JP2016177063A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer.
電子写真方式を利用した画像形成装置は、画像形成部において、静電潜像を形成し、次いで現像剤であるトナー等により現像してトナー画像等として可視像化させ、転写装置によって現像されたトナー画像を記録紙に転写し、次いで定着装置で画像を記録紙に定着させるように構成されている。 In an image forming apparatus using an electrophotographic system, an electrostatic latent image is formed in an image forming unit, and then developed with toner, which is a developer, to be visualized as a toner image, and then developed by a transfer device. The toner image is transferred onto a recording sheet, and then the image is fixed on the recording sheet with a fixing device.
定着装置は、互いに圧接されて定着ニップ部を形成する加熱部材と加圧ローラとを備え、定着ニップ部において、未定着トナー画像を担持させた記録紙を通紙させ、かつ通紙させる際に加圧・加熱することにより、トナー画像を記録紙に定着させるように構成されている。 The fixing device includes a heating member and a pressure roller that are pressed against each other to form a fixing nip portion. When the recording paper carrying an unfixed toner image is passed through the fixing nip portion, and when the paper is passed therethrough, The toner image is fixed on the recording paper by applying pressure and heating.
この種の熱定着においては、加熱部材と加圧ローラとの間に温度差があるため、記録紙が定着ニップ部を通過する際に、記録紙の表裏(加熱部材側の表面と加圧ローラ側の裏面)に温度差が生じる。具体的には、加熱部材と接触する記録紙の表面の温度の方が、加圧ローラと接触する記録紙の裏面の温度よりも高くなる。 In this type of thermal fixing, since there is a temperature difference between the heating member and the pressure roller, when the recording paper passes through the fixing nip portion, the front and back of the recording paper (the surface on the heating member side and the pressure roller) A temperature difference occurs on the back surface of the side. Specifically, the temperature of the surface of the recording paper in contact with the heating member is higher than the temperature of the back surface of the recording paper in contact with the pressure roller.
その結果、定着ニップ部を通過後、記録紙に含まれている水分は、表面の方から多く蒸発し、裏面側から表面側への水分移動量が大きくなるため、表面側の方が裏面側よりも水分量が多くなり、その結果、表面側の紙繊維の伸びが裏面側よりも大きくなって、記録紙が裏面側にカールする現象(以下、「バックカール」という。)が生じる。 As a result, after passing through the fixing nip part, the moisture contained in the recording paper evaporates more from the front side, and the amount of moisture movement from the back side to the front side increases, so the front side is the back side. As a result, the amount of moisture on the front side becomes larger than that on the back side, and the recording paper curls to the back side (hereinafter referred to as “back curl”).
特に最近は、省エネ/ウォームアップを速くするとの観点から、加熱部材を低熱容量化し、昇温が早い定着装置が開発されてきている。そのような定着装置では、加圧ローラ側が暖まる前に通紙可能になることから、加熱部材と加圧ローラとの間に温度差がより大きくなり、定着時の記録紙の表裏の温度差が大きくなり易い。このため、定着ニップ部で発生させるバックカールが大きくなってきている。そのような定着装置では、このバックカールの大きい状態で排紙することで、排紙トレイ上に規定積載枚数を排出することができないことや、排紙トレイ上の積載そのものが乱れるといった問題が発生する。そこで、従来より、バックカールを解消する発明が提案されている(特許文献1,2,3参照)。
In particular, recently, from the viewpoint of energy saving / warming up, a fixing device has been developed which has a heating member with a low heat capacity and a high temperature rise. In such a fixing device, since the paper can be passed before the pressure roller side is warmed, the temperature difference between the heating member and the pressure roller becomes larger, and the temperature difference between the front and back of the recording paper at the time of fixing is increased. Easy to grow. For this reason, the back curl generated at the fixing nip portion is increasing. In such a fixing device, there is a problem that when the paper is discharged in a state where the back curl is large, the specified number of sheets cannot be discharged onto the discharge tray, or the stack on the discharge tray itself is disturbed. To do. Therefore, conventionally, inventions that eliminate back curl have been proposed (see
特許文献1に開示された画像形成装置は、定着部の下流側の異なる位置に順に配置された第1の搬送ローラと第2の搬送ローラとの間の搬送経路に、定着ニップ部を通過することにより記録紙に生じるバックカールの向きとは反対の向きに記録紙を湾曲しながら案内するガイド部材を備えている。この画像形成装置は、第2の搬送ローラによる記録紙の搬送速度が第1の搬送ローラに比べて大きな値に設定されることにより、記録紙がバックカールの向きとは逆向きに湾曲したガイド部材へ押しつけられた状態で搬送され、記録紙のカールが矯正される。 The image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 passes through the fixing nip portion on a conveyance path between a first conveyance roller and a second conveyance roller that are sequentially arranged at different positions on the downstream side of the fixing unit. Accordingly, a guide member is provided for guiding the recording paper while curving the recording paper in a direction opposite to the direction of the back curl generated on the recording paper. In this image forming apparatus, the recording paper transport speed by the second transport roller is set to a value larger than that of the first transport roller, so that the recording paper is curved in the direction opposite to the back curl direction. The paper is conveyed while being pressed against the member, and the curling of the recording paper is corrected.
特許文献2に開示された画像形成装置の転写紙カール矯正装置は、バックカールの矯正手段として、定着装置の下流側の搬送経路に一対のローラ部材と、該一対のローラ部材を通過中の記録紙を反対側にバックカールの向きとは逆向きに湾曲しながら案内するガイド部材を備えている。この画像形成装置は、定着ニップ部を通過することにより記録紙に生じるバックカールと逆方向に曲げることで記録紙のカールが矯正される。
The transfer paper curl correction device of the image forming apparatus disclosed in
特許文献3に開示された排出装置は、定着ニップ部と、定着ニップ部の下流側に設ける排出ニップとの間に、ガイド部材を可動可能に紙裏側と接触配置させて、定着で発生したバックカールと逆方向に曲げるとともに、紙のコシによって接触力を変えることで記録紙のカールが矯正される。 In the discharge device disclosed in Patent Document 3, a guide member is movably disposed in contact with the back side of the paper between a fixing nip portion and a discharge nip provided on the downstream side of the fixing nip portion, and the back generated by fixing. The curling of the recording paper is corrected by bending in the direction opposite to the curl and changing the contact force according to the stiffness of the paper.
しかしながら、上述した従来のバックカール矯正方法では、以下の問題が発生する。 However, the conventional back curl correction method described above has the following problems.
まず、特許文献1、2に開示された技術は、ガイド部材によって記録紙を常時強制的に押圧しバックカールと逆方向のカールを付けている。このため、例えば厚紙通紙の場合には、定着装置で記録紙が裏面にカールするバックカールが発生しないため、常時、ガイド板が第1の位置にすると逆にガイド板で、逆にフェイスカールになる。また、ガイド板との記録紙との接触力が強いため、ガイド部材により紙裏面にダメージ(キズ)/ガイド部材磨耗が発生する。さらに、紙剛性が高いためローラ対から出て先端がガイド部材に接触した際に先端が折れ曲がる等が発生し搬送安定化が困難になる、等の問題が発生する。
First, in the techniques disclosed in
次に、特許文献3に開示された技術は、記録紙を矯正的に変形させるガイド部材が記録紙のコシにより退避方向に移動できるように構成しているので、後退しても、ガイド部材と記録紙とは接触しながら、搬送されることには変わりがない。このため、両面通紙を行った際には、ガイド部材と接触する記録紙裏面には、第一面の画像があり、この画像面とガイド部材が接触することとなりトナー画像がダメージを受けるという問題もある。 Next, the technique disclosed in Patent Document 3 is configured such that the guide member that correctively deforms the recording paper can be moved in the retracting direction by the stiffness of the recording paper. There is no change in the conveyance while contacting the recording paper. Therefore, when double-sided paper is passed, there is an image on the first side on the back side of the recording paper that comes into contact with the guide member, and the toner image is damaged because this image side comes into contact with the guide member. There is also a problem.
しかしながら、最終退避位置に移動したとしても、記録紙のコシでガイド部材位置が決まるものであるため、ガイド部材と記録紙とは接触しながら、搬送されることには変わりがない。このため、両面通紙を行った際には、ガイド部材と接触する記録紙裏面には、第一面の画像があり、この画像面とガイド部材が接触することとなる。第二面定着直後のため、裏面の画像も完全にトナーが溶ける温度ではないものの、熱をうけたトナー画像がガイド部材と接触することになる。この場合には、軽い接触でも、光沢ムラ(ガイド部材と接触している部分としていない部分との光沢差)が発生しやすく、記録紙のコシのみで、ガイド部材と記録紙の接触圧をコントロールしただけでは、光沢ムラを完全に防止回避できない。また、定着ニップ部と出口ニップ部とのガイド板との位置関係に制約が発生し、レイアウト自由度が少ないという問題もある。 However, even if the guide member is moved to the final retracted position, the guide member position is determined by the stiffness of the recording paper, so that the guide member and the recording paper are conveyed while being in contact with each other. For this reason, when double-sided paper is passed, there is an image of the first surface on the back side of the recording paper that comes into contact with the guide member, and the image surface comes into contact with the guide member. Immediately after fixing on the second side, the image on the back side is not at a temperature at which the toner completely melts, but the toner image that has been heated comes into contact with the guide member. In this case, even with light contact, gloss unevenness (difference in gloss from the portion that is not in contact with the guide member) is likely to occur, and the contact pressure between the guide member and the recording paper can be controlled only with the stiffness of the recording paper. It is not possible to completely prevent and avoid uneven glossiness. In addition, there is a problem that the positional relationship between the fixing nip portion and the exit nip portion with respect to the guide plate is restricted, and the degree of freedom in layout is small.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、定着で発生するバックカールの低減と搬送安定化を両立し、かつ、記録紙・トナー画像へのダメージ低減させることができる画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can achieve both reduction of back curl caused by fixing and stabilization of conveyance and reduction of damage to recording paper and toner images. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can be used.
本発明に係る画像形成装置は、上述した課題を解決するために、画像形成部で画像を転写された記録紙を定着ニップ部に通過させかつ前記定着ニップ部で前記画像を前記記録紙に定着させる定着装置と、前記定着装置の下流側に搬送される前記記録紙を機外へ排出する機外排出経路と両面印刷の反転経路とを切り替えるための記録紙搬送経路分岐手段を有する画像形成装置において、前記定着装置と前記記録紙搬送経路分岐手段との間の搬送経路にバックカール矯正機構を備え、前記バックカール矯正機構は、前記定着ニップ部において前記記録紙にバックカールが生じる側に備える駆動ローラと前記記録紙を加熱する側に備える従動ローラとにより形成され、前記記録紙を補助搬送する補助ニップ部と、前記駆動ローラと同じ側に設けられ前記記録紙を案内するガイド部材と、前記ガイド部材を、前記補助ニップ部を通過中の前記記録紙の搬送方向前側部分を所要押圧する第1の位置と、前記記録紙から離れる第2の位置とに移動するガイド部材移動手段と、を有し、前記ガイド部材の第1の位置は、前記補助ニップ部における記録紙搬送方向と、前記記録紙が前記補助ニップ部から下流側に離れるポイントと前記ガイド部材が前記記録紙に接触するポイントとを結んだ方向との交差角に相当する紙屈曲角度θ1が20°以上50°以下であり、前記補助ニップ部の中心位置から前記補助ニップ部における記録紙搬送方向へ前記ガイド部材までの距離Lが15mm以下であり、前記補助ニップ部における記録紙搬送方向と前記ガイド部材のガイド方向との交差角に相当する初期接触角度θが120°以上である。 In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus according to the present invention passes a recording sheet onto which an image has been transferred by an image forming unit to a fixing nip unit, and fixes the image to the recording sheet at the fixing nip unit. And an image forming apparatus having a recording paper conveyance path branching unit for switching between an out-of-machine discharge path for discharging the recording paper conveyed to the downstream side of the fixing apparatus and a reverse path for duplex printing. A back curl correction mechanism is provided on a conveyance path between the fixing device and the recording paper conveyance path branching unit, and the back curl correction mechanism is provided on a side where the back curl is generated on the recording paper in the fixing nip portion. Formed by a driving roller and a driven roller provided on the side for heating the recording paper, and provided on the same side as the driving roller, and an auxiliary nip portion for auxiliary conveyance of the recording paper A guide member that guides the recording paper, a first position where the guide member is required to press the front side in the conveyance direction of the recording paper passing through the auxiliary nip portion, and a second position away from the recording paper And a guide member moving means for moving the recording member to a recording paper transport direction in the auxiliary nip portion and a point at which the recording paper moves downstream from the auxiliary nip portion. A paper bending angle θ1 corresponding to an intersection angle with a direction connecting the point where the guide member contacts the recording paper is 20 ° or more and 50 ° or less, and from the center position of the auxiliary nip portion to the auxiliary nip portion. The distance L to the guide member in the recording paper conveyance direction is 15 mm or less, and the initial contact corresponds to the intersection angle between the recording paper conveyance direction and the guide direction of the guide member in the auxiliary nip portion. Degree θ is 120 ° or more.
本発明によれば、定着で発生するバックカールの低減と搬送安定化を両立し、かつ、記録紙・トナー画像へのダメージ低減させることができる画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of reducing both back curl generated during fixing and stabilizing conveyance and reducing damage to a recording paper / toner image.
以下、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。
図1に示す画像形成装置1は、カラーレーザープリンタであり、画像形成部Aと、給紙部Bと、定着装置20と、一対の排紙ローラ13と、排紙トレイ14と、一対の反転ローラ16と、両面ユニット17等を有している。
First, the overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
An image forming apparatus 1 illustrated in FIG. 1 is a color laser printer, and includes an image forming unit A, a paper feeding unit B, a fixing
画像形成部Aは、後述する、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kと、露光装置9と、転写装置3等を含んでいる。画像形成装置1は、特徴的な構成として、定着装置20に、バックカール矯正機構Cを備えている。以下詳細に説明する。
The image forming unit A includes four
画像形成装置1の画像形成装置本体の中央には、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kが設けられている。各作像部4Y,4M,4C,4Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
In the center of the image forming apparatus main body of the image forming apparatus 1, four
具体的に、各作像部4Y,4M,4C,4Kは、潜像担持体としてのドラム状の感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電装置6と、感光体5の表面にトナーを供給する現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング装置8と、を含む。なお、図1においては、ブラックの作像部4Kが備える感光体5、帯電装置6、現像装置7、クリーニング装置8のみに符号を付しており、その他の作像部4Y,4M,4Cは、ブラックの作像部4Kと同様な構成なので、その符号を省略している。
Specifically, each of the
各作像部4Y,4M,4C,4Kの下方には、感光体5の表面を露光する露光装置9が配設されている。露光装置9は、図示しないレーザー光源、ポリゴンミラー51a、f−θレンズ51b、複数の反射ミラー51c等を有し、画像データに基づいて各感光体5の表面へレーザー光を照射し各感光体5の表面に静電潜像を形成するようになっている。
Under the
また、各作像部4Y,4M,4C,4Kの上方には、転写装置3が配設されている。転写装置3は、中間転写体としての中間転写ベルト30と、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ31と、二次転写手段としての二次転写ローラ36と、二次転写バックアップローラ32と、クリーニングバックアップローラ33と、テンションローラ34と、ベルトクリーニング装置35とを備える。
A transfer device 3 is disposed above the
中間転写ベルト30は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ32、クリーニングバックアップローラ33およびテンションローラ34によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ32を回転駆動することによって、中間転写ベルト30は図の矢印で示す方向に周回走行(回転)するようになっている。
The
4つの一次転写ローラ31は、それぞれ、各感光体5との間で中間転写ベルト30を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ31には、電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)又は所定の交流電圧(AC)が各一次転写ローラ31に印加されるようになっている。
Each of the four
二次転写ローラ36は、二次転写バックアップローラ32との間で中間転写ベルト30を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ31と同様に、二次転写ローラ36にも電源が接続されており、所定の直流電圧(DC)又は交流電圧(AC)が二次転写ローラ36に印加されるようになっている。
The
ベルトクリーニング装置35は、中間転写ベルト30に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置35で回収された廃トナーは、廃トナー移送ホースを介して廃トナー収容器に収容される。
The
画像形成装置本体の上部には、ボトル収容部2が設けられており、ボトル収容部2には、補給用のトナーを収容する4つのトナーボトル2Y,2M,2C,2Kが着脱可能に装着されている。各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kと上記各現像装置7との間に設けた図示しない補給路を介して、各トナーボトル2Y,2M,2C,2Kから各現像装置7にトナーが補給される。
A
一方、画像形成装置本体の下部には、給紙部Bを備えている。給紙部Bは、記録媒体としての記録紙Pを収容した給紙トレイ10や、給紙トレイ10から記録紙Pを搬出する給紙ローラ11等を有している。
On the other hand, a sheet feeding unit B is provided at the lower part of the image forming apparatus main body. The paper supply unit B includes a
なお、記録媒体としての記録紙には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、手差し給紙機構を備えていてもよい。本実施形態において、厚紙とは、坪量が160g/m2以上の紙を言うものとする。 Note that recording paper as a recording medium includes, in addition to plain paper, thick paper, postcard, envelope, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, OHP sheet, and the like. Further, a manual paper feed mechanism may be provided. In the present embodiment, cardboard refers to paper having a basis weight of 160 g / m 2 or more.
画像形成装置本体内には、記録紙Pを給紙トレイ10から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Rが配設されている。搬送路Rにおいて、二次転写ローラ36の位置よりも記録紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って記録紙Pを二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ12が配設されている。
In the image forming apparatus main body, a conveyance path R is provided for discharging the recording paper P from the
また、二次転写ローラ36の位置よりも記録紙搬送方向下流側には、未定着トナー画像を担持させた記録紙Pを加圧・加熱してトナー画像を記録紙Pに定着させる定着装置20が配設されている。さらに、定着装置20よりも搬送路Rの記録紙搬送方向下流側には、記録紙Pを装置外へ排出するための一対の排紙ローラ13が設けられている。また、画像形成装置本体の上面部には、装置外に排出された記録紙Pをストックするための排紙トレイ14が設けられている。
Further, on the downstream side in the recording paper conveyance direction from the position of the
また、排紙ローラ13と定着装置20の間には、分岐部材15が設けられている。分岐部材15は、片面通紙モード時には、図1に示す第1の状態となり、一方、両面通紙モードの時には、図1に示す第1の状態から矢印方向に閉じた第2の状態になるよう回動可能に本体に固定されている。
A
すなわち、分岐部材15は、定着装置20の下流側に搬送される記録紙Pを機外の排紙トレイ14へ排出する機外排出経路(排紙ローラ13を通過する経路)と両面印刷の反転経路(後述する両面ユニット17内を通る経路)とを切り替える構成であるので、本発明の記録紙搬送経路分岐手段を構成している。さらに、分岐部材15と定着装置20の間に、後述するバックカール矯正機構Cを備えている。
In other words, the branching
両面反転経路40には、分岐部材15の下流側に設けられた記録紙Pをスイッチバックさせる反転ローラ16と、反転ローラ16とレジストローラ12との間には両面ユニット17とを備えている。この両面ユニット17は、搬送ローラ42〜44を備えて両面印刷の反転経路を構成しており、第一面定着後の記録紙Pを反転ローラ16でスイッチバックさせ搬送ローラ42〜44を経由してレジストローラ12に搬送するようになっている。
The double-
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置1の基本的な動作について説明する。 Next, a basic operation of the image forming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
まず、作像動作が開始されると、各作像部4Y,4M,4C,4Kにおける各感光体5が図の時計回りに回転駆動され、各感光体5の表面が帯電装置6によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体5の表面には、露光装置9からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。
First, when an image forming operation is started, each photoconductor 5 in each of the
このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像は画像として顕像化(可視像化)される。 At this time, the image information to be exposed on each photoconductor 5 is monochromatic image information obtained by separating a desired full-color image into color information of yellow, magenta, cyan, and black. The toner is supplied to the electrostatic latent images formed on the respective photoreceptors 5 by the developing devices 7 in this way, whereby the electrostatic latent images are visualized (visualized) as images.
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ32が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト30を図の矢印で示す方向に周回走行させる。
When the image forming operation is started, the secondary transfer backup roller 32 is driven to rotate counterclockwise in the figure, and the
また、各一次転写ローラ31に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ31と各感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
Further, by applying a constant voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity or a voltage controlled by a constant current to each
その後、各感光体5の回転に伴い、感光体5上の各色の画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体5上の画像が中間転写ベルト30上に順次重ね合わせて転写される。
Thereafter, when each color image on the photoconductor 5 reaches the primary transfer nip as each photoconductor 5 rotates, the image on each photoconductor 5 is intermediated by the transfer electric field formed in the primary transfer nip. The images are sequentially superimposed and transferred onto the
かくして、中間転写ベルト30の表面にフルカラーの画像が担持される。また、中間転写ベルト30に転写しきれなかった各感光体5上のトナーは、クリーニング装置8によって除去される。そして、各感光体5の表面が除電装置によって除電され、表面電位が初期化される。
Thus, a full color image is carried on the surface of the
プリンタの下部では、給紙ローラ11が回転駆動を開始し、給紙トレイ10から記録紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された記録紙Pは、レジストローラ12によって搬送が一旦停止される。
In the lower part of the printer, the
その後、所定のタイミングでレジストローラ12の回転駆動を開始し、中間転写ベルト30上の画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、記録紙Pを二次転写ニップへ搬送する。このとき、二次転写ローラ36には、中間転写ベルト30上の画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト30上の画像が記録紙P上に一括して転写される。また、このとき記録紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト30上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置35によって除去され、廃トナー収容器へと搬送される。
Thereafter, rotation of the
その後、記録紙Pは定着装置20へと搬送され、定着装置20によって記録紙P上の画像が当該記録紙Pに定着される。定着装置20から搬送された記録紙Pは、記録紙Pを装置外へ排出する経路と両面反転経路を切り替えるための分岐部材15を経由して、排出方向、再給紙方向へと案内される。
Thereafter, the recording paper P is conveyed to the fixing
片面通紙モード時は、分岐部材15が開いて、排出のための一対の排紙ローラ13によって装置外へ搬送され、画像形成装置本体の上面部に設けられた装置外に排出された記録紙Pをストックするための排紙トレイ14に排出される。
In the single-sided sheet passing mode, the branching
両面通紙モードの時は、分岐部材15が矢印の方向に閉じることで、第一面定着後の記録紙Pは両面反転経路40へ案内される。両面反転経路40に案内された記録紙Pは、一対の反転ローラ16にて、スイッチバックし、両面ユニット17に搬送され、再度一対のレジストローラ12に搬送され再給紙されることで、第一面と同様に、第2面画像を記録紙Pの裏面にプリントする。そして、記録紙Pは、排紙ローラ13によって装置外へ排出され、排紙トレイ14上にストックされる。
In the double-sided paper passing mode, the branching
以上の説明は、記録紙P上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つの作像部4Y,4M,4C,4Kのいずれか1つを使用して単色画像を形成し、また2つ又は3つの作像部を使用して、2色又は3色の画像を形成することも可能である。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on the recording paper P. A single-color image is formed using any one of the four
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置1のバックカール矯正機構Cを有する定着装置20について詳細に説明する。
図2は、本実施形態に関わるバックカール矯正機構を有する定着装置の断面図である。
Next, the fixing
FIG. 2 is a cross-sectional view of a fixing device having a back curl correction mechanism according to the present embodiment.
図2に示すように、定着装置20は、記録紙Pに担持された転写後のトナー画像Tを熱と圧力により融解・浸透させて定着するために用いられており、加熱されながらエンドレス走行が可能な可撓性を有する定着ベルト21を備えている。
As shown in FIG. 2, the fixing
定着装置20は、画像形成部Aでトナー画像を転写された記録紙Pを定着ニップ部Nに通過させかつ定着ニップ部Nで熱と圧力を加えてトナー画像を記録紙Pに定着させる。
The fixing
定着装置20には、無端な定着ベルト(定着部材)21に加えて、定着ベルト21と当接した当接状態で定着ベルト21との間に圧力を作用させて定着ニップ部Nを形成する対向回転体である加圧ローラ(加圧部材)22が設けられている。定着ベルト21の内部には、定着ニップ部N以外の箇所で定着ベルト21の内面側を加熱する複数のハロゲンランプ23a,23bを備えたヒータ(熱源)23が備えられている。
In addition to an endless fixing belt (fixing member) 21, the fixing
定着ベルト21の内部には、定着ベルト21の内側に配設されたニップ形成用のベース部材であるニップ形成部材24と、ニップ形成部材24を支持するステー25と、ヒータ23から放射される光を定着ベルト21へ反射する反射部材26が設けられている。
Inside the fixing
ニップ形成用のベース部材であるニップ形成部材24は、詳細を図示しないが、ベースパッドを巻いている摺動シート(低摩擦シート)を有する。
Although not shown in detail, the
図2に示すニップ形成部材24は、定着ニップ部Nの形状が平坦状であるが、この形状に限らない。例えば、加圧ローラ22の周面に沿って凹状に定着ニップ部Nを形成した場合には、定着ニップ部Nを通過する記録紙Pの先端が加圧ローラ22側に寄るので、定着ベルト21からの分離性が向上する利点がある。
In the
定着ベルト21の温度は、記録紙Pが定着ニップ部に進入する側に設けられた温度センサ27によって検出され、ヒータ23のフィードバック処理に用いられる。なお、図2において矢印Fは、記録紙Pの搬送方向を示している。
The temperature of the fixing
定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有するスリーブ状に形成された無端状のベルトであり、基材とその表面に位置する離型層により構成されている。基材には、ニッケルもしくはA−SUS等の金属材料またはポリイミドなどの樹脂材が用いられる。また離型層には、トナーに対する離型性を有するテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などが用いられる。
The fixing
加圧ローラ22は、芯金22aと、芯金22aの周面に設けられた発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等から成る弾性層22bと、弾性層22bの表面に設けられたPFA又はPTFE等から成る離型層によって構成されている。
The
加圧ローラ22は、図示しない加圧手段によって定着ベルト21側へ加圧され定着ベルト21と当接状態でベース部材としてのニップ形成部材24に当接している。
The
この加圧ローラ22と定着ベルト21とが当接する箇所では、加圧ローラ22の弾性層22bが押し潰されることで、定着ベルト21との間に圧力を受けてニップ形成部材24が所定の幅の定着ニップ部Nを確保するようになっている。
At the place where the
加圧ローラ22は、プリンタ本体に設けられた図示しないモータ等の駆動源によって回転駆動するように構成されている。加圧ローラ22が回転駆動すると、その駆動力が定着ニップ部Nで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が従動回転するようになっている。
The
本実施形態に係る定着装置20では、加圧ローラ22を中実のローラとしているが、中空のローラであってもよい。その場合、加圧ローラ22の内部に、輻射熱を用いるハロゲンヒータ等の加熱源を配設することも可能である。また、弾性層22bが無い場合は、熱容量が小さくなり定着性が向上するが、未定着トナーを押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部に光沢ムラが生じる可能性がある。これを防止するには、厚さ100μm以上の弾性層を設けることが望ましい。
In the fixing
中空ローラに用いられるパイプ状金属として、アルミニウム、鉄あるいはステンレスなどが選択できる。加圧ローラ22内に熱源を設ける場合には、熱源からの輻射熱により支持体が加熱されるのを抑制するために、支持体表面に断熱層を設けることや鏡面処理による熱線反射面を設けることが望ましい。この場合の熱源には、上述したハロゲンヒータに限らず、IHヒータや抵抗発熱体、あるいはカーボンヒータを用いることも可能である。
Aluminum, iron, stainless steel, or the like can be selected as the pipe-shaped metal used for the hollow roller. When providing a heat source in the
上述した定着装置20の場合、低熱容量の加熱部材を直接加熱する構成のため、昇温が非常に早い定着装置であるため、ファーストプリントが早くできるメリットがある。しかし、記録紙Pにバックカールが生じる観点からすると、加圧ローラが十分温まる前に定着が行われるため、上述したような表裏の温度差によるバックカール(例えば図2で示す実線P'の湾曲形状)が非常に大きくなる。
In the case of the fixing
定着装置20の記録紙出口側には、定着ニップ部近傍で定着ニップ部Nを通過した記録紙Pを分離して排紙部に向け排出方向にガイドする分離搬送機構が設けられている。
On the recording paper exit side of the fixing
分離搬送機構は、定着ニップ部から移動する記録紙Pの移動方向下流側で定着ベルト21側に近接する先端201aを有したベルト側分離部材201と、加圧ローラ22側に近接する揺動端202aを有した加圧側分離部材202とを備えている。
The separating and conveying mechanism includes a belt-
ベルト側分離部材201は、定着ベルト21に対して粘着して貼り付き気味な記録紙Pを定着ベルト21から剥離するために設けられている。このため、貼り付いている記録紙Pを定着ベルト21の表面から浮き上がらせることができる近接位置に位置決めできる精度が得られるように金属製のものが用いられる。
The belt-
加圧側分離部材202は、樹脂成型品が用いられており、一部に設けられた支持ロッド202Aが筐体側(図示されず)に回転可能に支持されることにより、加圧ローラ22に対向する揺動端202aを加圧ローラ22に対して接離可能となるように揺動可能である。
A resin molded product is used for the pressure
加圧側分離部材202は、加圧ローラ22に対して揺動することにより、例えば、ジャムを生じた記録紙Pを定着ニップ部Nから取り除く際に加圧ローラ22から離れる方向に大きく揺動され、定着ニップ部Nへの手の挿入スペースを作ることができる。これにより、記録紙Pの引き出しが可能となる。
The pressure-
分岐部材15と定着装置20の間に備えられるバックカール矯正機構Cは、駆動ローラ204と、従動ローラ203と、ガイド部材205と、ガイド部材移動手段Dと、を有する。
The back curl correction mechanism C provided between the branching
駆動ローラ204および従動ローラ203は分離部材201,202の下流側に配置されている。
The driving
駆動ローラ204は、定着装置20と分岐部材15との間の搬送経路に関し、定着ニップ部において記録紙Pにバックカールが生じる側(加圧ローラ22側)に備えられる。
The driving
従動ローラ203は、定着装置20と分岐部材15との間の搬送経路に関し、定着ニップ部において記録紙Pを加熱する側(定着ベルト21側)に備えられる。
The driven
駆動ローラ204と従動ローラ203は、補助ニップ部を形成して転がり回転し記録紙Pの搬送を補助する。定着ニップ部と補助ニップ部との間の距離は記録紙Pの長さよりも短く設定されている。
The driving
ジャムの発生を防ぐために以下のように構成されている。まず、駆動ローラ204の径が従動ローラ203の径よりも所要大きく設定されている。補助ニップ部における記録紙搬送速度が定着ニップ部における記録紙搬送速度よりも僅かに小さく設定されている。そして、補助ニップ部のニップ圧が定着ニップ部のニップ圧よりも所要小さく設定されている。この構成により、定着ニップ部と補助ニップ部との間で記録紙Pにジャムの発生が生じない。
In order to prevent the occurrence of jamming, it is configured as follows. First, the diameter of the driving
駆動ローラ204は少なくともローラ周面部がゴムにより形成され、従動ローラ203は、少なくともローラ周面部が駆動ローラ204のローラ周面部よりも硬質でかつ離型性を有するよう形成されていればよい。
The driving
この実施の形態では、駆動ローラ204は、芯金204a(後述においては、ローラ軸204aという。)と、芯金204aの表面に設けられたシリコン、EPDM、ウレタン、フッ素ゴム等からなる高摩係数のソリッドゴム材料204bとから構成し、記録紙搬送力を得られるようにしている。
In this embodiment, the driving
従動ローラ203は、中空のパイプ状金属表面にPFA、ETFA、FEP等の低μのチューブ(厚み30〜300μm)を被せた構成にしている。
The driven
中空のパイプ状金属にしている理由としては、定着時に紙から蒸発して発生した水蒸気が従動ローラ側に付着する結露防止ため、低熱容量化し、定着からの熱ですぐに温まるようにするためである。 The reason for using a hollow pipe-shaped metal is to reduce the heat capacity and prevent the water vapor generated from the paper evaporated during fixing from adhering to the driven roller side, so that the heat from the fixing heats up quickly. is there.
表面に低μのチューブを配置している理由としては、定着後に溶け切れなかった微量なトナーが付着しづらくし、付着しても堆積しないようにするためである。すなわち、従動ローラ203側は画像面側に常時接触しながら搬送するので、前述した構成となっている。従動ローラ203は、ホルダを介して図示しないバネ部材によって画像形成装置本体に保持されており、ホルダを前記バネにて加圧することによって、駆動ローラ204と従動ローラ203は接触して補助ニップ部を形成し記録紙Pを補助搬送可能になっている。
The reason why the low μ tube is arranged on the surface is that a small amount of toner that has not melted after fixing is difficult to adhere and does not accumulate even if it adheres. That is, the driven
ガイド部材205は、回動中心が駆動ローラ204のローラ軸と同軸となるように定着ユニットより設けられる。ガイド部材205は、本体制御部からの制御信号に基づいて駆動される後述するガイド部材移動手段Dにより、図2に示す第1の位置(記録紙Pを所要押圧する前進位置)と、図3に示す第2の位置(記録紙Pから離れる(非接触になる)後退位置)のいずれかに移動される。
The
ガイド部材205は、図2に示す第1の位置に位置される状態では、補助ニップ部を通過中の記録紙Pの搬送方向前側部分を駆動ローラ204と同じ側で押圧するように摺動接触し、記録紙Pをバックカールと逆側に凹面状に屈曲させるように機能する。
When the
すなわち、ガイド部材205は、第1の位置に保持される場合、補助ニップ部を通過中の記録紙Pの方向(ローラ対の中心を結んだ線に対して、直角方向)対して、駆動ローラ204と同じ側から経路を塞ぐような位置に配置されるようになっている。
That is, when the
このため、記録紙Pの先端はガイド部材205と接触し、その後、記録紙Pは、ガイド部材205に押圧されながら、駆動ローラ204と従動ローラ203のニップ搬送力により、補助搬送されることになる。
For this reason, the leading edge of the recording paper P comes into contact with the
そうすると、ガイド部材205は、記録紙Pに対し、バックカールと反対側に凹曲面となるように湾曲し、バックカール矯正ができる。このような搬送路にすることで、ガイド部材205を通過する記録紙Pは、定着で発生したバックカールを改善し、排紙トレイ14に排出可能となる。
Then, the
続いて、図4〜図9を参照してガイド部材205およびガイド部材移動手段Dの構成を説明する。
Next, the configuration of the
図4に示すように、駆動ローラ204は、加圧側分離部材202にスベリ軸受208を介して回転可能に両端支持されるローラ軸204aと、ローラ軸204aに所要間隔を開けて被嵌固定された複数のゴムなどの弾性材料製の短円筒部204bとからなる。
As shown in FIG. 4, the driving
駆動ローラ204は、図6に示すガイド部材移動手段Dからの回転駆動力をアイドラギヤ211を介してローラ軸204aの端部に固定された駆動ギヤ210に伝達されることにより回転可能である。
The driving
図4〜図7に示すように、ガイド部材205は一対のブラケットアーム206の上端部に回動可能に両端支持される支持軸205aに固定されている。一対のブラケットアーム206は、スベリ軸受208の外径部に被嵌され回動可能である。ガイド部材205は、支持軸205aに被嵌固定された複数のボス205bにそれぞれ複数個設けられている。
As shown in FIGS. 4 to 7, the
ガイド部材205は、基端をボス205bに固定され張り出し端を駆動ローラ204に被さるように延びている。ブラケットアーム206のストッパ部206bが加圧側分離部材202の一部に接触した位置でガイド部材205を停止するように構成している。この位置に対応するガイド部材205の姿勢位置が、補助ニップ部から排出された記録紙の角度を変化させる第1の位置となる。
The
図5〜図7に示すように、ガイド部材移動手段Dは、駆動源としてのソレノイド220と、ソレノイド220の作動により揺動するリンク機構207と引張ばね209とを備えている。ソレノイド220は、筐体を画像形成装置本体に固定されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the guide member moving means D includes a
引張ばね209は、加圧側分離部材202の側面部に一端を係止され、他端をブラケットアーム206のアーム部206aの中途に係止され、ガイド部材205が図2に示す第1の位置となる方向にブラケットアーム206を回動するようにばねの引張力を掛けている。
One end of the
図7に示すように、リンク機構207は、水平方向の一端207aを固定ピン軸207Aに支持され、他端である作動端207bをブラケットアーム206のアーム部206aの先端部を下側から囲うように当接し、水平方向の中途部より上方に延びる上方延出部207cの上端に設けられた長孔207dが、ソレノイド220の伸張ロッド220aとピンで連結されている。
As shown in FIG. 7, in the
図7に示すように、ソレノイド220の伸張ロッド220aが伸張していて(点線で示す位置)、図6に示すように、リンク機構207の作動端207bがブラケットアーム206のアーム部206aの先端部に対し下方に離れている状態である。
As shown in FIG. 7, the
図6に示す状態から、制御装置の制御信号に基づいてソレノイド220の内部コイルに電流が流れると、ソレノイド220の伸張ロッド220aが引退する。これにより、引張ばね209の引張力に抗してリンク機構207が回動され、作動端207bがブラケットアーム206のアーム部206aの先端部を持ち上げる(図7に示す状態)。これにより、ガイド部材205が図2,図8に示す第1の位置から、図3,図9に示す第2の位置に後退するようになっている。
From the state shown in FIG. 6, when a current flows through the internal coil of the
一方、図7に示す状態から、制御装置の制御信号に基づいてソレノイド220の内部コイルへの電流が切れると、引張ばね209の引張力により、ブラケットアーム206が回動し、ガイド部材205が図2に示す第1の位置に復帰するようになっているとともに、引張ばね209の引張力により、ソレノイド220の伸張ロッド220aが引退し、図5,図6に示す状態になる。
On the other hand, when the current to the internal coil of the
上述構成にすることで、駆動ローラ204とガイド部材205との間のギャップは、部品の寸法公差の積み上がりが最も少ない構成(各部品の軸中心からの半径距離公差のみ)とすることができ、駆動ローラ204とガイド部材205との間のギャップが高精度に一定保たれた状態で、ガイド部材205が移動可能となる。
With the above-described configuration, the gap between the
図10に示すように、分岐部材15は記録紙の搬送方向に対して直交する幅方向に対応して複数の爪状に配列され、またガイド部材205も、記録紙の搬送方向に対して直交する幅方向に対応して複数の爪状に配列されている。しかも、分岐部材15とガイド部材205は、交互に配列されている。
As shown in FIG. 10, the
これにより、分岐部材15の揺動エリアとガイド部材205の揺動エリアとが、記録紙の搬送ライン上でオーバーラップしても、互いに独立して揺動されて記録紙をガイドするようになっている。
As a result, even if the swinging area of the
図11(a)〜(d)は、分岐部材15の第1,第2の位置と、ガイド部材205の第1,第2の位置との組み合わせにより形成される記録紙に対する4通りの搬送経路を示す。図中の一点鎖線は、駆動ローラ204と従動ローラ203とで形成される補助ニップ部を通過する記録紙の搬送経路を示す。
11A to 11D show four conveyance paths for the recording paper formed by the combination of the first and second positions of the branching
図11(a)は、薄紙の片面印刷モードにおける記録紙の搬送経路を示し、分岐部材15が第2の位置およびガイド部材205が第1の位置にある。ガイド部材205は、補助ニップ部を通過中の記録紙の裏面(バックカール側の面)に当接してバックカールと逆方向の凹局面となるように湾曲させて排紙ローラ13に導くようになっている。
FIG. 11A shows a recording paper conveyance path in the thin paper single-sided printing mode, where the
図11(b)は、厚紙の片面印刷モードにおける記録紙の搬送経路を示し、分岐部材15およびガイド部材205がともに第2の位置にある。ガイド部材205は、補助ニップ部を通過中のバックカールが生じない記録紙の裏面に非接触となって、分岐部材15が記録紙をソフトに湾曲させて排紙ローラ13に導くようになっている。
FIG. 11B shows a recording paper conveyance path in the thick paper single-sided printing mode, and the
図11(c)は、薄紙の両面印刷モードにおける第1面通紙の記録紙の搬送経路を示し、分岐部材15が第1の位置およびガイド部材205が第2の位置にある。ガイド部材205は、補助ニップ部でバックカールを若干修正された該補助ニップ部を通過中の記録紙の裏面(第2面)に軽く接触するとともに、分岐部材15が記録紙を反転ローラ16に導くようになっている。
FIG. 11C shows a recording sheet conveyance path for the first sheet passing in the thin sheet duplex printing mode, where the
図11(d)は、薄紙の両面印刷モードにおける第2面通紙の記録紙の搬送経路を示し、分岐部材15およびガイド部材205がともに第2の位置にある。ガイド部材205は、補助ニップ部を通過中のバックカールが生じない記録紙の裏面(第1面)に非接触となって、分岐部材15が記録紙をソフトに湾曲させて排紙ローラ13に導くようになっている。
FIG. 11 (d) shows the conveyance path of the recording paper for passing the second surface in the thin paper duplex printing mode, and both the branching
なお、図4に示すように、ガイド部材205は、長手にわたり複数のリブ形状となっていて、ガイド部材205間に、リブ状の分岐部材15が入り込んでいる。
As shown in FIG. 4, the
カール矯正効果を得られるようにするためには、ガイド部材205の先端を補助ニップ部に近づけることが必要となるため、駆動ローラ204の複数のゴム部が間隔を開くように設けられ、ゴム部とゴム部の間にガイド部材205が入りこむように構成されている。
In order to obtain the curl correction effect, it is necessary to bring the tip of the
図12は、ガイド部材205の回動中心を駆動ローラ204の回転中心に合わせて設けた場合(図中の実線で示す位置)と、ガイド部材205の回動中心を駆動ローラ204の回動中心を駆動ローラ204の回転中心からあるギャップで離れて配置した場合(図中の符号205'で示す点線の位置)の比較図を示す。
FIG. 12 shows a case where the rotation center of the
図12で分かるように、ガイド部材205を実線の位置であるときのカール矯正効果と、ガイド部材205を点線の位置であるときのカール矯正効果とが同じなる。
As can be seen in FIG. 12, the curl correction effect when the
補助ニップ部を通過する記録紙は、駆動ローラ204と従動ローラ203の中心同士を結ぶ線に対して垂直方向に排出される。このため、ガイド部材205が点線の位置である時の補助ニップ部近傍の用紙先端とガイド部材205との接触角度θ'は、ガイド部材205が実線の位置である時の補助ニップ部近傍の用紙先端とガイド部材205との接触角度θよりも小さくなる。
The recording paper passing through the auxiliary nip portion is discharged in a direction perpendicular to a line connecting the centers of the driving
この接触角度が小さくなると、用紙先端が座屈して折れ曲がって搬送され、最悪時は、ジャムに至るリスクが高まる。逆に、ガイド部材205の記録紙に対して接触する面の延長線が駆動ローラ204の回転中心からずれて接触角度が上記接触角度θよりも大きくなるように配置した場合は、ガイド部材205で用紙を屈曲させるカール矯正効果が低下することにつながる。
When this contact angle is small, the leading edge of the paper is buckled and bent and conveyed, and in the worst case, the risk of jamming increases. Conversely, when the
しかしながら、第1の位置は、ガイド部材205を積極的に記録紙Pの裏面と接触させる位置であるため、記録紙Pの裏面とガイド部材205との搬送抵抗が大きく、紙自体にストレスを与えることになる。
However, since the first position is a position where the
そこで、本発明者は、ガイド部材205の第1の位置をいかなる位置に設定すれば、記録紙Pの裏面とガイド部材205との搬送抵抗が小さくて、かつ紙自体に与えるストレスを小さくできるかについて通紙テストを行なった。この通紙テストは、本実施の形態に係る定着装置の試作機にて、ガイド部材205の端縁を直線状とし、図13に示す第1の交差角θと、第2のθ1と、距離Lの値を種々変えて行なった。この通紙テストは、カール矯正の効果が得られるか、搬送性を阻害する状況が生じてしまうか否かの2点についての評価テストであり、表1の結果が得られた。
Therefore, the present inventor can set the first position of the
図13中の初期接触角度θは、補助ニップ部における記録紙搬送方向とガイド部材205のガイド方向との交差角に相当する角度である。図13中の紙屈曲角度θ1は、補助ニップ部における記録紙搬送方向と、記録紙が補助ニップ部から下流側に離れるポイントとガイド部材が記録紙に接触するポイントとを結んだ方向との交差角に相当する角度である。図13中の距離Lは、補助ニップ部の中心位置から補助ニップ部における記録紙搬送方向へガイド部材205までの距離である。
The initial contact angle θ in FIG. 13 is an angle corresponding to the intersection angle between the recording paper conveyance direction and the guide direction of the
表1には、カール矯正について、◎、○、×の段階評価で表している。これは、本実施の形態に係る定着装置の試作機にて、まず、ガイド部材205でカール矯正を行わないものについて、図14に示すように、画像を定着し排紙されたテスト紙Pを平板Q上に載置しテスト紙Pの端縁における平板Qからの距離をカール量として測定する。次いで、ガイド部材205でカール矯正が行われたテスト紙Pを平板Q上に載置し、カール量として測定する。
In Table 1, curl correction is represented by ◎, ◯, and × grades. This is a prototype of the fixing device according to the present embodiment. First, as shown in FIG. 14, the test paper P on which the
そして、ガイド部材205でカール矯正を行わない場合のカール量に比較して、カール矯正が行われたテスト紙Pのカール量が10mm以上低減している場合には◎を付け、5mm以上10mm未満低減している場合には○を付け、5mm未満低減している場合には×を付けた。試験結果として、比較例1と4がカール矯正×となった。
When the curl amount of the test paper P on which the curl correction is performed is reduced by 10 mm or more as compared with the curl amount when the
また、表1には、搬送性について、○、×の段階評価で表している。これは、本実施の形態に係る定着装置の試作機にて、坪量52g/m2の薄紙を比較例1〜5、および実施例1〜6の11種類の搬送性について評価した。搬送性の評価は、それぞれ図13中のθ、θ1、Lを表中の数値のように設定して、一種類毎に1000枚通紙を行い、紙先端折れまたは紙つまりが1枚でも発生したら×を付け、1枚も発生しなければ○を付けた。試験結果として、比較例1〜3、5が搬送性×となった。 In Table 1, the transportability is represented by a grade evaluation of ◯ and X. This was evaluated with respect to 11 types of transportability of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 6 on a thin paper having a basis weight of 52 g / m 2 by a prototype of the fixing device according to the present embodiment. In the evaluation of transportability, θ, θ1, and L in FIG. 13 are respectively set as the numerical values in the table, and 1000 sheets are passed for each type. Then, a cross was marked, and a circle was marked if none occurred. As test results, Comparative Examples 1 to 3 and 5 were transportability x.
表1中の総合判定は、カール矯正の試験結果と搬送性の試験結果の両方が×の場合には、総合判定×とした。表1において、総合判定が〇のものについて数値領域の特定を行った。その結果、交差角θ1が20°以上50°以下であり、距離Lが15mm以下であり、交差角θが120°以上であるように、ガイド部材205を第1の位置を設定すると、定着で発生するバックカールの低減と搬送安定化を両立させられることが分かった。
The comprehensive judgment in Table 1 was taken as comprehensive judgment x when both the curl correction test result and the transportability test result were x. In Table 1, the numerical region was specified for those having a comprehensive judgment of “O”. As a result, when the
図15に示すように、ガイド部材205の端縁を曲線にした場合でも、図15中の第1の交差角θと、第2のθ1と、距離Lの値とが図13に示す第1の交差角θと、第2のθ1と、距離Lの値と同一であれば、表1の結果が得られる。
As shown in FIG. 15, even when the edge of the
一方、厚紙ではない記録紙Pの両面通紙モードの第2面通紙時は、画像がある面(第一面目)とガイド部材205が接触することになり、画像コスレ、光沢スジが発生しやすい。
On the other hand, when the second surface of the recording paper P that is not a thick paper is passed in the double-sided paper passing mode, the surface with the image (first surface) comes into contact with the
特に、第2面通紙時は、定着ユニット部における第二画像面の定着中、裏面となる第1面画像も定着ニップ部を再度通って再加熱される。このため、温まった第1面画像がガイド部材205により強く擦られると、トナーが剥がれやすかったり、光沢が変わったり等が発生しやすい。
In particular, when the second surface is passed, during the fixing of the second image surface in the fixing unit, the first surface image as the back surface is also reheated through the fixing nip. For this reason, when the heated first-surface image is rubbed strongly by the
そこで、ガイド部材205は、図3に示す第2の位置に位置される。第2の位置に位置されるガイド部材205は、補助ニップ部を通過中の記録紙Pに対し非接触となり、記録紙Pを屈曲させないように機能する。
Therefore, the
ガイド部材205は、第2の位置に位置されると、補助ニップ部から排出される記録紙Pの搬送方向(ローラ対の中心を結んだ線に対して、直角方向)に対して、大きく退避し、積極的に紙へ接触しない位置になる。この場合、紙搬送時のバックカールを矯正できないが、紙へのストレスを与えないため、上述した裏面キズ、摩耗、画像コスレ、光沢スジが発生しない。
When the
厚紙ではない記録紙Pの両面通紙モードの第2面通紙時は、第1面画像の定着とは異なり、バックカールが生じないので、ガイド部材205が第2の位置に後退することは、好都合の効果が得られる。
Unlike the fixing of the first-side image, when the second-side paper passing mode of the recording paper P, which is not a thick paper, is not backcurled, the
なお、厚紙ではない記録紙Pの両面通紙モードの第2面通紙時に第2の位置までは後退しないが、に位置される、ガイド部材205は、片面印刷時と両面印刷時のうちの少なくとも片面印刷時には、第1の位置に来るように構成されている。
It should be noted that the
一方、記録紙Pがコシの強い厚紙等である場合には、ガイド部材205を第1の位置に位置させると、コシの弱い薄紙である記録紙Pに比べて、ガイド部材205との接触抵抗が大きい。このため、紙自体に与えるストレスが一層大きくなり、紙裏面に接触の跡が発生しやすくなり、ガイド部材205自体が摩耗したり等が発生しやすくなる。
On the other hand, when the recording paper P is a strong thick paper or the like, when the
しかし、記録紙Pがコシの強い厚紙等である場合には、バックカールが生じない。したがって、記録紙Pがコシの強い厚紙等である場合には、ガイド部材205は、片面通紙モードの第1面通紙時および両面通紙モードの第2面通紙時のいずれも、図3に示す第2の位置に位置される。
However, when the recording paper P is a strong thick paper or the like, no back curl occurs. Therefore, when the recording paper P is a strong thick paper or the like, the
上記説明のように、ガイド部材205を第1の位置と第2の位置との間で切り替えることにより、バックカール矯正と画像コスレの回避等を両立させている。
As described above, by switching the
本実施の形態の画像形成装置によれば、定着装置20の下流側直後に駆動ローラ204と従動ローラ203を設け、さらに補助ニップ部の下流側直後にガイド部材205を第1の位置と第2の位置とに切り替え可能に構成とした。これにより、定着装置20で記録紙Pのバックカールを反対側に曲げることで、バックカールの矯正が必要な条件下のみに限定して矯正することが可能にできる。
According to the image forming apparatus of the present embodiment, the driving
例えば、厚紙通紙の場合は、定着装置20で記録紙Pが裏面にカールするバックカールが発生しないため、常時、ガイド部材205が第1の位置にすると逆にガイド板で、逆にフェイスカールになる。また、ガイド部材205との記録紙との接触力が強いため、ガイド部材205により紙裏面にダメージ(キズ)が発生するとともに、ガイド部材205の磨耗が発生する。さらに、紙剛性が高いため駆動ローラ204と従動ローラ203の補助ニップ部から出て先端がガイド部材205に接触した際に先端が折れ曲がる等の副作用が出る点からもバックカールを矯正する第1の位置にする必要がない。
For example, in the case of thick paper passing, since the back curl in which the recording paper P is curled on the back surface does not occur in the fixing
本実施の形態の画像形成装置によれば、上記観点から、ガイド部材205位置を切り替える駆動手段を有し、条件によってガイド部材205の位置を切り替え可能にすることができる。これにより、定着時に発生するバックカール低減と搬送安定化を両立させることができ、記録紙Pへのダメージ低減を図ることができる。
According to the image forming apparatus of the present embodiment, from the above viewpoint, the driving unit that switches the position of the
本実施の形態の画像形成装置によれば、定着ニップ部における記録紙搬送速度よりも下流側の補助ニップ部における記録紙搬送速度を所要速くするように構成した。これにより、搬送補助ローラとガイド部材間での弛みが少なくなり、記録紙を曲げる効果がより得られ、バックカール矯正できる According to the image forming apparatus of the present embodiment, the recording paper conveyance speed in the auxiliary nip portion on the downstream side is set to be higher than the recording paper conveyance speed in the fixing nip portion. Thereby, the slack between the conveyance auxiliary roller and the guide member is reduced, the effect of bending the recording paper is further obtained, and the back curl can be corrected.
ローラ対とガイド部材を利用してカール矯正させるためには、ローラ対とガイド部材との角度精度(具体的には、ローラ対から排出される記録紙角度とガイド部材と角度関係)が重要である。さらに、定着で発生した大きくカールした紙先端を確実にひろい搬送するためには、ローラ対とガイド部材先端との位置関係もシビアに設定する必要がある。 In order to correct the curl using the roller pair and the guide member, the angle accuracy between the roller pair and the guide member (specifically, the angle of the recording paper discharged from the roller pair and the guide member) is important. is there. Further, in order to reliably convey the large curled paper leading edge generated by the fixing, it is necessary to set the positional relationship between the roller pair and the guide member leading edge severely.
本実施の形態の画像形成装置によれば、ガイド部材205の回転中心を駆動ローラ204の軸心と同軸に構成した。これにより、カール矯正させるためガイド部材205の角度精度を最小部品構成にてバラつき少なく高精度で構成でき、ローラ対とガイド部材との位置を精度よく維持することができる。
According to the image forming apparatus of the present embodiment, the rotation center of the
本実施の形態の画像形成装置によれば、片面印刷時は、ガイド部材205を第1の位置に配置することで、定着装置で記録紙Pが裏面にカールするバックカールを矯正した状態で排出することができる。これにより、排紙トレイ14上の規定枚数積載できないことや、排紙トレイ14上の積載そのものが乱れるのを防止できる。また、両面印刷時は、ガイド部材205を第2の位置に配置することで、第一面の画像コスレや光沢キズ等の発生を防止できる。
According to the image forming apparatus of the present embodiment, during single-sided printing, the
本実施の形態の画像形成装置によれば、薄紙の両面印刷モードの第2面通紙時および厚紙通紙の場合には、定着装置20でバックカールが発生しないため、第1の位置に位置するガイド部材205で、逆にフェイスカールになるという問題を回避できる。また、紙裏面にダメージ(キズ)が発生し、ガイド部材205に磨耗が発生するという問題を回避できる。さらに、紙剛性が高いため補助ニップ部から出て先端がガイド部材205にあった際に、座屈せず先端が折れ曲がるという問題を回避できる。
According to the image forming apparatus of the present embodiment, the back curl does not occur in the fixing
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、定着で発生するバックカールの低減と搬送安定化を両立し、かつ、記録紙・トナー画像へのダメージ低減させることができるという効果を有し、画像形成装置に有用である。 As described above, the image forming apparatus according to the present invention has an effect that it is possible to achieve both reduction of back curl caused by fixing and stabilization of conveyance and reduction of damage to the recording paper / toner image. It is useful for an image forming apparatus.
1 画像形成装置
A 画像形成部
P 記録紙
N 定着ニップ部
15 分岐部材(記録紙搬送経路分岐手段)
20 定着装置
C バックカール矯正機構
203 従動ローラ
204 駆動ローラ
204a ローラ軸
D ガイド部材移動手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus A Image forming part P Recording paper N Fixing nip
20 fixing device C back
Claims (5)
前記定着装置と前記記録紙搬送経路分岐手段との間の搬送経路にバックカール矯正機構を備え、
前記バックカール矯正機構は、
前記定着ニップ部において前記記録紙にバックカールが生じる側に備える駆動ローラと前記記録紙を加熱する側に備える従動ローラとにより形成され、前記記録紙を補助搬送する補助ニップ部と、
前記駆動ローラと同じ側に設けられ前記記録紙を案内するガイド部材と、
前記ガイド部材を、前記補助ニップ部を通過中の前記記録紙の搬送方向前側部分を所要押圧する第1の位置と、前記記録紙から離れる第2の位置とに移動するガイド部材移動手段と、を有し、
前記ガイド部材の第1の位置は、
前記補助ニップ部における記録紙搬送方向と、前記記録紙が前記補助ニップ部から下流側に離れるポイントと前記ガイド部材が前記記録紙に接触するポイントとを結んだ方向との交差角に相当する紙屈曲角度θ1が20°以上50°以下であり、
前記補助ニップ部の中心位置から前記補助ニップ部における記録紙搬送方向へ前記ガイド部材までの距離Lが15mm以下であり、
前記補助ニップ部における記録紙搬送方向と前記ガイド部材のガイド方向との交差角に相当する初期接触角度θが120°以上であること特徴とする画像形成装置。 A fixing device for passing the recording paper onto which the image has been transferred in the image forming unit to the fixing nip and fixing the image on the recording paper at the fixing nip, and the recording paper conveyed downstream of the fixing device; In an image forming apparatus having a recording paper conveyance path branching means for switching between an out-of-machine discharge path and a reverse path of double-sided printing,
A back curl correction mechanism is provided in a transport path between the fixing device and the recording paper transport path branching unit;
The back curl correction mechanism is:
An auxiliary nip portion that is formed by a driving roller provided on a side where the back curl of the recording paper is generated in the fixing nip portion and a driven roller provided on a side that heats the recording paper, and auxiliary transports the recording paper;
A guide member provided on the same side as the drive roller for guiding the recording paper;
A guide member moving means for moving the guide member to a first position where the recording paper front direction portion passing through the auxiliary nip portion is pressed and a second position away from the recording paper; Have
The first position of the guide member is
Paper corresponding to the crossing angle of the recording paper conveyance direction in the auxiliary nip portion, and the direction connecting the point where the recording paper moves downstream from the auxiliary nip portion and the point where the guide member contacts the recording paper. The bending angle θ1 is 20 ° or more and 50 ° or less,
A distance L from the center position of the auxiliary nip portion to the guide member in the recording paper conveyance direction in the auxiliary nip portion is 15 mm or less,
An image forming apparatus, wherein an initial contact angle θ corresponding to an intersection angle between a recording paper conveyance direction and a guide direction of the guide member in the auxiliary nip portion is 120 ° or more.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015056374A JP2016177063A (en) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Image forming apparatus |
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JP2015056374A JP2016177063A (en) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Image forming apparatus |
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JP2015056374A Pending JP2016177063A (en) | 2015-03-17 | 2015-03-19 | Image forming apparatus |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018159877A (en) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | 株式会社リコー | Image forming apparatus |
JP2020125164A (en) * | 2019-02-01 | 2020-08-20 | 株式会社リコー | Curl correction device, sheet conveying device, and image forming device |
JP2020126206A (en) * | 2019-02-06 | 2020-08-20 | 株式会社リコー | Image forming apparatus |
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- 2015-03-19 JP JP2015056374A patent/JP2016177063A/en active Pending
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JP7223321B2 (en) | 2019-02-06 | 2023-02-16 | 株式会社リコー | image forming device |
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