JP2017141070A

JP2017141070A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2017141070A
Application number: JP2016022020A
Authority: JP
Inventors: 小林　康之; Yasuyuki Kobayashi; 康之小林; 哲也古山; Tetsuya Furuyama
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2036-02-08
Also published as: US20170227903A1; JP6693156B2; US9829843B2

Abstract

【課題】単一の駆動源で駆動される一対の搬送ロールと一対の定着部材との両方によって常に記録媒体を搬送する構成に比べて、記録媒体の搬送に起因する画像不良を抑制できる画像形成装置を得る。【解決手段】記録媒体を挟んで搬送する一対の搬送ロール２６、２８と、一対の搬送ロール２６、２８の記録媒体搬送方向の下流側に配置された画像形成手段３０の更に記録媒体搬送方向の下流側に配置され、記録媒体を挟んで搬送しつつ記録媒体に形成された画像を定着させる一対の定着部材４２、４４と、搬送ロール２６と定着部材４２とをそれぞれ回転駆動する単一の駆動源と、一対の搬送ロール２６、２８と一対の定着部材４２、４４との両方によって記録媒体を挟んで搬送するタイミングで、駆動源による搬送ロール４２に対する回転駆動を解除する解除手段と、を備えた画像形成装置１０とする。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

用紙の搬送経路に沿って配置された第１搬送ローラ及び第２搬送ローラと、第１搬送ローラを駆動する第１駆動源と、第２搬送ローラを駆動する第２駆動源と、第１駆動源及び第２駆動源からの各駆動力を選択的に接続又は切断するクラッチ部と、を有し、第１搬送ローラと第２搬送ローラとで同じ用紙を搬送するタイミングで第１駆動源及び第２駆動源からの各駆動力を接続するようにクラッチ部を制御する用紙搬送装置は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−９９３０号公報

本発明は、単一の駆動源で駆動される一対の搬送ロールと一対の定着部材との両方によって常に記録媒体を搬送する構成に比べて、記録媒体の搬送に起因する画像不良を抑制できる画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の画像形成装置は、記録媒体を挟んで搬送する一対の搬送ロールと、前記一対の搬送ロールの記録媒体搬送方向の下流側に配置され、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段の記録媒体搬送方向の下流側に配置され、前記記録媒体を挟んで搬送しつつ該記録媒体に形成された画像を定着させる一対の定着部材と、前記一対の搬送ロールと前記一対の定着部材とをそれぞれ回転駆動する単一の駆動源と、前記一対の搬送ロールと前記一対の定着部材との両方によって前記記録媒体を挟んで搬送するタイミングで、前記駆動源による前記一対の搬送ロールに対する回転駆動を解除する解除手段と、を備えている。

また、請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記駆動源によって回転駆動されている前記一対の搬送ロールの記録媒体搬送速度が、前記駆動源によって回転駆動されている前記一対の定着部材の記録媒体搬送速度よりも速くされており、前記駆動源による前記一対の搬送ロールに対する回転駆動を解除するタイミングで、前記一対の定着部材の記録媒体搬送速度を、前記駆動源によって回転駆動されていた前記一対の搬送ロールの記録媒体搬送速度に合わせる。

また、請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置であって、前記記録媒体は、厚紙とされている。

請求項１に係る発明によれば、単一の駆動源で回転駆動される一対の搬送ロールと一対の定着部材との両方によって常に記録媒体を搬送する構成に比べて、記録媒体の搬送に起因する画像不良を抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、一対の搬送ロールの記録媒体搬送速度が、一対の定着部材の記録媒体搬送速度よりも常に速い構成に比べて、記録媒体の搬送に起因する画像不良を抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、単一の駆動源で回転駆動される一対の搬送ロールと一対の定着部材との両方によって常に記録媒体を搬送する構成に比べて、記録媒体が厚紙の場合に、その厚紙の搬送に起因する画像不良を抑制することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。本実施形態に係る画像形成装置のレジストロールから加熱ロールまでの搬送経路を拡大して示す概略図である。本実施形態に係る画像形成装置のレジストロールと加熱ロールとを駆動する単一の駆動モーターとギア群を示す概略図である。（Ａ）本実施形態に係る画像形成装置のレジストロールに設けられた電磁クラッチの通電解除状態を示す概略図である。（Ｂ）本実施形態に係る画像形成装置のレジストロールに設けられた電磁クラッチの通電状態を示す概略図である。本実施形態に係る画像形成装置のレジストロール及びピンチロールによる用紙の搬送状態を示す説明図である。本実施形態に係る画像形成装置のレジストロール及びピンチロールと加熱ロール及び加圧ロールとの両方による用紙の搬送状態を示す説明図である。本実施形態に係る画像形成装置の加熱ロール及び加圧ロールによる用紙の搬送状態を示す説明図である。本実施形態に係る画像形成装置のレジストロールと加熱ロールと感光体ドラムとを駆動する単一の駆動モーターとギア群を示す概略図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図１に示される矢印ＵＰを画像形成装置１０の上方向とし、矢印ＲＨを画像形成装置１０の右方向とする。また、図１における紙面手前方向を画像形成装置１０の前方向とする。

図１に示されるように、画像形成装置１０は、装置本体１２内に、大きさや厚さなどの異なる記録媒体の一例としての用紙Ｐをそれぞれ収容する複数（例えば４個）の用紙収容部１４と、用紙収容部１４よりも上方側に配置され、用紙Ｐに対して画像を形成する後述する画像形成ユニット３０及び定着ユニット４０を有する画像形成部１６と、画像形成部１６よりも上方側に配置され、原稿の画像を読み取る画像読取部（図示省略）と、を備えている。

各用紙収容部１４の用紙搬送方向下流側には、用紙収容部１４内に収容された用紙Ｐを繰り出す繰出ロール２２が設けられており、繰出ロール２２の用紙搬送方向下流側には、繰出ロール２２によって繰り出された用紙Ｐを１枚ずつ分離する一対の分離ロール２４が設けられている。

そして、分離ロール２４の用紙搬送方向下流側には、後述する転写位置Ｔ（図２参照）へ転写タイミングを合わせて用紙Ｐを搬送する一対の搬送ロールの一例としてのレジストロール２６及びピンチロール２８が設けられている。なお、図１、図２に示されるように、ピンチロール２８は、圧縮コイルバネ２９によって付勢されてレジストロール２６に接触するようになっており、レジストロール２６の回転駆動に伴って従動回転するようになっている。

また、図２に示されるように、レジストロール２６及びピンチロール２８から転写位置Ｔを経由して後述する加熱ロール４２及び加圧ロール４４まで至る経路が用紙Ｐの搬送経路であるが、この画像形成装置１０には、両面印刷時に、用紙Ｐの表裏を反転させて再度転写位置Ｔへ搬送する反転経路（図示省略）が、搬送経路の左方側に設けられている。

また、後述する加熱ロール４２及び加圧ロール４４の用紙搬送方向下流側には、図示しない一対の排出ロールが設けられている。そして、一対の排出ロールによって搬送された用紙Ｐは、画像形成装置１０の装置本体１２に形成された排出部１８（図１参照）へ排出されるようになっている。

図１、図２に示されるように、画像形成部１６は、レジストロール２６及びピンチロール２８よりも用紙搬送方向下流側に配置されて、用紙Ｐにトナー画像を形成（転写）する画像形成手段の一例としての画像形成ユニット３０と、画像形成ユニット３０よりも用紙搬送方向下流側に配置されて、用紙Ｐ上に形成（転写）されたトナー画像を用紙Ｐに定着させる定着手段の一例としての定着ユニット４０と、を有している。

画像形成ユニット３０は、円筒状の感光体ドラム３２と、感光体ドラム３２の表面を帯電させる帯電ロール３４と、帯電した感光体ドラム３２の表面に露光光を照射して静電潜像を形成する図示しないＬＥＤヘッドと、ＬＥＤヘッドによって形成された静電潜像をトナー（現像剤）で現像し、トナー画像として可視化する現像器３６と、感光体ドラム３２に接触して従動回転し、感光体ドラム３２とで転写位置Ｔを構成する転写ロール３８と、を有している。

つまり、本実施形態に係る画像形成ユニット３０は、帯電、露光、現像、転写を含む公知の電子写真方式によって、用紙Ｐにトナー画像を形成（転写）するユニットとされている。そして、この画像形成ユニット３０は、単色（例えばブラック色）のトナー画像を形成するユニットになっている。なお、用紙収容部１４の上方側で、かつ画像形成ユニット３０の右方側には、画像形成装置１０に設けられた各部の動作を全て制御する制御部２０（図１参照）が配置されている。

定着ユニット４０は、内部に図示しないヒーターを有し、用紙Ｐ上に転写されたトナー画像を加熱して定着させる円筒状の加熱ロール４２と、加熱ロール４２とで用紙Ｐを挟んで加圧しつつ搬送する加圧ロール４４と、を有している。なお、この加熱ロール４２及び加圧ロール４４が、一対の定着部材の一例である。また、加圧ロール４４は、加熱ロール４２に接触して従動回転する構成になっており、以下においては、加熱ロール４２と加圧ロール４４との接触部をニップ部Ｎ（図２参照）とする。

また、図２に示されるように、レジストロール２６及びピンチロール２８の用紙搬送方向上流側には、用紙Ｐがレジストロール２６及びピンチロール２８へ搬送されることを検知する用紙接触式の第１センサー４６が配置されている。そして、加熱ロール４２及び加圧ロール４４の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐが加熱ロール４２及び加圧ロール４４から搬送される（抜け出る）ことを検知する用紙接触式の第２センサー４８が配置されている。

また、図３に示されるように、レジストロール２６と加熱ロール４２とが、単一の駆動源の一例としての単一の駆動モーター５０によって回転駆動されるように構成されている。詳細に説明すると、図４に示されるように、軸方向一端部にレジストロール２６が固定された回転軸２７には、後述する電磁クラッチ７０の円筒状の本体部７２が嵌められて固定されている。

本体部７２の外周面における軸方向略中央部には、円環状のクラッチ板７４が一体に形成されており、本体部７２（回転軸２７）の軸方向他端部には、クラッチ板７４と軸方向に対向して第１ギア５１が回転可能に嵌められている。そして、第１ギア５１には、第２ギア５２が噛み合わされている。

図３に示されるように、第２ギア５２には、第３ギア５３が噛み合わされており、第３ギア５３には、第４ギア５４が噛み合わされている。そして、第４ギア５４には、第５ギア５５が噛み合わされており、第５ギア５５に同軸的に固定された第６ギア５６が、駆動モーター５０の回転軸６７に固定されている駆動ギア６８に噛み合わされている。

一方、加熱ロール４２に固定された回転軸４３（図２参照）の軸方向一端部には、同軸的に第７ギア５７が固定されている。そして、第７ギア５７には、第８ギア５８が噛み合わされている。第８ギア５８には、第９ギア５９が噛み合わされており、第９ギア５９には、第１０ギア６０が噛み合わされている。

更に、第１０ギア６０には、第１１ギア６１が噛み合わされており、第１１ギア６１に同軸的に固定された第１２ギア６２が、第１３ギア６３に噛み合わされている。そして、第１３ギア６３は、第１４ギア６４に噛み合わされており、第１４ギア６４に同軸的に固定された第１５ギア６５が、駆動モーター５０の回転軸６７に固定されている駆動ギア６８に噛み合わされている。

また、図４に示されるように、レジストロール２６の回転軸２７には、解除手段の一例としての電磁クラッチ７０が設けられている。電磁クラッチ７０は、公知の電磁クラッチであり、通電時には、図４（Ｂ）に示されるように、クラッチ板７４が、第１ギア５１の軸方向を向く対向面５１Ａに吸着し、第１ギア５１の回転駆動力をレジストロール２６へ伝達する構成になっている。これにより、単一の駆動モーター５０で、レジストロール２６と加熱ロール４２とが回転駆動されるようになっている。

そして、電磁クラッチ７０への通電を解除したときには、図４（Ａ）に示されるように、第１ギア５１の軸方向を向く対向面５１Ａへのクラッチ板７４の吸着が解除され、第１ギア５１の回転駆動力がレジストロール２６へ伝達されない構成になっている。つまり、このときには、レジストロール２６がフリー回転可能となる構成になっている。なお、後述するように、電磁クラッチ７０への通電を解除するタイミングは、レジストロール２６及びピンチロール２８と、加熱ロール４２及び加圧ロール４４と、の両方によって用紙Ｐを搬送するタイミングとなっている。

また、本実施形態における用紙Ｐは、厚紙である。本実施形態における厚紙とは、坪量が１０６ｇ／ｍ^２以上のものを指すが、具体的に使用した厚紙は、次のようなものである。すなわち、坪量が１５７ｇ／ｍ^２で厚みが１８０μｍ又は１８４μｍのものと、坪量が２０９ｇ／ｍ^２で厚みが２３６μｍ又は２４７μｍのものである。なお、本実施形態における用紙Ｐの一例としての厚紙は、これに限定されるものではなく、少なくとも印刷が可能な「厚紙」として認識されるものであればよい。

以上のような構成とされた画像形成装置１０において、次にその作用について、主に図５〜図７を基に説明する。

画像形成装置１０に画像データが取り込まれると、画像形成ユニット３０の感光体ドラム３２上にトナー画像が形成される。一方、用紙収容部１４から用紙Ｐが繰出ロール２２によって繰り出され、分離ロール２４によって１枚ずつ分離され、レジストロール２６及びピンチロール２８へ搬送される。

なお、このとき、用紙Ｐがレジストロール２６及びピンチロール２８へ搬送されたことが、第１センサー４６によって検知され、その用紙Ｐが加熱ロール４２と加圧ロール４４とのニップ部Ｎへ搬送されるタイミングが、レジストロール２６や加熱ロール４２の回転速度を制御する制御部２０によって演算される。

レジストロール２６及びピンチロール２８へ搬送された用紙Ｐは、そのレジストロール２６とピンチロール２８とに挟まれつつ搬送され、感光体ドラム３２上に形成されたトナー画像が転写される転写タイミングに合わせて転写位置Ｔへ搬送される。そして、転写ロール３８及び感光体ドラム３２によって挟まれつつ搬送されることにより、感光体ドラム３２上のトナー画像が用紙Ｐに転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット４０へ搬送され、加熱ロール４２と加圧ロール４４との接触部であるニップ部Ｎへ送り込まれる。ここで、加熱ロール４２の回転速度は、レジストロール２６の回転速度よりも数％遅くなっている。つまり、加熱ロール４２による用紙搬送速度は、レジストロール２６による用紙搬送速度よりも数％遅くなっている。

そのため、用紙Ｐが普通紙の場合で、かつレジストロール２６及びピンチロール２８と、加熱ロール４２及び加圧ロール４４と、の両方に挟まれて搬送されているときには、それらの用紙搬送速度の違いにより、画像形成ユニット３０（感光体ドラム３２及び転写ロール３８）と定着ユニット４０（加熱ロール４２及び加圧ロール４４）との間に、所謂ループ（撓み）が用紙Ｐに形成される（普通紙モード）。

このループ（撓み）が用紙Ｐに形成されることにより、用紙Ｐがレジストロール２６とピンチロール２８との間を抜け出たときに生じる速度変化の差分が吸収される構成になっている。つまり、普通紙モードのときには、そのループ（撓み）により、用紙搬送速度の変動に起因する画質不良が抑制又は防止される構成になっている。しかしながら、本実施形態に係る用紙Ｐは厚紙とされているため、図５〜図７に示されるように、転写ロール３８と感光体ドラム３２との間を通過した用紙Ｐには、ループ（撓み）が形成され難い（厚紙モード）。

この場合、レジストロール２６と加熱ロール４２とが、それぞれ別の駆動モーターによって回転駆動されていれば、それぞれの回転速度を別々に制御できるので、用紙Ｐがレジストロール２６とピンチロール２８との間を抜け出たときに生じる速度変化の差分を吸収することが可能となる。しかしながら、本実施形態に係るレジストロール２６及び加熱ロール４２は、単一の駆動モーター５０によって回転駆動されているため、その駆動モーター５０で制御することができない。

そのため、図６に示されるように、厚紙モードの場合には、用紙Ｐの搬送方向先端部が加熱ロール４２と加圧ロール４４との接触部であるニップ部Ｎへ送り込まれたタイミング、即ち用紙Ｐが、レジストロール２６及びピンチロール２８と、加熱ロール４２及び加圧ロール４４と、の両方に挟まれて搬送されるタイミングで、レジストロール２６の回転駆動が切断（解除）され、レジストロール２６及びピンチロール２８によって用紙Ｐを搬送しない構成になっている。以下、説明する。

トナー画像が転写された用紙Ｐ（厚紙）は、定着ユニット４０へ搬送され、加熱ロール４２と加圧ロール４４との接触部であるニップ部Ｎへ送り込まれる。ここで、用紙Ｐ（厚紙）が加熱ロール４２と加圧ロール４４とのニップ部Ｎへ送り込まれるタイミングは、第１センサー４６の検知を基に制御部２０によって演算されて算出されている。

したがって、制御部２０により、そのタイミングで、電磁クラッチ７０への通電が解除され、レジストロール２６への駆動モーター５０からの回転駆動力が切断される。つまり、レジストロール２６は、フリー回転可能になり、用紙Ｐ（厚紙）は、駆動モーター５０から加熱ロール４２へ伝達されている回転駆動力によって搬送方向下流側へ搬送される。

よって、感光体ドラム３２と転写ロール３８とで用紙Ｐを挟む転写位置Ｔにおいて、用紙搬送速度に変動が生じることが抑制又は防止され、ループ（撓み）が形成され難い用紙Ｐ（厚紙）であっても、その用紙Ｐ（厚紙）上に転写されるトナー画像において、画質不良（擦れ）が発生するのが抑制又は防止される。

また、電磁クラッチ７０への通電が解除されるタイミングで、加熱ロール４２の回転速度が、電磁クラッチ７０へ通電していたときのレジストロール２６の回転速度と同速になるように、制御部２０によって制御される。つまり、電磁クラッチ７０への通電が解除されるタイミングで、加熱ロール４２による用紙搬送速度が、駆動モーター５０によって回転駆動されていたレジストロール２６による用紙搬送速度に合わされる。

したがって、用紙Ｐ（厚紙）の搬送方向先端部が加熱ロール４２と加圧ロール４４との接触部であるニップ部Ｎへ送り込まれたときに、駆動モーター５０で回転駆動されていたレジストロール２６によって用紙Ｐ（厚紙）を搬送していた（押し上げていた）分の速度変化の差分が吸収される。これにより、用紙Ｐ（厚紙）上に転写されるトナー画像において、画質不良（擦れ）が発生するのが更に抑制又は防止される。

なお、用紙Ｐ（厚紙）の搬送方向先端部が、加熱ロール４２と加圧ロール４４との接触部であるニップ部Ｎから抜け出たことが、第２センサー４８によって検知され、その用紙Ｐ（厚紙）の搬送方向後端部が、加熱ロール４２と加圧ロール４４とのニップ部Ｎから抜け出るタイミングが、加熱ロール４２の回転速度を制御する制御部２０によって演算される。

そして、用紙Ｐ（厚紙）の搬送方向後端部が、加熱ロール４２と加圧ロール４４とのニップ部Ｎから抜け出たタイミングで、画像形成装置１０が初期状態、即ち普通紙モードに戻される。具体的には、電磁クラッチ７０へ通電され、加熱ロール４２及びレジストロール２６が単一の駆動モーター５０によって回転駆動されるとともに、レジストロール２６による用紙搬送速度が、加熱ロール４２による用紙搬送速度よりも速くされる。

また、本実施形態に係る画像形成装置１０では、上記したように単一の駆動モーター５０によって、レジストロール２６と加熱ロール４２とを回転駆動する。したがって、レジストロール２６と加熱ロール４２とが、それぞれ別の駆動モーターによって回転駆動される構成とされた画像形成装置に比べて、画像形成装置１０の小型化及び低コスト化が図れる。

以上、本実施形態に係る画像形成装置１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る画像形成装置１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば図８に示されるように、感光体ドラム３２の回転軸３３（図２参照）の軸方向一端部に、同軸的に第１６ギア６６を固定し、その第１６ギア６６を第１０ギア６０に噛み合わせて、駆動モーター５０によって感光体ドラム３２を回転させるようにしてもよい。

つまり、本実施形態に係る画像形成装置１０は、単一の駆動モーター５０により、少なくともレジストロール２６と加熱ロール４２とが回転駆動されるように構成されていればよい。また、電磁クラッチ７０は、非通電時に第１ギア５１の対向面５１Ａにクラッチ板７４が吸着され、通電時に第１ギア５１の対向面５１Ａに対するクラッチ板７４の吸着が解除される構成（上記とは逆の構成）になっていてもよい。

更に、本実施形態に係る用紙Ｐは、厚紙に限定されず、本実施形態に係る動作を、例えば普通紙に対して実行しても構わない。また、本実施形態では、定着部材がロール対で構成されているが、例えば、一方がベルトでも、両方がベルトでも構わない。ベルトを使用する場合には、ベルトを掛け渡すロールに対する駆動と、搬送ロールに対する駆動と、が単一の駆動源から行われる。

１０画像形成装置
２６レジストロール（搬送ロールの一例）
２８ピンチロール（搬送ロールの一例）
３０画像形成ユニット（画像形成手段の一例）
４２加熱ロール（定着部材の一例）
４４加圧ロール（定着部材の一例）
５０駆動モーター（駆動源の一例）
７０電磁クラッチ（解除手段の一例）
Ｐ用紙（記録媒体の一例）

Claims

記録媒体を挟んで搬送する一対の搬送ロールと、
前記一対の搬送ロールの記録媒体搬送方向の下流側に配置され、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段の記録媒体搬送方向の下流側に配置され、前記記録媒体を挟んで搬送しつつ該記録媒体に形成された画像を定着させる一対の定着部材と、
前記一対の搬送ロールと前記一対の定着部材とをそれぞれ回転駆動する単一の駆動源と、
前記一対の搬送ロールと前記一対の定着部材との両方によって前記記録媒体を挟んで搬送するタイミングで、前記駆動源による前記一対の搬送ロールに対する回転駆動を解除する解除手段と、
を備えた画像形成装置。
前記駆動源によって回転駆動されている前記一対の搬送ロールの記録媒体搬送速度が、前記駆動源によって回転駆動されている前記一対の定着部材の記録媒体搬送速度よりも速くされており、
前記駆動源による前記一対の搬送ロールに対する回転駆動を解除するタイミングで、前記一対の定着部材の記録媒体搬送速度を、前記駆動源によって回転駆動されていた前記一対の搬送ロールの記録媒体搬送速度に合わせる請求項１に記載の画像形成装置。
前記記録媒体は、厚紙とされている請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。