JP2015011263A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【目的】生産性を低下させることなく、被記録材が湾曲することによるシートの巻きつきジャムの発生を低減させる画像形成装置を提供する。【構成】現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、形成した現像剤像を被記録材に転写する転写手段と、前記転写手段で前記現像剤像が転写された前記被記録材を加熱して、前記被記録材に前記現像剤像を定着させる定着手段と、前記被記録材が前記定着手段を抜けた後、両面印刷時に再度前記定着手段に入るまでの搬送路内に前記被記録材に対してコシ付けを行なうコシ付け手段とを設けた画像形成装置。【選択図】 図３

Description

本発明は、シートに転写されたトナー像を加熱定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置において、像担持体上に形成した静電潜像をトナーで現像して可視画像化（トナー像化）し、これを被記録材に転写した後、熱および圧力によりトナー画像を被記録材に定着させるという方式が採用されている。
トナー画像を被記録材に定着させる定着装置は、一般に、加熱部としての定着ローラまたは定着フィルムと、加熱部に圧接する加圧ローラとを備えている。
そして、加熱部と加圧ローラとの相互圧接部である定着ニップ部で被記録材を挟持して搬送することで、定着ニップ部の加圧力および加熱力で未定着トナー画像を被記録材に熱圧定着させる。
被記録材が加熱部と加圧ローラとの定着ニップ部を通過すると、被記録材の加熱される側の表面の紙繊維が熱膨張し、加熱面と加熱されない面との熱膨張量の差によって加圧ローラ側に被記録材搬送方向の被記録材先端部および後端部（以下、先端部および後端部と称す）が湾曲（カール）する場合がある。
先端部および後端部が湾曲すると、両面印刷時に反転パスを通り表裏反転されることで、定着ニップ部で形成されたカールが逆向きのカールとなる。
反転パスにてカールが逆向きになると、感光ドラムに沿って被記録材がカールする状態になる。
そして反転パスを通った後、再度感光ドラムに入り、そこから出るときに被記録材が感光ドラムに沿ってカールしているため、感光ドラムに対して被記録材の分離がしにくくなり、巻きつきジャムが発生するおそれがあった。
そこで、特許文献１では、カールの方向に応じて被記録材に対して冷却風を当てて、熱膨張した紙繊維を元に戻すことで、被記録材のカール矯正を行なう画像形成装置が提案されている。

特開２００７−１６３６４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置は、被記録材に冷却風を当てて膨張した紙繊維を元に戻すことである程度のカールは抑えられるものの、熱膨張した紙繊維を元に戻すには時間がかかるため、搬送時間内にカールを除去するのが困難であった。

また、カールを除去するために搬送速度を下げて冷却時間を長くし、熱膨張した紙繊維を元に戻すという方法もあるが、搬送速度を下げると生産性が低下してしまうという課題があった。
そこで、本発明は、生産性を低下させることなく、被記録材が湾曲することによる両面印刷時のシートの巻き付きジャムの発生を低減させる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、形成した現像剤像を被記録材に転写する転写手段と、前記転写手段で前記現像剤像が転写された前記被記録材を加熱して、前記被記録材に前記現像剤像を定着させる定着手段と、前記被記録材が前記定着手段を抜けた後、両面印刷時に再度前記定着手段に入るまでの搬送路内に前記被記録材に対してコシ付けを行なうコシ付け手段とを設ける。

本発明によれば、生産性を低下させることなく、被記録材の湾曲による弊害を抑えることができる。

画像形成装置の全体構造を模式的に示す断面図 定着装置の斜視図 定着装置の断面図 定着装置の上面図 実施例２の画像形成装置の全体構成を模式的に示す断面図 実施例２の定着装置の斜視図 実施例２の定着装置の概略断面図 実施例２の制御構成を示すブロック図 実施例２のコシ付け時の流れを示すフローチャート

以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態に係る画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれら複合機器等、トナー像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。以下においては、電子写真方式の画像形成装置を用いて説明する。

[実施例１]
本発明を適用した実施例について、図を用いて説明する。

本実施例の画像形成装置Ａについて、図１から図４を参照しながら説明する。まず、本実施例の複写機１の全体構造について、図１を参照しながら説明する。
図１は、本実施例による画像形成装置Ａの全体構造を模式的に示す断面図である。
画像形成装置Ａは、画像読み取り部１の読み取りスキャナ１１を用いて原稿載置部１２に置かれた原稿の画像情報を読み取る。そして、レーザ照射装置２を用いて、読み取った画像情報に基づいたレーザ光を現像剤像形成手段としての画像形成部３の電子写真感光体（以下、像担持体と称する）３１の表面に照射する。
像担持体３１は帯電ローラ３２によって一様に帯電されているため、レーザ照射装置２からレーザ光を照射されることで像担持体３１に静電潜像を形成し、現像装置３３を用いてこの潜像から現像剤像を形成する。そして、給送部４の積載トレイ４１に積載されている被記録材をピックアップローラ４２および分離ローラ４３を用いて搬送する。
次に、像担持体３１に形成した現像剤像を、転写ローラ３４によって被記録材に転写する。そして、定着手段としての定着装置５により熱及び圧力を印加して現像剤像を被記録材に定着する。定着装置５の定着方法については、後述する。
そして、被記録材の搬送経路において、現像剤像が定着された被記録材を冷却手段としての送風装置６によって冷却しながら搬送する。そして、排出部７の排出ローラ７１を用いて冷却後の被記録材を排出トレイ７２へ排出する。
なお、本実施例では、給送部４以外から被記録媒体を給送する手段として、被記録材を手差し給送することが可能な手差し給送部８を備えている。手差し給送部８は、被記録材を積載する手差しトレイ８１と、手差しトレイ８１に積載された被記録材を分離給送する給送ローラ８２と、を備えている。ここで、被記録材とは、電子写真画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、ＯＨＰシート、布等が含まれる。

次に、本実施例に係る画像形成装置Ａの定着装置５について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、定着装置５の斜視図である。
図２に示すように、定着装置５には突起部材５４１とガイド部材５４２が設けられており、被記録材搬送方向に沿って被記録材にコシ付けを行なう。コシ付け方法については、後述する。

図３は、図２に示す定着装置５の断面図である。図３を用いて、本実施例の定着方法について説明する。
まず、未定着の現像剤像を転写された被記録材は、発熱体５１１と定着フィルム５１２からなる加熱部５１０と、加圧ローラ５２０とで狭持搬送される。このとき、加熱部５１０と加圧ローラ５２０とで狭持搬送されることで、被記録材に現像剤像が定着される。 定着フィルム５１２は、無端状のフィルムとなっている。加圧ローラ５２０は、不図示の駆動モータにより回転駆動するように構成されている。また、加圧ローラ５２０は、被記録材を狭持搬送するために、定着フィルム５１２に対して圧接する位置に設けられている。

加熱部５１０および加圧ローラ５２０によって現像剤像を定着された被記録材は、第１搬送アルミローラ５３１と第１搬送ゴムローラ５３２からなる第１搬送ローラ対５３０によって、コシ付け部５４０に搬送される。

第１搬送アルミローラ５３１は、アルミ棒材の外周にフッ素樹脂のフィルムを巻いて形成されている。第１搬送ゴムローラ５３２は、シリコンゴムによって形成されており、不図示の駆動モータによって回転駆動するように構成されている。

なお、第１搬送ゴムローラ５３２の周速は、加熱部５１０および加圧ローラ５２０との間で被記録材が弛まないように設定されている。そのため、第１搬送ゴムローラ５３２の周速は、加圧ローラ５２０よりも速くなるように設定されている。

第１搬送ローラ対５３０によって搬送された被記録材は、コシ付け部５４０にて被記録材搬送方向に沿ってコシ付けされる。コシ付け部５４０は、突起部材５４１とガイド部材５４２からなる。

ガイド部材５４２は、第１搬送ローラ対５３０により搬送される被記録材を、突起部材５４１に当接させながら第２搬送ローラ対５５０に向けて案内することで被記録材のコシ付け搬送を可能している。コシ付け部５４０の詳細な構成については、後述する。

本実施例では、突起部材５４１をローラ形状の回転体にしているが、被記録材に当接できる突起形状であればこれに限ったものでなくてもよい。

コシ付け部５４０にてコシ付けされた被記録材は、第２搬送ローラ対５５０にて、定着装置５の外に搬送され、前述した経路で排出される。第２搬送ローラ５５０対は、第２搬送アルミローラ５５１と第２搬送ゴムローラ５５２とで構成されている。第２搬送アルミローラ５５１は、アルミ中空管材の外周にフッ素樹脂のフィルムを巻いて形成されている。第２搬送ゴムローラ５５２は、シリコンゴムにより形成されており、不図示の駆動モータによって回転駆動するように構成されている。

なお、第２搬送ゴムローラ５５２の周速は、第１搬送ローラ対５３０との間で被記録材が弛まないように設定されている。そのため、第２搬送ゴムローラ５５２の周速は、第１搬送ゴムローラ５３２の周速よりも速くなるように設定されている。

このような構成により、第１搬送ローラ対５３０と第２搬送ローラ対５５０の間に設けられたコシ付け部５４０によって、被記録材は引っ張られながらコシ付けされるため、より効果的にコシ付けをすることができる。

また、図１のように送風装置６を設けることで被記録材を冷却しながらコシ付け搬送できる。そのため、被記録材の水分をとばしながらコシ付けできるので、コシ付け時の形が維持しやすくなり、より効果的にコシ付けをすることができる。
次に、図４を用いてコシ付け部５４０の構成について説明する。図４は、定着装置５の上面図である。図４に示すように、本実施例では、ガイド部材５４２が二つ設けられている。そして、コシ付け部５４０の突起部材５４１はガイド部材５４２の間に設けられている。
このような構成にすることで、被記録材をＳのように曲げることが出来る。また、曲げながら搬送することで、被記録材搬送方向に沿ってコシ付けすることが可能となる。

ここで、ガイド部材５４２は、不図示のバネ（突出量可変手段）の不勢力によって揺動可能となっている。例えば、厚紙などのように一定以上の剛度がある場合、被記録材先端部が湾曲しづらく、巻きつきジャムも発生しづらい。また、厚紙などのように一定以上の剛度の被記録材にコシ付けしてしまうと、座屈して被記録材がダメージを受ける可能性がある。
そのため、ガイド部材５４２は、不図示のバネの不勢力によって一定以上の剛度の被記録材が搬送されてきた場合には、コシ付けを行なわない位置に揺動する。この構成により、厚紙等の一定以上の剛度の被記録材搬送時のコシ付けによる波打ちシワの発生を抑えている。

本実施例では、ガイド部材５４２を２つ設けているが、被記録材を被記録材搬送方向に沿ってコシ付け出来るのであれば、ガイド部材５４２を１つだけ設けたり、複数個設けても良い。
以上説明したように、本実施例では、突起部材５４１とガイド部材５４２の間に被記録材が搬送され、被記録材搬送方向に沿って被記録材にコシ付けを行うことで、加熱面と加熱されない面との熱膨張量の差によって生じる湾曲を抑えることができる。
その結果、熱膨張量の差によって湾曲した被記録材が両面印刷時に反転パスを通り、感光ドラムに沿うカール状態になった場合に発生し得るジャムを低減させることができる。
[実施例２]
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について、説明する。図５は、本実施例に係る画像形成装置Ａの全体構造を模式的に示す断面図である。図６は、本実施例に係る定着装置５の斜視図である。
本実施例の定着装置５は、ガイド部材５４２を制御するソレノイド６００を設けたことと、絶対湿度を検出してソレノイド６００を制御する検出手段としての環境センサ１０４を画像形成装置Ａに設けた事のみ第１実施形態と相違する。そのため、本実施例においては、ソレノイド６００及び環境センサ１０４の制御を中心に説明する。
ここで、実施例１の画像形成装置Ａと同様の構成のものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。
制御手段としては、環境センサ１０４の検出結果に伴ってソレノイド６００が作動し、ガイド部材５４２を制御する構成となっている。
図７は、本実施例における 定着装置５の概略断面図である。ガイド部材５４２は、実線部分がコシ付けを行なわない退避位置、 二点鎖線部分がコシ付けを行なうコシ付け位置となっている。
環境センサ１０４の検出結果によりソレノイド６００がＯＮした場合は、ガイド部材５４２が二点鎖線部分のコシ付け位置へ移動する。環境センサ１０４の検出結果によりソレノイド６００がＯＦＦした場合は、ガイド部材５４２が実線部分の退避位置へ移動する。
ここで、ソレノイド６００をＯＮ/ＯＦＦするための基準値として、絶対湿度を用いる。これは、被記録材に含まれる水分量によって湾曲のしやすさが変わるためであり、水分量が多いと被記録材が湾曲しやすくなるからである。
そのため、環境センサ１０４で湿度を検知して、ソレノイド６００を介してガイド部材５４２の揺動角度を制御する。例えば、湿度８０％以上の場合のみにガイド部材５４２を揺動させ、被記録材に対してコシ付けを行なうように制御し、それ以外の場合はコシ付けを行なわないようにする。

次に、図８および図９を用いて、湿度を検知してガイド部材の揺動角度を制御する方法について説明する。図８に、本実施例における制御ブロック図を示す。メインＣＰＵ１００は、システムバス１０１を介して装置全体を制御している。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００の作業領域及びデータの一時記憶領域である。ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１００によって使用される装置全体を動作させるためのプログラムなどが書き込まれている。画像読取部１は、原稿載置部１２に置かれた原稿などの画像データを読み取る。画像形成部３は、画像読取部１で読み取った画像データに基づいて、搬送された被記録材に画像を形成する。環境センサ１０４は、湿度等の環境状況を検出する。ソレノイド６００は、環境センサ１０４の検出結果に伴って、ガイド部材５４２を制御するように動作する。
図９は、湿度によってガイド部材５４２を制御する流れを示したフローチャートである。S700でユーザが印刷設定をし、コピーがスタートされると、S701で両面印刷が設定されているか否かを判断する。S701で片面印刷が設定されている場合（no）は被記録材にコシ付けを行なわずに、第１搬送ローラ対５３０および第２搬送ローラ対５５０によって搬送する。
S701で両面印刷が設定されている場合（yes）はS702へ進み、普通紙が選択されているか否かを判断する。S702で普通紙ではない厚紙などが選択されている場合（no）は被記録材にコシ付けを行なわずに、第１搬送ローラ対５３０および第２搬送ローラ対５５０によって搬送する。
S702で普通紙が選択されている場合（yes）はS703へ進み、環境センサ１０４から検出結果を取り込む。S704で、環境センサ１０４の検出結果が湿度８０％以上であるか否かを判断する。
S704で、湿度が８０％以下である場合（no）は被記録材にコシ付けを行なわずに、第１搬送ローラ対５３０および第２搬送ローラ対５５０によって搬送する。S703で湿度が８０％以上である場合（yes）は、被記録材へコシ付けが必要と判断され、S705へ進む。コシ付けが必要と判断されると、S705でソレノイド６００がONされる。S705でソレノイドがＯＮされるとガイド部材５４２がコシ付け位置へ移動し、被記録材がコシ付けされながら搬送される。
次に、S706でユーザが設定したジョブが終了したか否かを判断し、ジョブが終了していない場合は、S707へ戻る。ジョブが終了している場合は、S708へ進み、ソレノイド６００をOFFして、ガイド部材５４２を退避位置へ移動させて終了する。
本実施例では、コシ付けが必要とされる環境設定を湿度８０％以上としたが、コシ付け動作が必要かどうかの判断基準として、湿度の割合を変更したり、温度やその他の環境状況を用いても良い。
以上説明したように、本実施例では、環境センサ１０４によって絶対湿度を検知して、ある一定条件の場合は定着本体のソレノイド１００を制御してガイド部材５４２を一定の角度位置に変更する。これにより、より効果的に被記録材を被記録材搬送方向に沿ってコシ付けすることができ、加熱による被記録材搬送方向の湾曲を抑えることが出来る。その結果、被記録材の先端部が湾曲することにより生じ得る巻きつきジャムの発生を低減させることができる。
[他の実施例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに
限定されない。例えば、コシ付け部材が突起部とガイド部の構成からなるのではなく、ローラと突起部とで構成されていてもよく、搬送方向に沿ってコシ付けできるものであればその他の構成でもよい。また、両面時に通過する搬送パス内であれば、コシ付け部材をどこに設けてもよい。

また、ユーザが入力する印刷条件により、片面および両面印刷のどちらにもコシ付けをする構成でもよい。片面印刷時にコシ付けを行なうことで、排紙時のカールを低減させることができ、積載性を向上することができる。

また、ユーザが設定した被記録材の剛度に応じてコシ付けするようにガイド部材５４２を制御する構成であってもよく、状況に応じてコシ付け角度を適宜変更可能な構成であってもよい。

また、シートのカールを検知するセンサを設け、その検知結果からシートのカール状況に応じてコシ付け角度を変更する構成であってもよい。

Ａ 画像形成装置
３ 画像形成部
３１ 像担持体
３２ 帯電ローラ
３３ 現像装置
３４ 転写ローラ
５ 定着装置
５１０ 加熱部
５１１ 加圧ローラ
５３０ 第１搬送ローラ対
５４１ 突起部材
５４２ ガイド部材
５５０ 第２搬送ローラ対

Claims (9)

1. 現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
   形成した現像剤像を被記録材に転写する転写手段と、
   前記転写手段で前記現像剤像が転写された前記被記録材を加熱して、前記被記録材に前記現像剤像を定着させる定着手段と、
   前記被記録材が前記定着手段を抜けた後、両面印刷時に再度前記定着手段に入るまでの搬送路内に前記被記録材に対してコシ付けを行なうコシ付け手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記コシ付け手段は、前記被記録材の第１面に接触する突起部材と、
   前記被記録材の第１面の裏面である第２面に接触する位置に設けられ、前記突起部材と共働して前記被記録材搬送方向に沿って前記被記録材にコシ付けを行なうガイド部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記コシ付け部材は前記定着手段より被記録材搬送経路の下流側に設けられ、
   前記定着手段より被記録材搬送経路の下流側であり、前記コシ付け部材より被記録材搬送経路の上流側に設けられ、前記被記録材を前記コシ付け部材に搬送する第１搬送部材と、
   前記コシ付け部材より被記録材搬送経路の下流側に設けられ、前記コシ付け部材によってコシ付けされた前記被記録材を搬送する第２搬送部材と、を備え、
   前記被記録材は、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間で引っ張り合われた状態で前記コシ付け部材によりコシ付けされることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２搬送部材の周速は、前記第１搬送部材の周速よりも速いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ガイド部材は、所定以上の剛度のシートが搬送された場合に、突出量可変手段によって突出量が変化することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記突出量可変手段は、絶対湿度を検出する検出手段により、前記ガイド部材の突出量を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記突出量可変手段は、ユーザが入力する印刷条件により、前記ガイド部材の突出量を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記コシ付け手段は、両面印刷に応答して前記被記録材に対してコシ付けを行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記定着手段によって前記現像剤像を定着された前記被記録材を冷却するための冷却手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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