、トナー像が転写された用紙を像担持体から剥離する手段として用いることができる。

画像形成装置の概略構成図である。 分離爪とコロ体を備えた定着装置の概念図である。 コロ体の駆動手段としてモータを用いた場合の概略図である。 コロ体の駆動手段として回転伝達部材を用いた場合の概略図である。 コロ体に拍車を用いた概略図である。 コロ体の駆動手段として別の回転伝達部材を用いた場合の概略図である。

符号の説明

１ 画像読み取り手段
２ 画像書き込み手段
３ 画像形成手段
４ 操作表示手段
５ 給紙手段
６ 排紙再給紙手段
７ 定着装置
７１ 加熱ローラ（加熱部材）
７２ 加圧ローラ（加圧部材）
７３ 分離爪
８ コロ体
８１ 拍車
８２ 回転体
８３ 連結軸
９、９１ 回転伝達部材
７７、７８ 搬送ガイド部材
ＡＤＦ 自動原稿送り装置
Ｃ 制御手段
Ｇ 画像形成装置
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙

Claims (7)

1. 用紙が接触する回転体と、
   前記用紙を前記回転体から分離する分離補助手段と、
   該分離補助手段の近傍で前記用紙の搬送を案内するコロ体と、
   該コロ体の周速度が前記用紙の搬送速度と等速になるように、前記コロ体を回転駆動する駆動手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動手段は、前記回転体の表面と接触し、前記回転体の回転によって回転駆動される回転伝達部材であって、該回転伝達部材と前記コロ体とが接触することにより、前記コロ体を回転駆動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. 前記回転伝達部材は、前記回転体の表面のうち非画像領域に対応した領域に押圧接触して回転することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動手段は、前記コロ体に接続されたモータ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。
5. 前記コロ体は、拍車であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記回転体は、像担持体であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記回転体は、前記用紙に転写されたトナー像を、前記用紙に定着させる定着装置に設けられた定着ローラであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。

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