JP4313687B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真装置等で利用される画像形成したシートを定着手段に搬送する案内手段を備えた画像形成装置に関するものであり、シートを安定した状態で搬送するとともに、定着する際にシートににじみやシワの発生を防止することができる画像形成装置に関するものである。

シート上に画像形成した後、すなわちトナー像を転写した後に、このシートを定着手段に搬送するものとして、特許文献１がある。

この構成は、第１図に示すように、転写紙Ｐがベルト搬送装置１２の用紙搬送面１２ａ上に送り込まれると、ファン２８の回転によって、空気が導入空気通路３９を通って、ベルト搬送装置１２の用紙搬送面１２ａ上に吹き付けられる。

転写紙Ｐは、上から吹き付けた風によって、用紙搬送面１２ａ上に押付けられながら定着ユニット１１へ搬送される。また、上から吹き付けた風は、ベルト搬送装置１２の用紙搬送面１２ａ上に送り込まれる間に、クリーニングユニット１３のトナー回収タンク１３ａにあたる。
実公平７−３４４２９号公報

上記特許文献１は、定着ユニット１１側から感光ベルト１４側に風を送る構成であるため、転写紙Ｐの先端が定着ユニット１１に案内される時（ベルト搬送装置１２と定着ユニット１１との間を通過する時）に、転写紙Ｐの先端が上方にカールした状態で搬送された場合、転写紙Ｐがあおられて搬送ベルト装置側から浮き上がるようになる。

この結果、転写紙Ｐの先端が適切に定着ユニット１１に案内されず、転写紙Ｐの先端や転写紙Ｐのカールした盛り上がり部分が定着ユニット１１に接触して、転写紙Ｐにシワやにじみが生じる問題がある。

また、定着ユニット１１の加熱により、加熱ローラ３３および加圧ローラ３４が変形し、転写紙Ｐが定着する部分において、転写紙Ｐの幅方向に速度差が生じ、結果としてにじみが発生する問題を有する。これらの問題は、特に、転写紙の種類毎、例えば普通紙、トレーシングペーパー等毎、さらには、転写紙の形状、例えばカット紙、ロール紙毎、加えてカット紙のサイズ毎に、各々対応する必要がある。

上記課題を解決するために、本発明は、請求項１においては、画像形成したシートを定着手段に搬送する案内手段を備えた画像形成装置において、前記シートの搬送方向上方から、搬送される前記シートを押さえるように送風するとともに、前記定着手段の前記シートの非接触部分に送風するように配置し、前記定着手段の前記シート接触部分と前記シート非接触部分との温度差を少なくするように送風する送風手段を有し、前記定着手段は、シートの特性に基づいてオンオフする複数の発熱体を備えた定着ローラと加圧ローラであって、前記案内手段は、前記シートの搬送方向の下流へ下方へと傾斜して設けられ定着手段に向かって前記シートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段から搬送された前記シートを定着手段に搬送するために前記シートの搬送方向の下流へ上方へと傾斜して設けられたガイド板であって、且つ前記シート先端が通過する側にある前記ガイド板の一端から、前記シートの搬送方向に風を送るように前記送風手段を配置し、前記送風手段の風を前記シートが定着される部分に送風するように配置してなり、前記ガイド板と前記搬送手段とのなす角度を、前記シートを繰り出して前記搬送手段の搬送面から前記ガイド板の搬送面に移動する際に生じる、前記シートの先端のカール部分および前記シートの盛り上がり部分を、前記送風手段の風により前記ガイド板に押しつけることによって抑制することができる角度としたことを特徴とする。

請求項１は、画像形成したシートを定着手段に搬送する案内手段を備えた画像形成装置において、シートの特性に基づいて、シートの搬送方向に向かって、前記シートの適宜箇所を覆い且つ覆った前記シートの適宜箇所に対応した定着手段の適宜箇所に風を送れるように配置した送風手段が設けることにより、シートを安定した状態で搬送するとともに、定着する際にシートににじみやシワの発生を防止することができる。

請求項２は、具体的に、送風手段は、前記シートの搬送方向上方から、搬送される前記シートの側部を押さえ且つ搬送される前記シートが接触しない前記定着手段の部分に、風を送れるように配置することにより、シートの押さえと、定着手段においてシートが接触した部分と前記シートが接触しない部分との温度差を少なくし、上記の効果を得られる。

請求項３は、案内手段は、シート先端が通過する側から定着手段側に傾くガイド板を備えた径路であり、シート先端が通過する側にあるガイド板の一端から、シートの搬送方向に風を送るように送風手段を配置することにより、さらに請求項１で述べた効果を高めることができる。

請求項４は、定着手段は、加熱ローラと加圧手段とを備え、ガイド板は、送風手段の風をシートが定着される部分に送風するように配置することにより、この部分において、シートの幅方向に速度差を少なくし、シートを定着する部分まで安定した状態で搬送するとともに、定着する際にシートににじみやシワの発生を防止することができる。

請求項５は、加熱ローラは、シートの特性に基づいてオンオフする複数の発熱体を備えることにより、シートの特性の要素となるシートの種類、シートの形状、シートがカット紙である場合のサイズに対して、シートを安定した状態で搬送するとともに、定着する際にシートににじみやシワの発生を防止することができる。

本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。図1に、本発明の画像形成装置の概略図を示す。図1に示すように、画像形成装置は、画像形成手段１０と、画像形成後のシートＰを定着手段３０へ搬送する案内手段２０と、案内手段２０から搬送されたシートＰを定着する定着手段３０と、案内手段２０の上方に設けられた送風手段とからなる。

画像形成手段１０は、シートＰに画像を形成するものであり、像担持体であるドラム状感光体１１を中心に、コロナ帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、転写コロナ放電器１５、クリーナー、イレーサランプが、順次、ドラム状感光体１１に作用するように配置されている。

この構成のもと、シートＰの画像形成は、ドラム状感光体１１を矢印方向に移動（回転）する間に、コロナ帯電器１２によりドラム状感光体１１の表面を所定の極性に均一帯電し、露光装置１３によりドラム状感光体１１の表面に光信号を照射（像露光）して静電潜像を形成し、現像装置１４により静電潜像を現像して現像剤像を形成し、転写コロナ放電器１５により、現像剤像をシートＰに転写して行われる。

さらに、現像剤像をシートＰに転写すると、分離コロナ放電器１６によりドラム状感光体１１からシートＰを分離する。また、転写後のドラム状感光体１１に残った現像剤はクリーナー１７により残留現像剤をクリーニングされ、除電ランプ１８により除電されて再びコロナ帯電器１２による帯電からの次の画像形成をくり返す。

案内手段２０は、先に述べた画像形成されたシートＰを定着手段３０へと搬送するものであり、搬送装置２１とガイド板２２とを有する。搬送装置２１は、駆動ローラ２１ａと、ガイドローラ２１ｂと、駆動ローラ２１ａとガイドローラ２１ｂとに巻掛けられた搬送ベルト２１ｃとを備える。搬送装置２１は、シートＰの搬送方向の搬送方向における下流(定着手段３０側)に次第に下がるように、所定の角度に傾斜して設けられ、シートＰに現像剤像を転写した後、それのシートＰを吸引力によって搬送ベルト２１ｃに吸い付いた状態でガイド板２２側に搬送させる。

ガイド板２２は、搬送ベルト２１ｃから搬送されたシートＰを定着手段３０側に搬送するものであり、シートＰ先端が通過する側から所定の角度で定着手段３０側に傾斜して設けられている。このことにより、送風手段４０の風がガイド板２２を介して、後に述べる定着手段３０、すなわち加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の間（シートが定着される部分）に送られる。

さらに、ガイド板２２と搬送装置２１とのなす角は、特にシートＰの先端が搬送ベルト２２の搬送面からガイド板２２の搬送面２２ａに移動する際に、カール部分を大きくならないような角度となっている。

定着手段３０は、加熱ローラ３１と、加圧手段である加圧ローラ３２とを有する。加熱ローラ３１は、シートの特性、すなわち、シートの種類およびサイズ、形状（カット紙、ロール紙）等に基づいてオンオフする複数の熱源となる発熱体３３を備えている。ガイド板２２から搬送されたシートＰは、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２に銜えられ、定着後、外部に排出される。

発熱体３３は、加熱ローラ３１の軸線方向に延在するように、かつ互いにほぼ平行となるように並列に設けられている。なお、この実施態様において発熱体３３は、２つの発熱体３３ａ、３３ｂが加熱ローラ３１の軸芯の中心付近に配置されているが、これに限定されることなく、発熱体の数は２以上の複数個であれば良く、また発熱体の個数や発熱量等に鑑み必要に応じ別の位置関係であって良い。

発熱体３３ａ、３３ｂとして例えば棒状のハロゲンランプが用いられ、各発熱体３３ａ、３３ｂのそれぞれの複数のフィラメントは、加熱ローラ３１全長の温度分布を最適化するように加熱ローラ３１の軸線方向にわたって適宜な間隔で配置されている。

なお、上記の例では各発熱体３３ａ、３３ｂを並列に配置したが、その一つまたは幾つかを直列に配列した小発熱体郡としても良い。具体的には、図２に示すように、各発熱体３３ａ、３３ｂを、それぞれ一群の複数の小発熱体（３３ａ１、３３ａ２、３３ａ３）、（３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３）により形成する。これら各小発熱体（３３ａ１、３３ａ２、３３ａ３）、（３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３）は、所定サイズの記録紙の通過領域を形成するように直列に配列されている。例えば、搬送方向に対し幅の一番狭いシートの場合は、３３ａ２、３３ｂ２を通過領域とし、幅の一番狭いシートより広いシートは３３ａ１、３３ａ２、３３ａ３、３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３を通過領域とするものである。

また、直列に配列された小発熱体（３３ａ１、３３ａ２、３３ａ３）、（３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｂ３）は、所定のサイズのシートＰの通過領域に対して発熱量を変えて配列されている。例えば、３３ａ２は両側の３３ａ１、３３ａ３よち高くなっている。

送風手段４０は、案内手段２０の上方に、シートＰの搬送方向に向かって、案内手段２０から定着手段３０に風を送るように設けられている。さらに詳しく述べると、図３に示すように、中央部４１と複数の端部４２とに、独立して送風できるように構成され、シートの搬送方向に向かって、搬送されるシートの側部を覆いかつ搬送されるシートが接触しない定着手段の部分に、風を送るようになっている。

また、この実施形態において、送風手段４０は、中央部４１と、中央部４１の両側に配置された端部４２であるが、シートPの特性、例えば、シートＰの幅に対応するように各端部４２を細かく区画して、送風範囲の幅を変えるように構成し、また、端部４２はシートＰの両側に向かって送風するようにしてもよい。なお、送風手段４０の送風は、シートＰに形成された現像剤像がこわれない程度の送風量が望ましい。以上の送風手段４０の中央部４１と各端部（４２、・・・）と定着手段３０の各発熱体（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）は、図示しない制御手段に接続されている。制御手段は、選択したシートの判別結果と、加熱ローラ３１の温度の検知結果に基づいて、送風手段４０と定着手段３０の制御が行われる。

なお、『送風手段４０の送風範囲の幅』は、シートの搬送方向に向かって、搬送されるシートＰの側部を覆いかつ搬送されるシートPが接触しない定着手段３０の部分とされているが、シートＰの特性が、例えば、加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の間を通過するシートＰの幅が狭い場合は、シート幅全域とするのが望ましい。これは、定着手段３０の接触するシートＰの幅、すなわち加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の表面（定着手段３０全体からみて）で熱が奪われるのはごく僅かであり、風を送ることにより、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２の軸線方向の温度を均一にするためである。

特に、送風手段４０は、上で述べた効果を高めるため、搬送ベルト２１ｃとガイド板２２との境界Ａ近傍から定着手段３０側に、風が送られるような位置に設けられている。この境界近傍Ａは、搬送ベルト２１ｃの吸引力の作用が弱くなり、シートＰのカールによってシートＰの先端がガイド板２２に搬送された時、ガイド板２２から浮きやがりやすい。

この状態で、シートPがガイド板２２の搬送面２２ａに乗り上げると、カールのふくらみ部分がシートＰの先端よりも先に搬送され、定着部分にうまくシートＰが搬送されず、シートＰが折れて定着されてしまう原因となる。このため、境界Ａ近傍から定着手段３０側に風を送るように送風手段４０を設けることにより、風を受けたシートＰの部分から徐々に、ガイド板２２の搬送面２２ａ側に押し付けられ、初期に生じるシートPの先端のカールを抑えることができる。

このような構成のもと、動作について説明する。選択したロール紙またはカット紙等のシートＰ所定箇所に順次、現像剤像が形成される。所定箇所に現像剤像が形成されたシートＰは、シートＰの次の所定箇所に現像剤像を形成するため、繰り出され、案内手段２０側に移動する。案内手段２０の一部を構成する搬送ベルト２１ｃに移動したシートＰは、搬送ベルト２１ｃに吸引された状態で、ガイド板２２側に搬送される。

シートＰの先端または、順次、現像剤像が形成され繰り出されたシートＰが、搬送ベルト２１ｃとガイド板２２との境界近傍に移動すると、図４に示すように、送風手段４０から風Ｓの作用により、シートＰの先端のカール部分（一点鎖線）や図５に示すようにシートＰの幅方向の速度のムラ等により発生し繰り出されたシートＰの盛り上がり部分（一点鎖線）を、ガイド板２２の搬送面２２ａに押し付けた状態で、定着手段３０へ搬送される。この結果、安定した搬送状態で、シートＰの先端のカール部分やシートＰの盛り上がり部分によって生じるシートににじみやシワを防止することができる。

さらに、送風手段４０からの風は、シートＰをガイド板２２の搬送面２２ａで押え付けながら、ガイド板２２の搬送面２２ａに沿って定着手段３０側に送られ、次のような現象を抑えることができる。

シートＰが連続して定着手段３０に接触した場合（ただし、先に述べたように幅の狭いシートＰは除く）、シートＰが通過した加熱ローラ３１の熱が奪われ、これを補うために、発熱体３３により熱が供給される。この時、熱が奪われた加熱ローラ３１の部分のみに供給したとしても、熱が供給されていない加熱ローラ３１の部分と同じ温度にする間に、この熱が加熱ローラ３１内全体に行き渡る。この結果、加熱ローラ３１内全体の温度が上昇し、シートＰが接触していない定着手段３０の部分が加熱された状態となり、シートＰが接触していない部分の加熱ローラ３１のローラ径が熱膨張して、加熱ローラ３１上において、シートＰの幅方向の速度に差が生じる。

この差は、周知のように、シートＰの両端を伸ばす効果があり、定着する際にシートＰのシワの発生の抑制に対し有効である。しかし、シートＰを普通紙から腰の弱い特性を持つフィルム等に変更した場合、幅が狭いシートＰから幅が広いシートＰに変えた場合、シートＰの幅方向に対して、過度にシートＰの両端を伸ばすことになり、シートＰの定着時、すなわち、シートＰが加熱ローラ３１と加圧ローラ３２とに銜えられた時、シートＰににじみを発生させてしまう可能性がある。

このため、繰り返しになるが、ガイド板２２の搬送面２２ａに沿って定着手段３０の加熱ローラ３１に風を送り、シートＰが定着手段３０に接触していない部分を定着温度より高くならないようにすることにより、この部分の熱膨張を抑えるとともに、シートＰが定着手段３０を通過しない部分と、シートＰが定着手段３０を通過した部分との温度差を少なくし、定着する際にシートＰににじみの発生を抑制する。

なお、送風手段４０の送風とともに、定着手段３０の加熱ローラ３１の各発熱体３３をオンオフ制御することにより、さらに、先に述べた効果を高めることができる。例えば、図２において、通過領域が各発熱体３３ａ２、３３ｂ２である場合、送風手段４０の風を発熱体３３ａ１、３３ｂ１および発熱体３３ａ３、３３ｂ３に送り、さらに発熱体３３ａ１、３３ｂ１および発熱体３３ａ３、３３ｂ３をオフするものである。これにより、加熱ローラ３１上（加熱ローラ３１内部）の温度を均一にすることが早くなる。なお、以上に述べた送風手段４０の風は、加熱ローラ３１の予め設定された定着温度よりも高くならないようにするものであり、定着温度より低い一定の設定温度に冷却されてしまった場合は、送風手段をオフし、加熱ローラ３１の所定の発熱体３３を作動させ、設定された定着温度にする。

以上のように、送風手段４０を、搬送ベルト２１ｃとガイド板２２との境界近傍から定着手段３０側に、風が送られるような位置に設け、シートＰの種類およびサイズ、形状（カット紙、ロール紙）等のシートＰの特性に基づいて、シートＰの搬送方向に向かって、搬送されるシートの側部を覆いかつ搬送されるシートが接触しない定着手段３０の部分に、風を送れるように配置した送風手段が設けることにより、シートを安定した状態で搬送するとともに、定着する際にシートににじみやシワの発生を防止することができる。

本発明の画像形成装置の概略図。 各発熱体の詳細の配列を示す図。 送風手段の概略を示す図。 シートの先端が定着手段を通過する前の本発明の動作を示す概略図。 シートの先端が定着手段を通過した後の本発明の動作を示す概略図。

符号の説明

１０ 画像形成手段
２０ 案内手段
３０ 定着手段
４０ 送風手段
Ｐ シート

Claims (1)

1. 画像形成したシートを定着手段に搬送する案内手段を備えた画像形成装置において、前記シートの搬送方向上方から、搬送される前記シートを押さえるように送風するとともに、前記定着手段の前記シートの非接触部分に送風するように配置し、前記定着手段の前記シート接触部分と前記シート非接触部分との温度差を少なくするように送風する送風手段を有し、前記定着手段は、シートの特性に基づいてオンオフする複数の発熱体を備えた定着ローラと加圧ローラであって、前記案内手段は、前記シートの搬送方向の下流へ下方へと傾斜して設けられ定着手段に向かって前記シートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段から搬送された前記シートを定着手段に搬送するために前記シートの搬送方向の下流へ上方へと傾斜して設けられたガイド板であって、且つ前記シート先端が通過する側にある前記ガイド板の一端から、前記シートの搬送方向に風を送るように前記送風手段を配置し、前記送風手段の風を前記シートが定着される部分に送風するように配置してなり、前記ガイド板と前記搬送手段とのなす角度を、前記シートを繰り出して前記搬送手段の搬送面から前記ガイド板の搬送面に移動する際に生じる、前記シートの先端のカール部分および前記シートの盛り上がり部分を、前記送風手段の風により前記ガイド板に押しつけることによって抑制することができる角度としたことを特徴とする画像形成装置。

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