JP4124931B2

JP4124931B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4124931B2
Application number: JP32544299A
Authority: JP
Inventors: 雅彦佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: JP2001142331A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送される記録シートに形成された画像に熱を与え、該画像を記録シートに定着する定着手段と、該定着手段を通過した記録シートを案内するガイド手段とを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、各種プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は従来より周知である。記録シートとしては、転写紙や感光紙或いはその他の記録紙などの紙製のシートや、樹脂シート、樹脂フィルム又は布などが用いられ、その表面に形成された画像が、定着手段により熱を付与されて記録シート表面に定着される。定着手段を通過した記録シートは、ガイド手段によって案内されながら所定の個所に搬送される。
【０００３】
上述の記録シート、特に紙製の記録シートは多少の水分を含んでいるのが普通であり、かかる記録シートが定着手段によって加熱されると、その水分が水蒸気となって蒸発する。その蒸発量は、記録シートが定着手段から受ける熱量や環境などによってさまざまであるが、ガイド手段の温度が比較的低い状態で上述の水蒸気が発生すると、ガイド手段の記録シート案内面に、放出された水蒸気が水滴となって付着することがある。
【０００４】
上述のようにガイド手段に水滴が付着すると、その水滴がガイド手段により案内される記録シートに転移して記録シートに水滴の跡が付けられたり、その水滴の量が特に多いときは、記録シートに大きな抵抗が与えられ、記録シートの搬送トラブルを招くおそれがある。かかる不具合を防止するため、ガイド手段を加熱する専用のヒータを設け、画像形成装置の待機時にも、そのヒータによってガイド手段を温めておき、画像形成装置が画像形成動作を開始した直後に記録シートから水蒸気が放出されたときも、ガイド手段に水滴が付着しないように構成することが考えられる。ところが、ガイド手段専用のヒータを設ければ、それだけ画像形成装置の構成が複雑化し、かつそのコストが上昇する欠点を免れない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ガイド手段の記録シート案内面に水滴が付着する不具合を阻止し、ないしは抑制することのできる冒頭に記載した形式の画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置において、前記ガイド手段は、定着手段通過後の記録シートが接触するガイド板と、該ガイド板が固定されたガイド本体とを具備し、前記ガイド板は、圧延された０．５mm以下の厚さの金属板より成り、その圧延方向と記録シートの搬送方向がほぼ一致するように、ガイド板が配置され、前記ガイド本体は、前記ガイド板よりも熱容量が大きく、しかも該ガイド板よりも熱伝導率の低い樹脂により構成されていることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項１）。
【０００８】
さらに、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記ガイド板には、記録シートが接触する側に突出し、かつほぼ記録シート搬送方向に延びるリブが形成されていると有利である（請求項２）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明し、併せて前述の従来の欠点を、図示した実施形態例の構成の即してより具体的に明らかにする。
【００１３】
図１は、図示していない画像形成装置本体内に配置された定着ユニット１の一例を示す断面図である。ここに示した定着ユニット１は、定着手段の一例である定着ローラ２と、加圧部材の一例である加圧ローラ３とを有し、これらのローラ２，３は、互いに圧接してほぼ平行に延び、定着ユニット１の図示していない筐体に回転自在に支持されている。定着ローラ２は、円筒状の芯金と、その外周面に積層された離型層より成り、また加圧ローラ３は、円筒状の芯金と、その外周面に固定されたシリコーンゴムなどの弾性層から構成されている。
【００１４】
定着ローラ２の内部には、例えば赤外線ヒータよりなるヒータ４が設けられ、しかも定着ローラ２の外周面には例えばサーミスタ５より成る温度検出素子が当接している。
【００１５】
画像形成動作時に定着ローラ２と加圧ローラ３はそれぞれ矢印Ａ，Ｂで示した方向に回転駆動され、このとき定着ローラ２はヒータ４により加熱される。定着ローラ２の外周面の温度は、サーミスタ５により検知され、これによって定着ローラ２の外周面の温度が定着に適した温度範囲となるように、ヒータ４の点灯と消灯が制御される。
【００１６】
上述のように回転する定着ローラ２と加圧ローラ３との当接部、すなわちそのニップ部に、可撓性のシートより成る記録シートＰが矢印Ｃ方向に送り込まれる。記録シートＰとしては、先に例示した各種のシートが用いられるが、ここでは転写紙より成る記録シートが用いられるものとする。かかる記録シートＰの表面には、例えば図示していない感光体から転写されたトナー像Ｔより成る画像が形成されており、記録シートＰが定着ローラ２と加圧ローラ３の間のニップ部を通るとき、その表面のトナー像が定着ローラ２の外周面に接触し、このとき、その記録シート表面に担持されたトナー像が、定着ローラ２から熱を与えられて溶融し、定着ローラ２と加圧ローラ３によって加圧されることにより、記録シートＰに押し込まれて定着される。このように、定着ローラ２は、記録シートＰに形成された画像を、少なくとも熱の作用で記録シート表面に定着する定着手段の一例を構成している。
【００１７】
ニップ部を通過した記録シートＰは、分離爪６によって定着ローラ２の外周面から剥離され、ガイド手段７によって案内されながら、上側搬送ローラ８と下側搬送ローラ９より成る搬送ローラ対１０の間に送り込まれ、その搬送ローラ対１０によって図示していない排紙部か、又は再給紙装置に向けて搬送される。
【００１８】
本例のガイド手段７は、上側に位置する第１のガイド部材１１と、この第１のガイド部材１１の下方に位置する第２のガイド部材１２とを有している。これらのガイド部材１１，１２の間の間隔は、記録シートＰの搬送方向下流側に向けて、漸次狭くなっている。これにより、定着ローラ２と加圧ローラ３とが当接するニップ部を出た記録シートＰが上下方向に振れても、その記録シートＰは第１及び第２のガイド部材１１，１２に案内されて、正しく搬送ローラ対１０に向けて搬送される。
【００１９】
図２及び図３にも示すように、第１のガイド部材１１には、記録シートＰの搬送方向に直交する向きに配列された複数の切欠１３が形成され、その各切欠１３に、支軸１４を介して前述の分離爪６がそれぞれ配置されている。第１のガイド部材１１は、その一対のピン１５が定着ユニット１の筐体に回動可能に支持され、第１及び第２のガイド部材１１，１２の間に記録シートが詰まったとき、第１のガイド部材１１を上側搬送ローラ８と共に、図１に矢印Ｄで示す方向に回動させることができる。また第２のガイド部材１２は、定着ユニット１１の筐体に不動に固定されている。
【００２０】
以上のように、本例の画像形成装置は、搬送される記録シートに形成された画像に熱を与え、その画像を記録シートに定着する定着手段と、この定着手段を通過した記録シートを案内するガイド手段とを有している。
【００２１】
ここで、先にも説明したように、特に紙製の記録シートＰは多少の水分を含んでおり、定着ローラ２と加圧ローラ３に送り込まれる転写紙より成る記録シートＰは、例えば４％乃至７％程度の水分を含有している。かかる記録シートＰが定着ローラ２と加圧ローラ３の間のニップ部を通るとき、定着ローラ２と加圧ローラ３とから熱を与えられることにより、記録シートＰ中の水分が蒸発する。
【００２２】
定着ユニット１が電源を投入されてから一定時間過ぎている場合には、第１及び第２のガイド部材１１，１２の温度が充分に上昇しているため、記録シートＰから水蒸気が放出されても、ガイド部材１１，１２の記録シート案内面に水蒸気が水滴となって付着することはなく、当該水蒸気は切欠１３などを通して定着ユニット１外に排出される。
【００２３】
ところが、従来の画像形成装置においては、電源が投入されてまもなくや、電源が投入されてはいるが、画像形成動作の行われていない低電力モード状態から画像形成動作が開始された直後のような時期には、ガイド部材が充分に加熱されていないため、記録シートから放出された水蒸気がガイド部材の記録シート案内面に水滴となって付着していた。このようにガイド部材に水滴が付着すると、前述のように、その水滴が記録シートに転移し、その記録シートに水滴跡が付いたり、記録シートの搬送トラブルが発生するおそれがある。また、定着ユニットを通過した記録シートを再給紙装置に搬送し、その記録シートを再び感光体に向けて給送し、記録シートの他方の面にトナー像を転写し、そのトナー像を定着ユニットによって記録シートに定着する両面プリントを行う際、記録シートに付いた水滴跡によって画像に汚れができたり、トナー像の転写不足を起こすおそれもある。
【００２４】
上述の従来の欠点を除去するため、本例の画像形成装置においては、図１乃至図３に示すように、第１及び第２のガイド部材１１，１２が、それぞれガイド本体１１Ａ，１２Ａと、その両ガイド本体１１Ａ，１２Ａの互いに対向した面にそれぞれ固定された薄い板厚より成るガイド板１１Ｂ，１２Ｂとを有していて、定着ローラ２と加圧ローラ３の間を通過した記録シートＰは、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂに接触しながら案内され、その搬送方向下流側の搬送ローラ対１０に搬送される。その際、各ガイド板１１Ｂ，１２Ｂは、これらがそれぞれ固定された各ガイド本体１１Ａ，１２Ａよりも熱伝導率の値の大きい材料により構成されている。ガイド板１１Ｂ，１２Ｂは熱容量の小なる薄い板材より成り、しかもその熱伝導率は高く、逆にガイド板１１Ｂ，１２Ｂが接触するガイド本体１１Ａ，１２Ａの熱伝導率は低く、当該ガイド本体中を熱が伝わり難くなるように構成されているのである。これにより、冷えた状態のガイド板１１Ｂ，１２Ｂに熱が加えられると、そのガイド板１１Ｂ，１２Ｂの温度は極く短時間で上昇する。
【００２５】
画像形成装置に電源が投入されてまもなくや、低電力モードの状態から画像形成動作が開始された直後の時点では、第１及び第２のガイド部材１１，１２はまだ低温度状態にある。かかる状態で、定着ローラ２と加圧ローラ３との間を記録シートＰが通過してトナー像の定着動作が行われた場合、定着ローラ２を通過した直後の記録シートＰは、例えば９０℃乃至１２０℃程の高温度となっている。かかる記録シートＰがガイド板１１Ｂ，１２Ｂに接触すると、その熱がガイド板１１Ｂ，１２Ｂに伝えられる。これにより、それまで低温度であったガイド板１１Ｂ，１２Ｂの温度は、先に説明した理由によって短時間で上昇する。このため、定着ローラ２に接触して熱を付与された記録シートＰからは水蒸気が放出され、当該水蒸気は図１に鎖線矢印Ｅで示すように記録シートＰと共に流れるが、このときガイド板１１Ｂ，１２Ｂは既に高温度に達しているので、そのガイド板１１Ｂ，１２Ｂに水滴が付着することを防止することができ、或いはその水滴の付着を効果的に抑制することができる。通常は、１枚目の記録シートＰがガイド板１１Ｂ，１２Ｂに接触するか、数枚の記録シートＰがガイド板１１Ｂ，１２Ｂに接触しながら通過するだけで、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂは、その記録シート案内面に水滴が付着しない温度にまで上昇する。このようにして、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂに多量の水滴が付着することを阻止でき、従来の欠点を防止することができる。しかも、ガイド部材１１，１２を強制的に加熱する専用のヒータは不要であるため、画像形成装置のコストが上昇する不具合も阻止できる。
【００２６】
図１に矢印Ｅで示したように流れる水蒸気は、第１のガイド部材１１に形成された切欠１３を通して上昇し、或いは定着ユニット１の隙間を通して外部に排出される。
【００２７】
画像形成動作が連続して繰返し行われるうちに、ガイド本体１１Ａ，１２Ａの温度も上昇するが、本例のガイド本体１１Ａ，１２Ａは、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂよりも体積が大きいため、その熱容量は大きく、しかも当該ガイド本体１１Ａ，１２Ａの熱伝導率の値は小さいので、その温度が一旦上昇すると、当該温度がすぐに低下することはない。このため、画像形成動作が一旦中断された後、次の画像形成動作が開始されるまでの時間が特に長時間でなければ、次の画像形成動作開始時に、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂの温度は充分に高く保たれており、これによっても次の画像形成動作時にガイド板１１Ｂ，１２Ｂに水滴が付着する不具合を阻止することが可能である。
【００２８】
上述のように、本例のガイド手段７は、ガイド本体１１Ａ，１２Ａと、該ガイド本体１１Ａ，１２Ａに固定され、かつ定着手段通過後の記録シートＰが接触するガイド板１１Ｂ，１２Ｂとを具備し、該ガイド板１１Ｂ，１２Ｂは、ガイド本体１１Ａ，１２Ａよりも熱伝導率の高い材料により構成されている。かかる構成により、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂに多量の水滴が付着することを阻止でき、記録シートに水滴跡が付くなどの従来の欠点を支障なく防止し、ないしは効果的に抑制することができる。
【００２９】
図示した画像形成装置においては、ガイド手段７が第１及び第２のガイド部材１１，１２を有しているが、上述した構成は、ガイド部材が１又は３以上設けられている場合にも適用できるものである。
【００３０】
ガイド板１１Ｂ，１２Ｂの大きさ、形状、材質、厚みなどは画像形成装置の仕様に応じて適宜設定できるが、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂの体積を可能な限り小さくして、その熱容量を下げることが好ましい。また、必ずしも、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂが記録シートＰの搬送路を全て覆うように、当該ガイド板１１Ｂ，１２Ｂを形成しなくともよく、そのガイド板１１Ｂ，１２Ｂを、記録シートＰが部分的に接触するように、細切れ状に形成して、その熱容量を下げるようにしてもよい。但し、記録シートＰがガイド板１１Ｂ，１２Ｂ以外のガイド部材本体部分に接触しないように、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂの形状と大きさを設定することが好ましい。
【００３１】
ガイド板１１Ｂ，１２Ｂを樹脂プレートなどによって構成することもできるが、当該ガイド板１１Ｂ，１２Ｂを金属板によって構成すると、ガイド本体１１Ａ，１２Ａよりも熱伝導率が高く、かつ熱容量の小さなガイド板を低コストで製造することができる。
【００３２】
また、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂが樹脂より成ると、画像形成動作を繰返し行うことによって、樹脂製のガイド板１１Ｂ，１２Ｂの温度が上昇したとき、記録シート上のトナーの樹脂と、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂの樹脂同士の親和力が高まり、これによってガイド板１１Ｂ，１２Ｂにトナーが付着し、これがやがて記録シートに付着したり、記録シートに対する抵抗が増大し、記録シートの搬送トラブルが発生するおそれもあるが、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂを金属板により構成すれば、このような不具合の発生も防止でき、記録シートＰを円滑に案内することができる。特に、ステンレス鋼や鋼板などの金属板の表面にメッキ処理を施すことによりその表面平滑性を高め、そのメッキ処理面を記録シートの案内面とすると、記録シートＰを特に円滑に案内することができる。
【００３３】
また、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂを金属板で構成したとき、或いは金属以外の材料により構成した場合も、そのガイド板の厚みを０．５mm以下、特に０．２mm乃至０．３mmに設定すると、その熱容量を効果的に下げ、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂを特に早期に加熱させることができる。ガイド板１１Ｂ，１２Ｂが金属板より成るとき、この効果を特に高めることができる。
【００３４】
一方、ガイド本体１１Ａ，１２Ａも適宜な材料によって構成することができるが、当該ガイド本体１１Ａ，１２Ａを樹脂により構成すると、これらにそれぞれ固定されたガイド板１１Ｂ，１２Ｂよりも熱伝導率の値が小さく、かつ熱容量の大きなガイド本体を低コストで得ることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、或いはポリカーボネート（ＰＣ）などの耐熱性の高い樹脂材によりガイド本体１１Ａ，１２Ａを構成すると、熱伝導率が低く、かつ熱容量が大きく、しかも高熱にさらされても大きく熱変形することのないガイド本体を低コストで製造することができる。
【００３５】
ガイド本体１１Ａ，１２Ａの熱伝導率が低いと、ガイド部材１１，１２の熱をガイド本体１１Ａ，１２Ａに伝導させ難くすることができると共に、ガイド本体１１Ａ，１２Ａの熱を定着ユニット１の筐体に伝え難くすることもできる。これによりガイド本体１１Ａ，１２Ａの温度が早期に低下することを防止できるほか、定着ユニット１の筐体の温度上昇を防止できる。ガイド本体１１Ａ，１２Ａが、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂの熱をガイド手段以外の部材に伝え難くする断熱部材としての用をなすのである。
【００３６】
ガイド板１１Ｂ，１２Ｂとガイド本体１１Ａ，１２Ａとを固定する方法は、例えば接着剤、ねじ、溶接、又はアウトサート成形などを適宜採用できる。
【００３７】
樹脂製のガイド本体にアルミニウムなどを蒸着し、その蒸着層にガイド板と同じ機能を持たせることも可能であるが、蒸着層の表面は比較的粗く、記録シートを円滑に搬送させることが難しくなるほか、記録シートの衝突によって蒸着層が剥離するおそれもある。またアルミニウムなどを蒸着できるガイド本体の樹脂材質の選択の余地も少ない。これに対し、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂをガイド本体１１Ａ，１２Ａに固定してガイド手段を構成すれば、このような不具合の発生も阻止できる。
【００３８】
また、図１乃至図３に示したガイド板１１Ｂ，１２Ｂには、特に図４に明示するように、記録シートＰが接触する側に突出し、かつほぼ記録シート搬送方向に延びるリブ１６Ａ，１６Ｂが形成されている。かかるリブ１６Ａ，１６Ｂを、特に複数形成することにより、搬送される記録シートＰがガイド板１１Ｂ，１２Ｂに接触する面積が減少するので、記録シートＰに作用する摩擦抵抗を弱め、記録シートＰを円滑に搬送することができる。しかも、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂにわずかな水滴が付着してしまった場合も、上記リブ１６Ａ，１６Ｂによって、記録シートＰがガイド板１１Ｂ，１２Ｂに接触する面積が小さくなるため、その記録シートＰに水滴が付着し難くなる。各リブ１６Ａ，１６Ｂの突出量Ｆ（図４）は、例えば数mm、又はそれ以下の大きさに設定することができる。またいずれか一方のガイド板１１Ｂ又は１２Ｂのみにリブ１６Ａ又は１６Ｂを形成するようにしてもよい。
【００３９】
また、図５に示すように、例えば金属板の素材ＢＫを圧延してガイド板１１Ｂ，１２Ｂを製造することができるが、このようにして製造したガイド板１１Ｂ，１２Ｂを図１乃至図３に示すようにガイド板本体１１Ａ，１２Ａに固定してガイド手段７を構成した場合、その各ガイド板１１Ｂ，１２Ｂが熱を受けて温度が上昇したとき、各ガイド板１１Ｂ，１２Ｂに波打ち状の歪が発生することがある。すなわち、図５に示すように、素材ＢＫを圧延するときの素材搬送方向でもある圧延方向を矢印Ｇで示すとすると、かかる圧延によって製造されたガイド板１１Ｂ，１２Ｂの温度が上昇すると、当該ガイド板１１Ｂ，１２Ｂに、図６に示す如く、その圧延方向Ｇに直交する向きに凹凸を繰返す波打ち状の歪が発生するのである。このような歪に、搬送される記録シートＰが当ると、その円滑な搬送が阻害されるおそれがある。
【００４０】
そこで、本例の画像形成装置においては、図６に示すように、上述の圧延方向Ｇと、記録シートの搬送方向Ｃが一致するように、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂが配置されている。これにより、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂにより案内されながら搬送される記録シートＰに対して、波状の歪による大きな抵抗が作用する不具合を阻止でき、円滑に記録シートＰを案内してこれを搬送することができる。ガイド板１１Ｂ，１２Ｂは、圧延された板材より成り、その圧延方向Ｇと記録シートＰの搬送方向Ｃがほぼ一致するように、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂが配置されているのである。
【００４１】
上述した構成のほか、定着ローラ２と加圧ローラ３とのニップ部よりも記録シート搬送方向下流側の領域の排気をより効果的に行えるように、画像形成装置本体内のファンの位置を設定し、またそのファンのパワーをアップすると、ガイド板１１Ｂ，１２Ｂへの水滴の付着防止効果をより一層高めることができる。
【００４２】
以上、定着手段が加熱される定着ローラ２より成る画像形成装置の例を示したが、本発明は定着ローラ以外の定着手段を有する画像形成装置、例えばフラッシュ定着方式を採用した画像形成装置や、記録シート上にトナー像以外の画像が形成される画像形成装置などにも広く適用できるものである。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ガイド板に水滴が付着する不具合を阻止し、ないしは抑制することができ、記録シートに水滴の跡が付く欠点を効果的に抑えることができる。しかも、ガイド板が金属板より成るので、熱伝導率の高いガイド板を低コストで得ることができ、さらにガイド板の厚さが０．５mm以下に設定されているので、ガイド板の熱容量を効果的に下げ、ガイド板の温度を短時間で上昇させることができ、ガイド板への水滴付着防止効果を高めることができる。また、ガイド板に波打ち状の歪が発生しても、その歪が記録シートの円滑な搬送を阻害する不具合を回避できる。さらに、熱伝導率の低いガイド本体を低コストで得ることができる。
【００４７】
請求項２に係る発明によれば、記録シートをガイド板によってより円滑に案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置本体内に設けられた定着ユニットの断面図であって、図２におけるＩ−Ｉ線断面に相当する図である。
【図２】図１のII−II線に沿って切断したガイド手段の断面図である。
【図３】第１のガイド部材と上側搬送ローラの斜視図である。
【図４】ガイド本体とガイド板の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】ガイド板を圧延によって製造するときの様子を示す斜視図である。
【図６】ガイド板にできた歪を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１１Ａガイド本体
１２Ａガイド本体
１１Ｂガイド板
１２Ｂガイド板
１６Ａリブ
１６Ｂリブ
Ｃ記録シート搬送方向
Ｇ圧延方向
Ｐ記録シート

Claims

搬送される記録シートに形成された画像に熱を与え、該画像を記録シートに定着する定着手段と、該定着手段を通過した記録シートを案内するガイド手段とを有する画像形成装置において、
前記ガイド手段は、定着手段通過後の記録シートが接触するガイド板と、該ガイド板が固定されたガイド本体とを具備し、前記ガイド板は、圧延された０．５mm以下の厚さの金属板より成り、その圧延方向と記録シートの搬送方向がほぼ一致するように、ガイド板が配置され、前記ガイド本体は、前記ガイド板よりも熱容量が大きく、しかも該ガイド板よりも熱伝導率の低い樹脂により構成されていることを特徴とする画像形成装置。
前記ガイド板には、記録シートが接触する側に突出し、かつほぼ記録シート搬送方向に延びるリブが形成されている請求項１に記載の画像形成装置。