JP2012091891A - 排出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体への擦過を抑制しつつ、媒体を排出する。
【解決手段】用紙Ｐには、加熱部材１５１と加圧部材１５２とが対向して形成されるニップ領域（定着ニップ）において、加圧部材１５２に巻き付く方向のカールが生じる。その後、用紙Ｐには、定着ニップから接触部材１８１までの領域において、定着ニップにおいて生じたカールとは逆方向のカールが生じる。さらにその後、用紙Ｐには、接触部材１８１から第１ロール１６１と第２ロール１６２とが対向して形成されるニップ領域（排出ニップ）までの領域において、定着ニップから接触部材１８１までの領域において生じたカールとは逆方向のカールが生じる。このとき、接触部材１８１は、案内部材１９０とは接触しない位置にある。
【選択図】図４

Description

本発明は、排出装置及び画像形成装置に関する。

シート状の物体は、加熱によりカールを生じることがある。例えば、電子写真方式の画像形成装置においては、トナーを加熱によって用紙に定着させる定着工程に際して、用紙がカールすることが知られている。特許文献１、２には、定着工程により用紙（記録媒体）に生じたカールと逆方向のカールを用紙に生じさせることで、用紙のカールを矯正（デカールともいう）しようとする技術が開示されている。

特開平７−８９６６０号公報 特開２００３−２５２５０９号公報

本発明の目的は、媒体への擦過を抑制しつつ、媒体を排出することにある。

本発明の請求項１に係る排出装置は、第１の面とその反対側の面である第２の面とを有するシート状の媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送された前記媒体の前記第２の面に接触する接触部材であって、前記媒体を前記第１の面側に押し付ける方向である第１の方向とその逆方向である第２の方向とにあらかじめ決められた範囲において移動する前記接触部材と、前記接触部材と接触しない位置に設けられた案内部材であって、前記搬送手段により搬送されている媒体に前記接触部材が接触した後に当該媒体の前記第１の面に接触して当該媒体の排出を案内する前記案内部材と、前記案内部材により案内された媒体を排出する排出手段とを備える構成を有する。

本発明の請求項２に係る排出装置は、請求項１に記載の構成において、前記搬送手段は、対向してニップ領域を形成する１対のロール部材であって、前記第１の面に接する第１のロール部材と、前記第２の面に接する第２のロール部材とを有し、前記第１のロール部材は、前記ニップ領域において、前記第２のロール部材の形状に沿って変形する構成を有する。
本発明の請求項３に係る排出装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記接触部材の変位を検知する検知手段と、前記検知手段による検知の態様があらかじめ決められた条件を満たさない場合に、前記媒体の搬送異常が生じていると判断する判断手段とを備える構成を有する。
本発明の請求項４に係る排出装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の構成において、前記排出装置が、前記媒体を加熱する加熱手段及び前記媒体を加圧する加圧手段を備えた定着装置に設けられている構成を有する。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、第１の面とその反対側の面である第２の面とを有するシート状の媒体にトナー像を転写する転写手段と、請求項４に記載の定着装置及び排出装置とを備える構成を有する。

請求項１、５に記載の構成によれば、接触部材と案内部材とが互いに接触する場合よりも媒体への擦過を抑制しつつ、媒体を排出することが可能である。
請求項２に記載の構成によれば、第２のロール部材が変形しない場合に比べ、接触部材が緩和させる方向のカールが搬送手段において生じるのを促すことが可能である。
請求項３に記載の構成によれば、接触部材が搬送手段において生じるカールを緩和させる手段と媒体を検知するための手段とを兼ねることが可能である。
請求項４に記載の構成によれば、定着装置により生じたカールを接触部材によって矯正することができる。

実施形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図 定着部及び排出ロールの周辺の構成をより詳細に示す図 画像形成装置の制御に関する構成を示すブロック図 定着工程を経て外部に排出されるときの用紙の形状を示す図 第２の位置にある接触部材と定着ニップ及び排出ニップとの位置関係を示す図 実施形態に対する比較例を示す図

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。図１に示す画像形成装置１０は、電子写真方式のモノクロプリンタであり、筐体１００と、収容部１１０と、供給ロール１２０と、搬送ロール１３０と、転写部１４０と、定着部１５０と、排出ロール１６０とを備える。また、画像形成装置１０は、図示したこれらの構成のほかに、後述する制御部２００や、画像データを取得する取得手段を備えている。取得手段は、例えば、パーソナルコンピュータ等の外部装置と接続する手段や、いわゆるメモリカード等の着脱可能な記憶手段から画像データを読み出す手段である。

収容部１１０は、用紙Ｐを収容する手段である。ここにおいて、用紙Ｐは、トナーが転写され、定着処理が行われることにより画像が記録されるシート状の記録媒体であり、本発明に係る媒体の一例に相当するものである。供給ロール１２０は、用紙Ｐを供給する手段である。供給ロール１２０は、収容部１１０に収容された用紙Ｐの１枚と接触し、これを送り出す。用紙Ｐは、図１に示す搬送経路Ｐ１（二点鎖線）に沿って搬送される。なお、搬送経路Ｐ１は、概形であり、実際の搬送経路と必ずしも同一ではない。

搬送ロール１３０は、供給ロール１２０により供給された用紙Ｐを、タイミングを調整しながら搬送する手段である。搬送ロール１３０は、転写部１４０がトナー像を形成するタイミングに合わせて用紙Ｐを搬送する。転写部１４０は、搬送ロール１３０により搬送された用紙Ｐにトナーを転写する手段である。転写部１４０は、感光体１４１と、感光体１４１にトナー像を形成するための手段（帯電、露光及び現像の各工程を行う手段）とを備えるとともに、感光体１４１に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写ロール１４２を備える。転写部１４０は、本発明に係る転写手段の一例である。

なお、説明の便宜上、以下においては、用紙Ｐのトナー像が転写される側を「表」といい、その反対側を「裏」という。すなわち、用紙Ｐの表面（おもてめん）は、感光体１４１と接触する側の面であり、用紙Ｐの裏面（うらめん）は、転写ロール１４２と接触する側の面である。ここでいう表面は、本発明における第１の面に相当し、裏面が第２の面に相当する。また、以下においては、用紙Ｐの搬送方向に沿った方向の寸法のことを「長さ」といい、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向（図１の紙面に対して垂直な方向）の寸法のことを「幅」という。なお、用紙Ｐは、幅と長さのいずれの方が長くてもよい。

定着部１５０は、定着工程を行う手段であり、転写部１４０により転写されたトナー像を熱と圧力によって用紙Ｐに定着させる手段である。定着部１５０は、転写部１４０によりトナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧しながら搬送する。排出ロール１６０は、定着部１５０により搬送された加熱及び加圧後の用紙Ｐを画像形成装置１０から排出する手段である。定着部１５０は、本発明に係る搬送手段の一例に相当し、排出ロール１６０は、本発明に係る排出手段の一例に相当する。

図２は、定着部１５０及び排出ロール１６０の周辺の構成をより詳細に示す図である。画像形成装置１０は、図１に示した構成に加え、案内部材１７０と、検知部１８０と、案内部材１９０とをさらに備える。また、定着部１５０は、加熱部材１５１と加圧部材１５２とを備え、加熱部材１５１と加圧部材１５２とが対向してニップ領域を形成する。また、排出ロール１６０は、第１ロール１６１と第２ロール１６２とを備え、第１ロール１６１と第２ロール１６２とが対向してニップ領域を形成する。以下においては、定着部１５０が形成するニップ領域を「定着ニップ」といい、排出ロール１６０が形成するニップ領域を「排出ニップ」ということで、これらのニップ領域を区別するものとする。

加熱部材１５１は、ハロゲンランプ（ハロゲンヒータ）等の熱源を有するとともに、図示せぬ駆動手段に駆動されることによって回転するロール状の部材である。加熱部材１５１は、用紙Ｐの表面に接し、用紙Ｐが排出ロール１６０側に送り出されるようにこれを搬送しつつ加熱する。一方、加圧部材１５２は、用紙Ｐの裏面に接するとともに、加熱部材１５１との間にニップ領域（定着ニップ）が形成されるように設けられており、このニップ領域において用紙Ｐが加熱部材１５１に押し付けられるように加圧する。加圧部材１５２は、ロール状の部材であってもよいし、中空の筒状の部材と当該部材を加熱部材１５１に押し付けるパッドとによって構成されてもよい。なお、定着部１５０は、加熱部材１５１に代えて加圧部材１５２が回転することによって用紙Ｐを搬送する構成であってもよい。

加熱部材１５１は、耐熱性のゴム等からなる弾性層を有する。加熱部材１５１の弾性層は、定着ニップにおいて加圧部材１５２が押し付けられることにより加圧部材１５２の形状に沿って円弧状に変形し、加圧部材１５２が離れると元の形に戻る程度の弾性を有している。そのため、定着ニップは、加圧部材１５２が加熱部材１５１に対して食い込んだような形状になる。加熱部材１５１は、本発明に係る第１のロール部材の一例に相当し、加圧部材１５２は、本発明に係る第２のロール部材の一例に相当する。

案内部材１７０は、転写部１４０から搬送された用紙Ｐの定着ニップへの進入を促し、これを案内する部材である。案内部材１７０は、用紙Ｐと接触する面が直線状になっていてもよいが、搬送経路Ｐ１に沿って湾曲していてもよい。

検知部１８０は、用紙Ｐを検知する手段であり、より具体的には、用紙Ｐが定着ニップと排出ニップの間にあることを検知する手段である。検知部１８０は、接触部材１８１とセンサ１８２とを含んで構成される。検知部１８０は、用紙Ｐの搬送異常を検知するために設けられており、本発明に係る検知手段の一例に相当するものである。

接触部材１８１は、１又は複数の位置において用紙Ｐと接触するように設けられた部材である。なお、接触部材１８１は、用紙Ｐと接触する部分を用紙Ｐの幅方向の全体にわたって有している必要はなく、用紙Ｐの幅方向の一部に接触すれば十分である。また、接触部材１８１は、軸部１８１ａを中心としてあらかじめ決められた範囲で回転するように設けられている。以下においては、接触部材１８１の移動範囲の一方の限界を「第１の位置」、他方の限界を「第２の位置」といい、図２に示した接触部材１８１の位置を第１の位置であるとする。接触部材１８１は、図２に示した位置から図中の矢印Ｄ１で示される方向に移動可能である。以下においては、接触部材１８１が第１の位置から第２の位置に向かって移動するときの移動方向のことを「第１の方向」といい、接触部材１８１が第２の位置から第１の位置に向かって移動するときの移動方向のことを「第２の方向」という。

接触部材１８１は、ばね等の付勢手段及び自重の少なくともいずれかによって、用紙Ｐと接触していないときには第１の位置に留まるようになっている。接触部材１８１は、第１の位置において、定着部１５０及び案内部材１９０のいずれとも接触しないようになっている。また、接触部材１８１は、第１の位置から第２の位置に移動するときにおいても、案内部材１９０と接触しないようにその位置が規定されている。つまり、接触部材１８１は、いずれの位置においても案内部材１９０と接触しないように構成されている。

センサ１８２は、接触部材１８１の変位を直接的又は間接的に検知する手段である。センサ１８２は、例えば、接触部材１８１が第１の位置から第２の位置に向かって移動したことを光学的に検知する。なお、センサ１８２は、接触部材１８１とともに移動する他の部材（例えば、センサ１８２から照射される光を遮るシャッタ）の変位を検知することによって接触部材１８１の変位を検知してもよいし、光学的な方法以外の方法（例えば、接触部材１８１の接触の有無や軸部１８１ａの回転角）で接触部材１８１の変位を検知してもよい。なお、センサ１８２の位置は、接触部材１８１の変位を検知可能であればどのような位置であってもよく、図２に示した位置に限定されない。

案内部材１９０は、排出ロール１６０に近接して設けられ、用紙Ｐの排出を案内する部材である。案内部材１９０は、定着部１５０により搬送された用紙Ｐの排出ニップへの進入を促す。案内部材１９０は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料によって成形されている。なお、案内部材１９０は、筐体１００に対してねじ等により固定されていてもよいが、筐体１００と一体に構成されているとより望ましい。なぜならば、樹脂材料の案内部材１９０を金属製のねじで固定すると、案内部材１９０よりも熱伝導率が高いねじの方が加熱部材１５１が発する熱を伝えやすいため、案内部材１９０のねじで固定された部分の周りの温度が上昇しやすくなるからである。

図３は、画像形成装置１０の制御に関する構成を示すブロック図である。画像形成装置１０は、検知部１８０と、制御部２００と、画像形成部２１０とを備える。なお、画像形成部２１０は、供給ロール１２０、搬送ロール１３０、転写部１４０、定着部１５０及び排出ロール１６０に加え、これらを駆動する手段（モータ等）を含むものである。制御部２００は、画像形成装置１０の各部の動作を制御する手段であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の演算装置やメモリなどを備えている。検知部１８０は、用紙Ｐの検知の有無を表す信号を制御部２００に供給する。

制御部２００は、検知部１８０による検知の態様があらかじめ決められた条件を満たさない場合に、用紙Ｐの搬送異常が生じていると判断する。ここにおいて、あらかじめ決められた条件とは、用紙Ｐが正常に搬送されているとみなせる態様のことである。例えば、制御部２００は、検知部１８０があらかじめ想定されたタイミングに用紙Ｐの存在を検知しなかった場合や、検知部１８０があらかじめ想定されている時間よりも長く用紙Ｐの存在を検知し続けている場合などに、用紙Ｐの搬送異常が生じていると判断する。搬送異常とは、具体的には、用紙Ｐが搬送経路Ｐ１のどこかに詰まっていたり、同じ場所に留まっていたりする現象のことである。制御部２００は、搬送異常が生じていると判断した場合には、画像形成部２１０の動作（用紙Ｐの搬送や、熱源への電力供給など）を一時的に停止させる。制御部２００は、本発明に係る判断手段の一例に相当する。

画像形成装置１０の構成は、以上のとおりである。この構成のもと、画像形成装置１０は、画像データに応じたトナー像を形成し、トナー像を用紙Ｐに転写した後、用紙Ｐを加熱及び加圧してトナー像を定着させることによって画像を形成する。このとき、用紙Ｐには、定着工程に起因したカールが生じる。

なお、以下においては、用紙Ｐのカールについて、「順カール」と「逆カール」という２つの用語を用いる。ここにおいて、順カールとは、用紙Ｐが表面側に巻かれ、裏面側が膨らむように変形するカールをいい、逆カールとは、用紙Ｐが裏面側に巻かれ、表面側が膨らむように変形するカールをいう。

一般に、定着工程後の用紙にカールを生じさせる主たる要因の一つは、用紙とトナーの熱膨張率・熱収縮率の差である。樹脂等を含むトナーは、セルロース等を含む用紙に比べ、熱膨張率と熱収縮率の双方が大である。そのため、定着工程後の用紙は、トナーが収縮することによって、トナーが転写された面（本実施形態の場合、表面）側に湾曲する。本実施形態の画像形成装置１０は、加熱部材１５１が変形することにより、定着ニップが逆カールを促す形状になっている。そのため、本実施形態の用紙Ｐには、定着ニップにおいて、トナーの熱収縮に起因する順カールを緩和する力、すなわち逆カールを生じさせようとする力が作用する。

本実施形態の定着部１５０は、定着ニップから抜け出たときに加熱部材１５１側に湾曲しないようにするために、用紙Ｐが順カールを生じる力よりも大きな力で逆カールを生じるように構成されている。その結果、用紙Ｐは、逆カールを生じた状態で定着ニップから排出される。

図４は、定着工程を経て外部に排出されるときの用紙Ｐの形状を示す図である。なお、図４は、用紙Ｐが定着ニップと排出ニップの双方に挟み込まれている状態における形状を示したものである。この状態になるには、まず、用紙Ｐは、案内部材１９０に接触する前に接触部材１８１に突き当たる。用紙Ｐは、接触部材１８１に接触した後、案内部材１９０に接触し、定着部１５０による搬送に従って排出ニップの方向へと押し出されていく。このとき、接触部材１８１は、用紙Ｐが突き当たる力に応じて、第２の方向に移動する。

用紙Ｐは、やがて排出ニップに到達すると、定着ニップと排出ニップとに挟み込まれて適当な張力が与えられる。そうすると、接触部材１８１は、図４に示す位置、すなわち第２の位置で停止する。このとき、用紙Ｐには、定着ニップから接触部材１８１に接触する位置までの領域においては、接触部材１８１によって順カールが付与される。つまり、用紙Ｐは、定着ニップを抜け出た直後のカール（逆カール）とは逆方向のカール、すなわち順カールが付与されることにより、逆カールが緩和する。また、用紙Ｐには、接触部材１８１に接触する位置から排出ニップまでの領域においては、接触部材１８１によって逆カールが再び付与される。したがって、用紙Ｐには、定着工程を経て外部に排出されるまでに、逆カール、順カール、逆カールの順番でカールが付与される。

図５は、第２の位置にある接触部材１８１と定着ニップ及び排出ニップとの位置関係を示す図である。同図において、直線Ｌ１は、定着ニップの終点と排出ニップの始点とを含む直線である。接触部材１８１は、第２の位置にあるとき、図５に示すように、その先端部（図４に示す状態において用紙Ｐと接する部分）が直線Ｌ１よりも案内部材１９０寄りに位置する。接触部材１８１は、定着ニップ及び排出ニップに対してこのような位置関係を有すると、定着ニップ及び排出ニップに挟み込まれた用紙Ｐにカールを付与する作用が増大する。

図６は、本実施形態に対する比較例を示す図である。図６に示す比較例は、図５に示す案内部材１９０に代えて、案内部材１９１を備えるものである。案内部材１９１は、用紙Ｐを排出ニップに案内するリブ１９１ｒを１又は複数備えるとともに、接触部材１８１と対向する位置において接触部材１８１と接触する接触部１９１ｃを有する。なお、接触部１９１ｃは、複数のリブ１９１ｒの間にスリットのように設けられていてもよい。この比較例において、接触部材１８１は、接触部１９１ｃと接触する位置（図中において二点鎖線で示した位置）が第１の位置に相当する。

案内部材１９１は、案内部材１９０に比べ、加熱部材１５１との距離がより近くなるように設けられている。ゆえに、案内部材１９１は、案内部材１９０に比べ、加熱されやすく、熱による変形を受けやすい。また、案内部材１９１は、案内部材１９０に比べ、搬送方向に沿ってより多くの部分で搬送中の用紙Ｐと接触し得るように構成されている。よって、用紙Ｐは、接触部材１８１と案内部材１９１とに挟み込まれるようにして搬送される。

［変形例］
なお、本発明の実施の態様は、上述した実施形態の態様に限定されない。本発明は、例えば、以下に示す態様によっても実施され得るものである。

本発明に係る画像形成装置は、定着装置又は排出装置に相当する構成を着脱可能にしたものであってもよい。ここにおいて、定着装置とは、上述した定着部１５０、接触部材１８１、案内部材１９０及び排出ロール１６０に対応する構成を少なくとも備えるものである。また、排出装置とは、定着装置から定着部１５０を除いた構成を備えるものである。

また、本発明に係る定着装置は、上述した実施形態とは画像が形成される面が反対側になる場合（すなわち、実施形態でいうところの裏面に画像が形成される場合）においては、加熱部材１５１と加圧部材１５２の位置を入れ替えてもよい。このような場合には、加圧部材１５２の表面が変形するようになっていなくても、定着ニップから排出された用紙に上述した実施形態と同じ方向のカールが生じるようになる。

上述した実施形態において、接触部材１８１は、用紙Ｐを検知するための手段の一部であるとともに、定着部１５０において生じるカールを緩和させる手段でもある。しかしながら、本発明に係る接触部材は、用紙（媒体）を検知するための手段を必ずしも兼ねる必要はなく、デカールのみ行う手段であってもよい。また、本発明に係る接触部材の移動の態様は、回転移動に限らず、全体として特定の方向に平行移動するものであってもよい。

本発明に係る転写手段は、複数色のトナー像を転写する手段であってもよい。つまり、本発明に係る画像形成装置は、モノクロプリンタに限らず、カラープリンタであってもよい。
また、本発明において用いられる媒体は、シート状で、加熱によりカールを生じ得るものであれば、いわゆる用紙に限定されるものではなく、トナーが転写されるものに限定されるものでもない。

１０…画像形成装置、１００…筐体、１１０…収容部、１２０…供給ロール、１３０…搬送ロール、１４０…転写部、１５０…定着部、１５１…加熱部材、１５２…加圧部材、１６０…排出ロール、１７０…案内部材、１８０…検知部、１８１…接触部材、１８２…センサ、１９０…案内部材、２００…制御部

Claims (5)

1. 第１の面とその反対側の面である第２の面とを有するシート状の媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段によって搬送された前記媒体の前記第２の面に接触する接触部材であって、前記媒体を前記第１の面側に押し付ける方向である第１の方向とその逆方向である第２の方向とにあらかじめ決められた範囲において移動する前記接触部材と、
   前記接触部材と接触しない位置に設けられた案内部材であって、前記搬送手段により搬送されている媒体に前記接触部材が接触した後に当該媒体の前記第１の面に接触して当該媒体の排出を案内する前記案内部材と、
   前記案内部材により案内された媒体を排出する排出手段と
   を備えることを特徴とする排出装置。
2. 前記搬送手段は、
   対向してニップ領域を形成する１対のロール部材であって、前記第１の面に接する第１のロール部材と、前記第２の面に接する第２のロール部材とを有し、
   前記第１のロール部材は、前記ニップ領域において、前記第２のロール部材の形状に沿って変形する
   ことを特徴とする請求項１に記載の排出装置。
3. 前記接触部材の変位を検知する検知手段と、
   前記検知手段による検知の態様があらかじめ決められた条件を満たさない場合に、前記媒体の搬送異常が生じていると判断する判断手段と
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の排出装置。
4. 前記排出装置が、前記媒体を加熱する加熱手段及び前記媒体を加圧する加圧手段を備えた定着装置に設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の排出装置。
5. 第１の面とその反対側の面である第２の面とを有するシート状の媒体にトナー像を転写する転写手段と、
   請求項４に記載の定着装置及び排出装置と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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