JP2014002211A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱回転体に付着するシートを分離爪により分離する技術において、簡単な構成で、該熱回転体の表面の損傷の発生を少なくして高寿命化を図る。
【解決手段】一対の熱回転体の一方のローラ３９の周面に平行して配される支点軸棒４７に、シートＳのシート搬送路２８Ａに対して横断的に塞ぐフラグ部４５と、該フラグ部４５の反対側に突出して前記一方のローラの周面に付着して搬送されるシートＳの先端を掬い取る分離爪４６ａと、を一体に取り付ける。このフラグ部４５を紙ジャム検知手段に利用することも可能である。
【選択図】図２

Description

この発明はシートにトナー画像を転写するとともに熱定着させる画像形成装置に関し、更に詳しくは、その熱回転体にシートの分離をなす分離爪を備えた画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置に備えられたトナー画像の転写されたシートへの熱定着を行う熱回転体には、先端を該熱回転体の周面に摺接させてシートと熱回転体とを分離させる分離爪を備えている。このような問題に対して、特許文献１のように、分離爪接離機構を設け、回転体と分離爪を必要に応じて離隔する技術が提案されている。

特開２００４−２７９９２７号公報

すなわち、特許文献１の構成は、熱回転体表面からシートを分離するために該熱回転体の表面に接離するように分離爪を配し、ソレノイドなどによる分離爪接離機構を設けている。そして、画像形成前には分離爪先端が熱回転体表面と非接触状態にあり、画像形成中には、シート先端位置検出手段により検出されたシートの先端位置に合わせて分離爪先端を熱回転体表面に接触させ、シート先端を熱回転体表面から分離させた後、分離爪先端を熱回転体表面から当該分離爪接離機構の駆動により離し、これにより、分離爪と熱回転体の接触時間を最低限に短縮するものである。しかし、この構成によっては、分離爪接離機構を設置することによる大幅なコスト増加を招き、更には分離爪接離機構を設置するために装置の大型化を招くものである。更には、分離爪の先端が耐久劣化して分離性能が低下し、シートの分離不良が発生することになり、かつ、当該シートの分離不良が発生した際にはそれを検知する手段を有していないので、熱回転体にシートが巻き着くいわゆる紙ジャムが生じ、ジャム処理が極めて困難になってしまうという問題がある。

本発明は上記のような熱回転体に分離爪を備えてなる従来技術（従来一般、特許文献１）よりも簡単な構成で熱回転体からシートを分離させることができ、熱回転体の表面の損傷の発生を極力少なくして高寿命化を図った画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、トナー画像が転写されたシートを挟持して熱定着搬送を行う一対の熱回転体と、前記一対の熱回転体のいずれか一方の周面に平行して配され回転動可能に支持されてなる支点軸棒の所定箇所に、前記一対の熱回転体を通過するシートのシート搬送路に対して横断的に塞ぐフラグ部が取り付けられてなる定着排紙フラグと、前記定着排紙フラグのフラグ部の反対側に突出するように前記支点軸棒に取り付けられ、前記一方の熱回転体の周面に対して付勢されて当接し、当該周面に付着して搬送される当該シートの先端を掬い取り、該シートを前記一方の熱回転体から分離するとともに該シートを前記フラグ部に搬送する分離爪と、を備えたことを特徴とする。本発明の画像形成装置は、更に上記の構成に加えて、定着排紙フラグのフラグ部が所定の時間内に、所定の角度に到達しなかった際に紙ジャムを検知するジャム検知手段とすることも可能である。

本発明によれば、分離爪は常時の軽い熱回転体の周面への当接をなすとともに該熱回転体の駆動時において可及的当接が避けられるので、分離爪による熱回転体表面の傷の発生を抑制することができ、当該分離爪及び熱回転体の高寿命化を実現することが可能となる。更には、分離爪と定着排紙フラグが一体構成を採るので、従来のものよりも簡単な構成でシートと熱回転体の分離機構を実現することが可能となり、低コスト化を図ることができる。

加えて、定着排紙フラグのフラグ部が所定の時間内に、所定の角度に到達しなかった際に紙ジャムを検知するジャム検知手段を備えると、分離爪による分離不良が発生した場合でも紙ジャムとして検知して熱回転体の回転を停止させることでシートの巻きつきを防ぐことができ、紙ジャム処理が極めて容易となる。

本発明の画像形成装置の実施形態の全体の概略構成を示す断面図。 本画像形成装置内の熱回転体回りの作動状態を示す拡大断面図。 本発明の要部の定着排紙フラグの斜視図。 本画像形成装置内の熱回転体回りの他の作動状態を示す拡大断面図。

以下、本発明の画像形成装置の実施の形態を図面を参照して説明する。図１〜図４は本発明の画像形成装置の一実施形態を示し、電子写真方式の画像記録部を備え、複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を兼ね備えたいわゆる複合機への適用例を示し、図１は本画像形成装置の全体の内部構成を示し、図２ないし図４は本画像形成装置の要部の部分構成を示す。

図１を参照して、本画像形成装置１は、その上部に開閉可能な原稿搬送部２を備え、該画像形成装置１本体の上部には前記原稿搬送部２に対置する画像読取部３、該画像形成装置１本体の下部にはシートＳを貯留・供給する給紙部４、前記画像読取部３と給紙部４との間にあってシートＳに画像を形成する画像形成部６、該画像が形成されたシートＳを排出するシート排出部７、該排出されたシートを受ける排出トレイ８が配置される。

前記画像形成部６は、前記給紙カセット部４から給紙されるシートＳの上流側にあって感光ドラム回りの画像転写装置部６Ａと、下流側の定着装置部６Ｂとからなる。また、本画像形成装置１の下部側面部には、前記給紙部４の給紙の流れに連動する手差し給紙部１０が配される。更に、本画像形成装置１本体の上面には操作パネルが配されており、該操作パネルの表面部に配置された操作キー及びタッチパネル（操作画面）からの入力信号は本画像形成装置１内の全体の制御処理をなす処理装置（図示せず）に送られる。

以下、各部の詳細構造、併せてその作動について説明する。原稿搬送部２は、画像読取部３の原稿載置面（後述する画像読取部３の原稿台ガラス１８）に対して後部のヒンジ（図示せず）を介して開閉自在にされ、原稿の載置される原稿トレイ１３、該原稿トレイ１３上の原稿を１枚毎に送る原稿搬送機構部１４、該原稿搬送機構部１４からの原稿を受ける原稿排紙トレイ１５、更には原稿載置面に対する原稿圧着板部１６を有し、いわゆるＡＤＦ（オートドキュメントフィーダ）を構成する。

画像読取部３は原稿の画像情報を光電読取りする機能を有し、上面に配設した固定の原稿台ガラス１８及び該画像読取部３内の光電読取りユニット１９からなる。すなわち、該原稿台ガラス１８は原稿搬送部２の原稿圧着板部１６に対置し、光電読取りユニット１９は画像読取部３内において原稿搬送部２の原稿搬送機構部１４に対置し、当該位置をホームポジションとして待機状態を採る。当該部はいわゆるＦＢＳ部（フラットベットスキャナ部）を構成する。

操作パネルからの操作信号（読取り開始信号）を受けて、光電読取りユニット１９は「原稿流し読みモード」及び「原稿固定読みモード」に対応して、該ホームポジションでの静止作動、ないしは該ホームポジションからの移動作動をなす。

原稿流し読みモードに際しては、原稿搬送部２を原稿台ガラス１８上に閉じ込み、原稿トレイ１３上に１又は複数枚の原稿を画像面を上向きにして載置し、操作パネルの操作キー（プリントキー）を押すと、原稿トレイ１３上の原稿が一枚分離給送され、原稿搬送機構部１４で原稿流し読み位置を経由して原稿排紙トレイ１５上に画像面下向きで排紙される。上記の原稿流し読み位置は画像読取部３における光電読取りユニット１９のホームポジションに対応しており、原稿画像は原稿が原稿流し読み位置を搬送移動していく過程において、ホームポジションに位置している光電読取りユニット１９により順次光電読取りされる。

原稿固定読みモードに際しては、原稿搬送部２を画像読取部３の原稿台ガラス１８の上面から開き起こし、該原稿台ガラス１８の上面に原稿をその画像面を下向きにして所定の載置基準に従って配置し、その上に原稿搬送部２を閉じ込み、原稿圧着板部１６で原稿を抑え込ませる。次いで、操作パネルユニットの操作キー（プリントキー）を押すと、画像読取部３の光電読取りユニット１９が画像読取部３内において、そのホームポジションの位置（図１左寄り）から原稿台ガラス１８の下面に沿って右方に所定の速度で往移動駆動され、所定の往動終点に達すると反転して当初のホームポジションに復移動駆動される。この光電読取りユニット１９の往動移動過程において、原稿台ガラス１８上の所定位置に配された原稿の下向き画像面が光電読取りユニット１９により光電読取りされる。

原稿画像情報は光電読取りユニット１９により画素単位で光電読取りされ、デジタル変換した信号がメモリに記憶され、本画像形成装置１内の処理装置を介して後記するレーザースキャナ（２３）の制御回路へ入力される。

本画像形成装置１の本体内において、プリントキーが押されると電子写真感光ドラム２１が回転を開始する。該感光ドラム２１の表面はその回転過程の上流で帯電ローラ２２により所定の極性・電位に一様に帯電され、一様帯電面を形成する。次いで、回転とともにその一様帯電面に対してレーザースキャナ２３により上記した画像情報のレーザービーム走査露光を受け、該感光ドラム２１の表面に画像情報の静電潜像が形成される。すなわち、レーザースキャナ２３は、レーザービーム発振器、ポリゴンミラー、折り返しミラー等を備えており、画像読取部３から原稿画像情報の光電読取りデジタル変換信号（時系列電気デジタル画素信号）の入力を受けて、レーザービーム発振器から該入力信号に対応して変調されたレーザービームを照射し、ポリゴンミラー、折り返しミラーにより、感光ドラム２１面をレーザービーム走査露光する。感光ドラム２１面に形成された静電潜像は、トナー部２５からのトナーの供給を受けて現像器２６によりトナー像として現像される。

一方、給紙部４から給送されるシートＳは、このタイミング（感光ドラム２１面上へのトナー像の形成）で該感光ドラム２１に臨む所定位置に到達している。すなわち、前記したプリントキーからの信号を同時に受けて、給紙部４内の積層されたシートＳは、一枚毎に分離給紙されて本画像形成装置１の本体内を搬送ローラ対ないし搬送ガイドより構成されるシート搬送路２８Ａを介して上方へ搬送され、レジセンサフラグ２９及び該レジセンサフラグ２９の直近のレジストローラ対３０に至る。そして、該シートＳは該レジストローラ対３０により所定の制御タイミングで感光ドラム２１と転写ローラ３１との当接ニップ部である転写部に導入される。この制御タイミングにより、転写部に感光ドラム２１面のトナー像の先端部が到達した時、シートＳの先端部も同時に転写部に到達してレジストされるものである。そして、転写部（すなわち感光ドラム２１と転写ローラ３１との当接ニップ部）にて感光ドラム２１面のトナー像がシートＳの面に順次に転写されていく。

なお、図１において、給紙部４には、前記したシート搬送路２８Ａの始端においてフィードローラとリタードローラとからなる分離ローラ対３３が配され、上記したシートＳの分離給紙をなす。

手差し給紙部１０を使用する場合には、上記した給紙部４からの給紙は停止され、プリントキーからの信号を受けて手差しシートがその手差しシート搬送路３４を介して前記したシート搬送路２８Ａに合流し、かつ前記したレジストローラ対３０まで給送される。この手差し給紙部１０は不使用時には本画像形成装置１の本体に対して閉じ込んで格納した状態（図１）とし、使用時には倒し開いて展開した状態にしてシートを載置セットする。

シートＳ（手差しシートを含む。）は画像転写装置部６Ａの転写部（感光ドラム２１と転写ローラ３１との当接ニップ部）を通過した後、感光ドラム２１面から分離され、定着装置部６Ｂに導かれる。

また、シートＳの分離後の感光ドラム２１面はクリーニング器（クリーニングブレード）３６により転写残トナーの除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。なお、本実施形態において、感光ドラム２１、帯電ローラ２２、現像器２６、クリーニング器３６は、適宜ユニット化（ドラムユニット、現像器ユニット）され、本画像形成装置１に対して個々に、或いは結合された状態で着脱可能に装着され、一括して交換可能となっている。

トナー像の転写されたシートＳは、搬送ローラ対ないし搬送ガイドによりシート搬送路２８Ａを更に上方へ搬送され、定着装置部６Ｂ（定着ローラ３８、加圧ローラ３９、定着排紙フラグ４０、ジャム検知手段から構成される。）でトナー像の熱定着処理を受ける。なお、該定着ローラ３８と該加圧ローラ３９とにより一対の熱回転体をなすとともに、両ローラ３８と３９との当接部により定着ニップを形成する。シートＳは、シート排出部７に臨む位置に配された排出ローラ対４２を介してシート排出部７から排出トレイ８上に画像面を下向きにして排出される。

本実施形態では更に、定着装置部６Ｂの下流側のシート搬送路２８Ａには切替ゲート４３が設置され、シートＳの排出側と、両面記録のためのスイッチバック部側との切替が可能とされている。両面記録のためのスイッチバック部側の用紙搬送路は、切替ゲート４３を介して反転搬送路２８Ｂに合流する。排出ローラ対４２はシートＳの後端をニップした状態で一旦停止した後、逆転し、シートＳは反転搬送路２８Ｂに導入され、下方へ搬送される。反転搬送路２８Ｂに導入されたシートＳはレジストローラ対３０の上流側でシート搬送路２８Ａに合流し、再度感光ドラム２１と転写ローラ３１とのニップ部に導入されてその裏面の記録がなされる。両面記録されたシートＳは前記した動作に準じてシート搬送路２８Ａに沿ってシート排出部７に排出される。

更に、本実施形態において、図２〜図４に示すように、定着装置部６Ｂは、一対の熱回転体を構成する定着ローラ（回転体）３８と加圧ローラ（回転体）３９とを備え、定着ローラ３８は、半円形状の円弧面を有するシュー５１と、該シュー５１に案内されて回転する円筒形状の定着フィルム５２と、該フィルムの内径側にて前記加圧ローラ３９と対向する位置に内包された加熱体（セラミックヒータ）５３とを有する。上記シュー５１は、支持部材５５に取付けられており、上記定着フィルム５２は、回転駆動される加圧ローラ３９との間で定着ニップを形成する。トナー画像が転写されたシートは、前記定着ニップに案内され、加圧ローラ３９の回転により加圧ローラ３９と定着ローラ３８に挟持されて搬送される。この際、上記シュー５１に設けられている加熱体５３が通電により発熱し、該熱が上記フィルム５２を介して上記シートＳに作用し、シートＳのトナー画像が熱定着される。

上記定着装置部６Ｂを構成する定着ローラ３８と加圧ローラ３９とのシートＳの通過部位において、該加圧ローラ３９に沿ってフラグ部４５と分離爪部４６とを有する定着排紙フラグ４０を配したことを特徴とする。更には、該定着排紙フラグ４０に連動するジャム検知手段を備えてなることも特徴とする。

詳しくは、該定着排紙フラグ４０は、図３に示すように、加圧ローラ３９とほぼ同長をなす支点軸棒４７の所定箇所（例えば中央部一箇所）にフラグ部４５が固設され、該フラグ部４５の反対側に突出するように複数の分離爪４６ａが等間隔に固設されてなる分離爪部４６が配される。また、支点軸棒４７の一端部には検出部４８が装着される。なお、該定着排紙フラグ４０は、支点軸棒４７を介して本画像形成装置１の機枠へ回動自在に取り付けられる。そして、支点軸棒４７は加圧ローラ３９より一定距離を保って加圧ローラ３９の軸方向に沿って平行にかつ回転動可能に配され、分離爪部４６は常時は該加圧ローラ３９の周面に当接している。フラグ部４５は内方すなわちシート搬送路２８Ａ側に倒れ込み、シート搬送路２８Ａの所定の搬送通路を塞ぐ状態を採る。該フラグ部４５は所定の重さを有し、その倒れ込みによる付勢力で分離爪部４６を該加圧ローラ３９の表面に軽い当接をなす。また、支点軸棒４７の端部の検出部４８は支点軸棒４７の回転（揺動）に連動し、その揺動変位すなわち分離爪部４６の加圧ローラ３９からの接離を検出する。

本定着排紙フラグ４０のフラグ部４５は、前記したシート搬送路２８Ａの上流に配されたレジストフラグ２９と対応し、それらの反応すなわち回転動の開始時間間隔が計測されるものであり、これらによりジャム検知手段が構成される。支点軸棒４７の端部の検出部４８は定着排紙フラグ４０のフラグ部４５の反応を検知する機能に供される。なお、該検出部４８におけるフラグ部４５に対する反応はフラグ部４５の一定以上の変位角度をもって判定される。

この構成により、感光ドラム２１から離れたトナー画像が転写されたシートＳは、更にシート搬送路２８Ａに沿って上方へ搬送され、一対の回転する定着ローラ３８と加圧ローラ３９との熱回転体によって挟持搬送されるとともに、その熱定着作用によりトナー画像が永久定着される。

なお、一般に、シートＳは、トナー像が形成された定着ローラ３８側で巻付きが生じ易いが、本実施の形態では、定着ローラ３８は、薄い定着フィルム５２からなり、図２に示すように、加圧ローラ３９に圧接する部分は変形し、定着ローラ３８にシートＳが巻付き難い構造となっている。従って、例えば両面に画像が形成されたシート等では、シートＳは、加圧ローラ３９の円弧に沿って付着することがある。

シートＳが定着ローラ３８と加圧ローラ３９との間をそのまま通過するとき、シートＳの先端がシート搬送路２８Ａを横断的に塞いでいる定着排紙フラグ４０のフラグ部４５に当接し、定着排紙フラグ４０を回転動させるとともに（図４におけるシートＳの実線で示す）、シート搬送路２８Ａの上方のシート排出部７まで案内搬送される。この間、定着排紙フラグ４０の回転により、その分離爪部４６は加圧ローラ３９の表面から離隔される。すなわち、回動中の加圧ローラ３９に対する分離爪部４６の当接はない（図４におけるシートＳの実線表示）。

ここで、シートＳが加圧ローラ３９から分離しない場合には、シートＳの先端が加圧ローラ３９の表面に当接している分離爪４６ａの先端に突き当たり（図２におけるシートＳの実線表示）、強制剥離され、シートＳは定着排紙フラグ４０のフラグ部４５に沿って上昇搬送される。これに伴い、シートＳは定着排紙フラグ４０を回転動させ、その分離爪部４６は加圧ローラ３９の表面から離隔される（図４におけるシートＳの実線表示）。

更に、当該シートＳのレジセンサフラグ２９と定着排紙フラグ４０との通過時間間隔が本画像形成装置１の本体制御部（図示せず）で計測される。そして、この通過時間間隔が所定の時間内に定着排紙フラグ４０の回転動作が検知されない場合には紙ジャムとして判断され、本画像形成装置１全体が動作を停止される。その後、ジャム処理が終了すると、本画像形成装置１は当初の動作に復帰する。

上記構成によれば、シートＳが定着ローラ３８と加圧ローラ３９との熱回転体によって挟持搬送される毎に、シートＳの先端が定着排紙フラグ４０のフラグ部４５に当接して回転動作し、分離爪部４６が加圧ローラ３９から離隔するので、加圧ローラ３９表面の傷の発生が抑制され、当該分離爪部４６ひいては一対の熱回転体の高寿命化を実現することが可能となる。また、本定着排紙フラグ４０では、分離爪部４６とフラグ部４５とが同一部品で一体に構成されているので、分離爪機構とフラグ部機構とがそれぞれ独立して配置構成されるものよりも一連性が確保され、簡易な構成で両者（分離爪機構とフラグ部機構）の確実な作動が実現される。本実施形態では更に、定着排紙フラグ４０が所定の時間内に、所定の角度に到達しなかった場合に、紙ジャムを検知するジャム検知手段を備えるので、分離爪部４３による分離不良が発生した場合でも紙ジャムとして検知し、画像形成装置１の動作を停止させることができる。これにより記録紙の巻きつきを防ぐことができ、紙ジャムが発生したとしても該紙ジャムの除去処理が極めて容易となる。

上述した実施の形態は、定着ローラ３８がフィルム５２からなる態様について説明したが、これに限らず、定着ローラ３８は、該定着ローラに内包された誘導加熱等の加熱体により加熱される定着ローラからなるもの等、一対の熱回転体からなるどのような態様のものでも適用可能であり、また上述した実施の形態は、分離爪部が加圧ローラに当接するように構成したが、これは定着ローラ（回転体）に当接して、定着ローラに付着したシートを掬い取るようにしてもよい。すなわち、上記定着排紙フラグは、一対の熱回転体のいずれか一方に分離爪部が当接するように配置されていればよく、また一対の熱回転体である定着ローラ３８及び加圧ローラ３９の両方に配置してもよい。また上記実施形態においては、電子写真方式による画像記録部におけるシートＳの付着対策、紙ジャム検出の例を示したが、他の画像記録方式による実施を除外するものではない。更には、モノクロ画像記録部によらず、カラー画像記録部にも本発明の適用が可能である。

１：画像形成装置、２：画像搬送部、３：画像読取部、４：給紙部、６：画像形成部、６Ａ：画像転写装置部、６Ｂ：定着装置部、７：シート排出部、８：排出トレイ、１０：手差し給紙部、２１：感光ドラム、２２：帯電ローラ、２３：レーザースキャナ、２５：トナー部、２６：現像器、２８Ａ，２８Ｂ：シート搬送路、２９：レジセンサフラグ、３０：レジストローラ対、３１：転写ローラ、３３：分離ローラ対、３６：クリーニング器、３８：定着ローラ、３９：加圧ローラ、４０：定着排紙フラグ、４２：排出ローラ対、４３：切換えゲート、４５：フラグ部、４６：分離爪部、４６ａ：分離爪、４７：支点軸棒、４８：検出部

Claims (5)

1. トナー画像が転写されたシートを挟持して熱定着搬送を行う一対の熱回転体と、
   前記一対の熱回転体のいずれか一方の周面に平行して配され回転動可能に支持されてなる支点軸棒の所定箇所に、前記一対の熱回転体を通過するシートのシート搬送路に対して横断的に塞ぐフラグ部が取り付けられてなる定着排紙フラグと、
   前記定着排紙フラグのフラグ部の反対側に突出するように前記支点軸棒に取り付けられ、前記一方の熱回転体の周面に対して付勢されて当接し、当該周面に付着して搬送される当該シートの先端を掬い取り、該シートを前記一方の熱回転体から分離するとともに該シートを前記フラグ部に搬送する分離爪部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着排紙フラグの前記フラグ部が所定の時間内に、所定の角度に到達しなかった際に紙ジャムを検知するジャム検知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記一対の熱回転体は、加熱体を内包する円筒形状の定着フィルムと、回転駆動される加圧ローラとによって定着ニップを形成し、トナー画像が転写されたシートを前記定着ニップに案内し前記定着フィルムと前記加圧ローラにより熱定着搬送されることによりトナー画像の定着を行うことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記定着排紙フラグの分離爪部は、前記加圧ローラの周面に当接するように配置されたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記一対の熱回転体は、加熱体を内包する定着ローラと、回転駆動される加圧ローラとによって定着ニップを形成し、トナー像が転写されたシートを前記定着ニップに案内し前記定着ローラと前記加圧ローラにより熱定着搬送されることによりトナー画像の熱定着搬送を行うことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。

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