JP5585486B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
具体的には、ニップ部を通過して排出された用紙が十分にベルトから剥離されなかった場合、用紙の端部がノズルの先端に係止されることがある。この場合、剥離が不十分な用紙は、ベルトの稼動に伴ってノズルの先端とベルトとの間の狭い空間に押し込まれて詰まり(紙詰まり)を生じさせる。このとき、押し込まれて詰まった用紙が、定着装置のベルト等を破損させる。定着装置の破損は、定着装置の交換のための費用の発生や、交換が完了するまで画像形成を行うことができないことによる画像形成装置の生産性の低下等、多大な被害を生じさせる。
図1は、本発明の第1実施形態による画像形成装置1の概略構成を示すブロック図である。
画像形成装置1は、例えば、図1に示すように、制御部101、記憶部102、操作表示部103、送受信部104、画像処理部105、画像形成部106、位置切替部107、電源回路108及び詰まり検知部109等を備え、各部はバス110により接続されている。
具体的には、送受信部104は、外部の機器から通信ネットワークIを介して送信された画像データ等を受信する。
また、送受信部104は、例えば、所定のインタフェース(例えば、USB:Universal Serial Bus)等による接続を介して外部の機器と画像形成装置1とを接続するものであってもよい。
本実施形態における画像形成部106は、例えば、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の4色それぞれを個別の静電ドラムで転写する構成(タンデム方式)である。
図2に示すように、画像形成部106は、カセット11、給紙ローラ12、搬送ローラ13、搬送ベルト14、静電ドラム15Y、15M、15C、15K、プリントユニット16Y、16M、16C、16K、レーザユニット17Y、17M、17C、17K、転写ローラ18Y、18M、18C、18K、定着装置20、排紙ローラ19等を備える。
給紙ローラ12は、カセット11に格納されている用紙を一枚ずつ引き出す。
搬送ローラ13は、給紙ローラ12により引き出された用紙を、搬送ベルト14へ搬送する。
ここで、トナー画像の転写について、静電ドラム15Yによるイエロー(Y)のトナー画像の転写を一例として説明する。
静電ドラム15Yは、駆動部(図示略)により回転駆動される円筒状の部材であり、帯電ユニット(図示略)によりその円筒の外周面が帯電している。レーザユニット17Yは、静電ドラム15Yの外周面に静電潜像を形成する。具体的には、レーザユニット17Yは、帯電した静電ドラム15Yの外周面に対して、プリントデータに基づいて用紙に形成されるイエローの画像に応じたレーザを照射する。
具体的には、プリントユニット16Yは、トナーカートリッジと、現像ユニットとを有する。トナーカートリッジは、イエロー(Y)のトナーを備蓄し、現像ユニットに供給する。現像ユニットは、静電ドラム15Yの外周面に形成された静電潜像に対して、トナーカートリッジのトナーを付着させる現像処理を行う。現像処理により、イエロー(Y)のトナー画像が静電ドラム15Yの外周面に形成される。
転写ローラ18Yは、搬送ベルト14を挟んで静電ドラム15Yと対向する位置に設けられる。転写ローラ18Yは、搬送ベルト14と静電ドラム15Yとによって用紙が挟まれるタイミングで、用紙をトナー画像と逆の電荷により帯電させる(逆帯電処理)。逆帯電処理により、静電ドラム15Yの外周面に形成されたイエロー(Y)のトナー画像が用紙に転写される(二次転写)。
定着装置20は、用紙に転写されたトナー画像を定着させる。定着装置20の詳細については、後述する。
定着装置20は、定着ベルト21及び定着ローラ22を備える。
定着ベルト21及び定着ローラ22は協働により、定着ベルト21の外周面と定着ローラ22の外周面との圧接部(ニップ部N)を形成する。駆動部(図示略)により駆動された定着ベルト21及び定着ローラ22は、ニップ部Nにおいて用紙を挟み込んで加圧、加熱し、当該用紙に定着処理を施す。また、定着ベルト21及び定着ローラ22は、ニップ部Nにおいて用紙に定着処理を施しながら、用紙を所定の方向へ搬送する。
定着ベルト21は、複数のローラ(例えば、図3に示すローラ21a、ローラ21b)を囲むように一帯に連続するベルトである。
ローラ21a、ローラ21bは、定着ベルト21の内側に設けられたローラである。ローラ21a、ローラ21bは、外周面を定着ベルト21の内側に当接させるよう設けられ、協働により、定着ベルト21を張架する。
ニップ部Nの下流側には、噴射手段として機能する分離補助部30が設けられる。分離補助部30は、ニップ部Nの下流側において、定着ベルト21に付着した用紙を定着ベルト21から剥離させる。
ノズル40は、ニップ部Nに対して用紙の搬送方向の下流側に設けられて、気体(例えば、空気等)の噴流を生じさせる噴流発生手段(例えば、図3に示す噴流発生部50)により生じた気体の噴流を、ニップ部Nにより搬送(排出)されて定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に噴射させる。
ノズル40は、ローラ21a、21bに張架された定着ベルト21の外周面の所定位置に対して、下流側から上流側へ向けて気体を噴射する。具体的には、例えば、図4に示すように、ノズル40は、空気を噴射する噴射口となるノズル40の先端が、ニップ部Nの下流側の端部から所定の長さ(例えば、10[mm])だけ下流側に位置する定着ベルト21の所定の位置の外周面に対して所定の間隔(例えば、15[mm])を隔てた位置から、当該所定の位置の外周面へ気体の噴射を導く。また、ノズル40は、ノズル40と定着ベルト21とが最も近接する位置における距離が所定の距離(例えば、1.5[mm])となる位置から、気体の噴射を導く。
具体的には、噴流発生部50は、例えば、所定の径(例えば、60[mm])の軸流ファンであり、電源回路108からの電力供給に応じて羽根が回転することにより一方から空気を吸引して他方へ噴出する。噴流発生部50の他方即ち空気が噴出される側は、ノズル40の通気経路と連続している。噴流発生部50の他方から噴出された空気は、ノズル40により集約されて噴射される。なお、噴流発生部50とノズル40との継ぎ目には、当該継ぎ目を塞いでからの気体の漏れ(例えば、空気漏れ等)を抑止するための閉塞部材(例えば、スポンジ等)が設けられる。
具体的には、支持部材60は、例えば、噴流発生部50とノズル40との継ぎ目の近傍であって、ニップ部Nから排出された用紙の搬送経路から遠い側(例えば、図3〜5に示す上側)においてノズル40を軸支する。
本実施形態の分離補助部30は、画像形成部106による画像形成が行われていて、かつ、記録媒体の詰まり(例えば、紙詰まり等)を生じていない場合、図4及び図5(a)に示す、ニップ部により搬送されて定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に気体を噴射するための所定の回動角度(噴射角度)に保持される。一方、分離補助部30は、記録媒体の詰まりを生じた場合、例えば、図5(b)に示すように、分離補助部30が噴射角度を取る場合よりも、ノズル40の先端側が定着装置20から離隔された回動角度(離隔角度)をとるよう設けられる。分離補助部30の回動角度の切替動作は、位置切替部107の駆動に応じて行われる。
具体的には、位置切替部107は、例えば、離隔角度をとっている分離補助部30を回動させて噴射角度を取らせる駆動部107aと、分離補助部30を噴射角度で保持する保持部107bと、駆動部107aによる分離補助部30の回動及び保持がない場合に分離補助部30に離隔角度を取らせるよう働く離隔誘導部107cと、を有する。
なお、本実施形態では、分離補助部30が噴射角度であるときのノズル40と定着ベルト21との位置関係よりもノズル40が定着ベルト21へ近づくことを抑止するために分離補助部30を係止する係止部(図示略)が設けられる。分離補助部30は、駆動部107aにより噴射角度を取るよう駆動されることにより、係止部に当接、係止される。
なお、分離補助部30を回動させる駆動部107aの駆動力及び磁力により係止部に当接して分離補助部30の回動角度を維持する保持部107bの保持力は、離隔誘導部107cによる分離補助部30のノズル40の先端側を定着装置20から離隔させる方向の力に勝る。
具体的には、詰まり検知部109は、例えば、画像形成における用紙の搬送経路を逸脱した所定の位置に用紙が侵入したことを検知するセンサ等を有し、当該センサにより用紙が検知された場合に紙詰まりが生じたことを示す信号(詰まり検知信号)を制御部101へ出力する。詰まり検知部109のセンサは、例えば、分離補助部30と定着ベルト21との間に対する用紙の侵入を検知できるよう設けられる。これによって、用紙が定着ベルト21から剥離されずに分離補助部30と定着ベルト21との間に侵入した場合に検知信号が入力されるので、制御部101は紙詰まりを生じさせうる用紙の侵入を検知することができる。
なお、検知部109のセンサは、一つに限らず、複数設けることができ、その位置は、分離補助部30と定着ベルト21との間に限らない。例えば、画像形成装置1は、画像形成が正常に行われる場合の用紙の搬送経路に沿って設けられた複数のセンサを有し、制御部101により画像形成中の各処理の実施タイミングに応じて用紙が搬送されているか否かを判定するようにしてもよい。この場合、画像形成中の各処理の実施タイミングに応じた用紙の搬送位置に用紙が存在しないことが検知された場合、制御部101は、紙詰まりが生じたものと判定する。
また、制御部101は、噴流発生部50を動作させ、ノズル40の先端から空気を噴射させる。制御部101は、例えば、カセット11から引き出された最初の用紙がニップ部Nを通過する時点で、ノズル40の先端からの空気の噴射が安定するよう噴流発生部50を動作させる。ノズル40の先端からは、所定の空気流(例えば、40[m/s])が、ニップ部Nにより搬送(排出)されて定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に噴射される。これによって、定着ベルト21から用紙を良好に剥離させることができ、ニップ部Nにより搬送(排出)されて定着ベルト21に付着した用紙が、所定の経過時間(例えば、20[msec])以上の間、定着ベルト21に付着し続けた場合に発生しうる画質の低下を抑止することができる。
画像形成中に詰まり検知部109から詰まり検知信号が出力された場合、制御部101は、保持部107b及び噴流発生部50の動作を停止させる。これによって、分離補助部30は、噴射角度で保持される保持力を喪失するので、離隔誘導部107cにより、ノズル40の先端側を定着装置20から離隔させるように回動する。つまり、制御部101は、画像形成時において分離補助部30に噴射角度を取らせ、紙詰まりが生じた場合に分離補助部30を定着装置20から離隔させて離隔角度を取らせるよう、駆動部107a及び保持部107bの動作を制御する。即ち、制御部101及び位置切替部107は、協働により、詰まり検知部109により用紙の詰まり(紙詰まり)が検知された場合、分離補助部30を定着装置20から離隔させる離隔手段として機能する。
画像形成が終了すると、制御部101は、保持部107bの動作を終了させる。これによって、離隔誘導部107cにより、分離補助部30は離隔角度を取る。
つまり、離隔誘導部107cは、画像形成装置1による用紙への画像形成が行われていない場合、分離補助部30を定着装置20から離隔させる。
これによって、紙詰まりが生じた場合に、分離補助部30を定着装置20から離隔させることができるので、紙詰まりが生じた際の分離補助部30と定着装置20との間隔を、分離補助部30が定着装置20の定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に気体(例えば、空気等)を噴射する際の分離補助部30と定着装置20との間隔に比して大きくすることができる。このため、従来、定着ベルト剥離が不十分な用紙が、ベルトの稼動に伴ってノズルの先端とベルトとの間の狭い空間に押し込まれて詰まりを生じさせ、押し込まれて詰まった用紙が、定着装置のベルト等を破損させていた問題について、本実施形態では、紙詰まりが生じた際の分離補助部30と定着装置20との間隔を大きくすることにより、分離補助部30と定着装置20との間における紙詰まりを良好に抑止する。また、仮に分離補助部30と定着装置20との間に用紙が詰まったとしても、分離補助部30と定着装置20との間隔が大きいので、詰まった用紙の存在可能な空間が大きく、これによって用紙が行き場を失って大きな押圧力を受けて圧縮されることを良好に抑止することができる。このため、本実施形態の画像形成装置1では、詰まって行き場を失った用紙が定着装置20側に押圧力を加えて定着装置20のベルト等を破損させるようなことがない。つまり、本実施形態の画像形成装置1は、紙詰まりが生じた場合に、分離補助部30を定着装置20から離隔させるので、詰まった用紙が定着装置のベルト等を破損させることを良好に抑止することができる。
また、分離補助部30と定着装置20との間に用紙が詰まった場合に、分離補助部30が定着装置20から離隔されるので、分離補助部30と定着装置20との間隔が大きく設けられることにより、ユーザは詰まった用紙の排除等の作業を容易に行うことができる。
また、分離補助部30が定着装置20の定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に空気を噴射するときの分離補助部30と定着装置20との間隔を小さく設けても、紙詰まりが生じた場合に、分離補助部30を定着装置20から離隔させることにより定着装置20の破損を良好に抑止することができるので、分離補助部30が定着装置20の定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に空気を噴射するときの分離補助部30と定着装置20との間隔をより小さくすることができ、用紙の剥離のための空気の噴射をより好条件で行うことができる。
これによって、画像形成装置1による用紙への画像形成が行われていないときの分離補助部30と定着装置20との間隔を、分離補助部30が定着装置20の定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に空気を噴射する際の分離補助部30と定着装置20との間隔に比して大きくすることができる。よって、分離補助部30や定着装置20又はこれらの構成の一部の部品交換作業時に、当該部品交換作業を行うための作業スペースをより大きく設けることができるので、画像形成装置1の整備者はより容易に当該部品交換作業を行うことができる。
これによって、分離補助部30が定着装置20から離隔する場合の移動経路が所定の移動経路に定められるので、分離補助部30の周囲において、当該所定の移動経路に沿って分離補助部30が移動可能な状態(例えば、移動スペース等)を確保することで、分離補助部30を定着装置20から良好に離隔させることができる。
これによって、分離補助部30を定着装置20から離隔させるにあたり、空気の噴射時において分離補助部30と定着装置20との間隔が十分に確保されている部分に回動軸を設け、空気の噴射時に分離補助部30が最も定着装置20に近接する部分(例えば、ノズル40の先端側等)を大きく回動させるようにすることができ、分離補助部30の最小限の移動により分離補助部30と定着装置20とを十分に離隔させることができる。また、これによって、分離補助部30を定着装置20から離隔させるための空間も小さく済む。
これによって、定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に気体を噴射するときの分離補助部30の位置決めを保持部107bにより行うことができるので、分離補助部30を定着装置20から離隔させた後に、改めて画像形成を行う場合に、分離補助部30を定着ベルト21に付着した用紙と定着ベルト21との間に気体を噴射するときの位置へ容易に設けることができる。また、詰まり検知部109による紙詰まりの検知と、保持部107bによる分離補助部30の保持の解除とが連動しているので、紙詰まりが生じた場合に、離隔誘導部107cは、良好に分離補助部30を定着装置20から離隔させることができる。
また、離隔誘導部107cは、分離補助部30を離隔させるのに継続的な消費(例えば、電力の使用等)を伴わないので、画像形成を行わない場合における分離補助部30の定着装置20に対する離隔を極めて低コストで行うことができ、経済的であると共に、環境保全の観点からも優れている。
次に、本発明の第2実施形態について、図6を参照して説明する。第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
第2実施形態の位置切替部107は、保持部107bに代えて、保持具61及び保持具支持部62を有する。
例えば、画像形成に伴い、駆動部107aの動作により分離補助部30が噴射角度を取った後、制御部101は、保持具支持部62を動作させてプランジャを突出させる。保持具支持部62は、動作によりプランジャを突出させることにより、保持具61を下方から押し上げると共に押し上げ後の位置で支持する。これによって、保持具61と係合する分離補助部30は、噴射角度で保持される。
一方、紙詰まりが生じた場合や画像形成が終了した場合、制御部101は、保持具支持部62を動作させてプランジャを収納させる。保持具支持部62は、動作によりプランジャを収納させることにより、保持具61の押し上げ及び保持を解除する。これによって、分離補助部30は、噴射角度で保持される保持力を喪失するので、離隔誘導部107cにより、ノズル40の先端側を定着装置20から離隔させるように回動する。
以上、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏する。
次に、本発明の第3実施形態について、図7を参照して説明する。第1、第2実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
第1実施形態において分離補助部30を回動可能に支持する支持部材60に代えて、第3実施形態の分離補助部30は、分離補助部30を直動可能に支持するガイドレール部材70、70を有する。
ガイドレール部材70、70は、分離補助部30を所定の方向に沿って直動可能に支持する。ここで、所定の方向は、例えば、図7に示すように、ローラ21a及びローラ21bの間に位置する定着ベルト21の平面状の部分に対して直交する方向であるが、一例であり、これに限られるものではない。ガイドレール部材70、70により決定される分離補助部30の直動方向は、定着装置20に対して分離補助部30の近接と離隔とを切替可能な方向であればよい。
また、第3実施形態の保持部107bは、駆動部107aにより移動した分離補助部30を、図4に示す位置関係と同様の位置で保持する。
また、第3実施形態の離隔誘導部107cは、図4に示す分離補助部30と定着装置20との位置関係を取る分離補助部30の位置に対して、ガイドレール部材70、70に沿って分離補助部30を定着装置20から離隔させる方向の力を分離補助部30へ加える。
例えば、画像形成が行われていない状態では、制御部101は、駆動部107a及び保持部107bを動作させない。このため、離隔誘導部107cにより、分離補助部30は、図4に示す分離補助部30と定着装置20との位置関係を取る分離補助部30の位置に対して定着装置20から離隔した位置をとる。
画像形成が終了すると、制御部101は、保持部107bの動作を終了させる。これによって、分離補助部30は、離隔誘導部107cにより、定着装置20から離隔するように移動する。
次に、本発明の第4実施形態について、図8を参照して説明する。第1〜第3実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
第3実施形態において分離補助部30を直動可能に支持するガイドレール部材70、70に代えて、第4実施形態の分離補助部30は、噴流発生部50に対してノズル40を直動可能に支持するガイドレール部材70A、70Aを有する。
ガイドレール部材70A、70Aは、ノズル40を噴流発生部50とノズル40との継ぎ目に沿った方向に沿って直動可能に支持する。ここで、ガイドレール部材70A、70Aにより決定される直動の方向は、一例であり、これに限られるものではなく、定着装置20に対してノズル40の近接と離隔とを切替可能な方向であればよい。
また、第4実施形態の保持部107bは、駆動部107aにより移動したノズル40を、図4に示す位置関係と同様の位置で保持する。
また、第4実施形態の離隔誘導部107cは、図4に示すノズル40と定着装置20との位置関係を取るノズル40の位置に対して、ガイドレール部材70A、70Aに沿ってノズル40を定着装置20から離隔させる方向の力をノズル40へ加える。
第4実施形態の制御部101による制御内容は、位置切替部107により移動する対象が分離補助部30に代わりノズル40となる点を除いて、第3実施形態と同様である。
また、離隔させる構成の重量が軽いので、離隔させるための構成(例えば、離隔誘導部107c等の部品)に求められる力が小さくなる。このため、離隔させるための構成の小型化が容易となり、省スペースで低コストな構成とすることができる。
次に、本発明の第5実施形態について、図9を参照して説明する。第1〜第4実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
第5実施形態のノズル40は、先端部45がノズル40の他の部分に対して回動可能に設けられる。そして、先端部45は、回動動作により、例えば図4に示すようなノズル40と定着装置20との位置関係を取るノズル40の先端位置と、当該先端位置に対して定着装置20から離隔する位置との位置変更が可能に設けられる。
なお、ノズル40の先端部45と他の部分との継ぎ目には、当該継ぎ目を塞いでからの気体の漏れ(例えば、空気漏れ等)を抑止するための閉塞部材(例えば、スポンジ等)が設けられる。
また、離隔させる構成の重量がより軽いので、離隔させるための構成(例えば、離隔誘導部107c等の部品)に求められる力がより小さくなる。このため、離隔させるための構成のさらなる小型化が容易となり、より省スペースでより低コストな構成とすることができる。
また、上記の各実施形態では、噴流発生部50とノズル40とを直接繋げているが、噴流発生手段を別の箇所や画像形成装置の外部に設け、ダクト等を介して定着装置に付着した記録媒体(例えば、用紙等)と当該定着装置との間に気体を噴射するようにしてもよい。
また、用紙に対する画像形成の工程を説明したが、画像形成装置1は、用紙以外の記録媒体に対しても、用紙に対する画像形成と同様の仕組みによる画像形成を行うことができる。
20 定着装置
21 定着ベルト
22 定着ローラ
30 分離補助部
40 ノズル
50 噴流発生部
60 支持部材
107 位置切替部
107a 駆動部
107b 保持部
107c 離隔誘導部
109 詰まり検知部
N ニップ部
Claims (7)
- 記録媒体に対して圧力及び熱を加えながら当該記録媒体を搬送するニップ部を有する定着手段と、
前記ニップ部に対して前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられて、前記ニップ部により搬送されて前記定着手段に付着した記録媒体と当該定着手段との間に気体を噴射する噴射手段と、
前記記録媒体の搬送経路から逸脱し、前記噴射手段と前記定着手段との間で発生する前記記録媒体の詰まりを検知する検知手段と、
前記検知手段により前記記録媒体の詰まりが検知された場合、前記噴射手段を前記定着手段から離隔させる離隔手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記離隔手段は、前記画像形成装置による前記記録媒体への画像形成が行われていない場合、前記噴射手段を前記定着手段から離隔させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記噴射手段を所定の移動経路に沿って移動可能に支持する支持部材を備え、
前記離隔手段は、前記噴射手段を前記定着手段から離隔させるよう前記所定の移動経路に沿って移動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 - 前記支持部材は、前記噴射手段を回動可能に支持し、
前記離隔手段は、前記噴射手段を回動させて前記噴射手段を前記定着手段から離隔させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記支持部材は、前記噴射手段を直動可能に支持し、
前記離隔手段は、前記噴射手段を直動させて前記噴射手段を前記定着手段から離隔させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記噴射手段を、前記ニップ部により搬送されて前記定着手段に付着した記録媒体と当該定着手段との間に気体を噴射する位置で保持する保持手段と、
前記検知手段により前記記録媒体の詰まりが検知された場合に、前記保持手段による前記噴射手段の保持を解除させる解除手段と、を備え、
前記離隔手段は、前記解除手段により前記保持手段による前記噴射手段の保持が解除された場合に、前記噴射手段を前記定着手段から離隔させることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記噴射手段は、
気体の噴流を生じさせる噴流発生手段と、
前記ニップ部に対して前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられて、前記噴流発生手段により生じた気体の噴流を、前記ニップ部により搬送されて前記定着手段に付着した記録媒体と当該定着手段との間に噴射させるノズルと、を備え、
前記離隔手段は、前記ノズルの一部又は全部を前記定着手段から離隔させることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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