JP5609692B2 - 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搬出された用紙が何らかの原因で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に、蛇腹状に押し込まれて詰まり(例えば、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。また、用紙を送り出してから所定時間内に定着ニップ後の検知装置へ用紙が到達しないことをもって、紙詰まりを検出して、定着装置を停止させて定着器動作に伴う定着ベルトなどの破損を防止しても、その後ノズルと定着ベルト間に入り込んだ用紙を除去する作業において、しばしば定着ベルトを破損する事故が発生する。
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等を備え、各部はバス107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ている。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及び加圧ローラ22を備える。
定着ベルト21及び加圧ローラ22は協働により、定着ベルト21の外周面と加圧ローラ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)により駆動された加圧ローラ22および加圧ローラ22と転接する定着ベルト21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及び加圧ローラ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(例えば、図3に示す矢印V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、分離補助部30が設けられている。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。
第1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、気体の噴流を生じさせる第1の噴流発生手段(例えば、図1に示す圧縮機43)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。
第1ノズル40は、例えば、図4〜6に示すように、複数のノズル部41及び支持部材42等を備えている。
本実施形態のノズル部41は、一端側から他端側までほぼ均一の内径(例えば、φ0.6[mm])の孔を有する。このようなノズル部41は、孔の内部を通過する気体を層流とするので、ノズル部41の先端側におけるノズル部41内外の圧力差を小さくすることができる。このため、ノズル部41は、孔の内部を通過する気体の圧力によるノズル部41の先端側の拡張を良好に抑止することができ、ノズル部41の先端の位置精度即ちノズル部41から噴射させる気体の噴射位置を良好に維持することができる。もし何らかの要因で、ノズル部41が曲がろうとすると、孔41bを通過する気体は直進しようとするため曲がりを矯正する力をノズル部41に与え、ノズル部41の先端位置精度を維持する。
例えば、定着装置20のニップ部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から良好に剥離させることができず、第1ノズル40と定着ベルト21との間に用紙が入り込んだとしても、第1ノズル40のノズル部41は、可撓性を有するので、第1ノズル40と定着ベルト21との間に入り込んだ用紙と当接して押圧されることにより、容易に変形する。これにより、第1ノズル40と定着ベルト21との間に入り込んだ用紙は、第1ノズル40と定着ベルト21との間を容易に通過することができ、第1ノズル40と定着ベルト21との間における詰まり(例えば、紙詰まり)を生じさせない。よって、従来の画像形成装置のように、ノズルの先端との定着装置のベルトとの間に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ことがなくなる。
なお、本実施形態のノズル部41は、支持部材42から先端側へ10[mm]延設されているが、当該ノズル部41の延設長は一例であり、これに限られるものではない。
支持部材42は、ノズル部41の孔と空間が連続する中空部(例えば、図6に示す中空部42a)を有する。支持部材42は、圧縮機43(図1参照)と接続されており、圧縮機43により圧縮された気体(例えば、空気等)が中空部42aを通過してノズル部41から噴射されるよう設けられている。
圧縮機43は、例えば、コンプレッサ43a及びレギュレータ43bを有している。コンプレッサ43aは、気体を圧縮し、圧縮された気体を吐出する。レギュレータ43bは、コンプレッサ43aにより吐出される気体の圧力を調節する。本実施形態のコンプレッサ43aは、定格圧力が0.8[MPa]、気体吐出量が0.00125[m3/s]、蓄圧タンク容量が0.03[m3]であり、本実施形態のレギュレータ43bによる圧力調整値は、0.2[MPa]であるが、これらの性能に関する数値は一例であり、これに限られるものではない。
電磁弁44は、圧縮機43と支持部材42との間の気体の通過経路の開放と閉鎖とを切替可能に当該通過経路を接続する。電磁弁44が気体の通過経路を開放した場合、圧縮機43から吐出された気体により、第1ノズル40のノズル部41は気体を噴射させる。一方、電磁弁44が気体の通過経路を閉鎖した場合、圧縮機43から吐出された気体が第1ノズルに送られないので、第1ノズル40のノズル部41は気体を噴射させない。
例えば、本実施形態の支持部材42は、アルミニウムを素材とし、ダイカスト鋳造方式により成型された二つの部品42b、42cを、図6に示す一点鎖線により示した位置で接合させたものである。支持部材42は、二つの部品42b、42cによりノズル部41を挟持する。具体的には、二つの部品42b、42cの各々は、接合されたときに挟み込むノズル部41の位置決めを行うための半円状の溝を、ノズル部41が挟持される側の側部の接合部分に有する。当該溝は、二つの部品42b、42cが接合されることにより、ノズル部41が挟持される側の支持部材42の側部に孔を形成する。二つの部品42b、42cは、ノズル部41が挟持される側に形成された孔の内周面によりノズル部41の一端側を挟持する。ここで、支持部材42の側部の孔の内径(例えば、1.0[mm])は、ノズル部41の外周径(例えば、1.2[mm])未満であり、当該孔の内周面によりノズル部41に圧力を加えてノズル部41を挟持する。
また、ノズル部41、支持部材42のうち少なくともいずれか一方は、支持部材42がノズル部41を支持(例えば、挟持)することにより当接する部分(例えば、ノズル部41を挟持する支持部材42の孔の内周面や、当該孔により挟持されるノズル部41の外周面)に接着剤を塗布されてもよい。
また、二つの部材(例えば二つの部品42b、42c)は一例であり、これに限られるものではない。例えば、三つ以上の部材(例えば、ノズル部41を挟持する二つの部材と、当該二つの部材によるノズル部41の挟持を固定する別部材等)を用いてもよい。
第2ノズル50は、例えば、図3に示すように、定着装置20のニップ部Nに対して第1ノズル40より遠い位置であって、第1ノズル40とニップ部Nにより搬送(排出)された用紙の搬送経路との間に設けられるノズルである。本実施形態の第2ノズル50の噴射口は、中空の連結部52を介して分離補助ファン51の吐出口(図示略)と連続している。
分離補助ファン51は、分離補助ファン駆動制御部53(図1参照)により駆動される。
分離補助ファン駆動制御部53は、分離補助ファン51の駆動制御を行うファンコントローラである。
具体的には、本実施形態において、第2ノズル50を介して分離補助ファンから吐出する風量は0.01[m3/s]程度なのに対し、第1のノズルを介してコンプレッサから吐出する空気は、0.001[m3/s]程度である。
吸引部60は、例えば、吸引ファン61、吸引ファン駆動制御部62(図1参照)等を有する。吸引ファン61は、用紙の搬送方向の上流側から下流側に向かって空気を吸引する。当該送風により、吸引ファン61は、加圧ローラ22と、ニップ部Nの下流側に設けられてニップ部Nにより搬送(排出)された用紙の搬送をガイドするガイド板63との間の隙間から、ガイド板63の下方を通過して吸引ファン61へ到る気体の流れを生じさせる。つまり、吸引ファン61は、ニップ部Nにより搬送(排出)された用紙をガイド板63側へ吸引する方向の気体の流れを生じさせ、ニップ部Nにより搬送(排出)された用紙の搬送経路に設けられたガイド板63側に、用紙を引き寄せる。
吸引ファン駆動制御部62は、吸引ファン61の駆動制御を行うファンコントローラである。
画像形成部106による画像形成が開始されると、制御部101は、分離補助ファン駆動制御部53に分離補助ファン51を駆動させる。分離補助ファン51が駆動されることにより、第2ノズル50は、例えば、約40[m/s]の噴流を、第1ノズル40と用紙の搬送経路との間に噴射させる。また、制御部101は、吸引ファン駆動制御部62に、吸引部60の吸引ファン61を駆動させる。
なお、本実施形態の制御部101は、二次転写が行われる前の用紙の供給信号を取得し、当該供給信号に基づいて、用紙がニップ部Nにより搬送(排出)されるタイミングを算出し、タイミング制御を行うが、当該タイミング制御は一例であり、これに限られるものではない。例えば、制御部101は、定着装置20の上流側に設けられた、用紙等の記録媒体の通過を検知する記録媒体検知手段から出力される検知信号に基づいてタイミング制御を行ってもよい。
以上のように、分離補助部30は、定着装置20のニップ部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。これによって、ニップ部Nにより搬送(排出)された用紙は、ガイド板63に沿って搬送され、定着装置20の下流側に設けられた排紙ローラ19により排紙トレイ(不図示)上に排出される。
加えて、第1ノズル40と定着ベルト21との間に入り込んだ用紙の第1ノズル40と定着ベルト21との間における詰まりが無くなることから、第1ノズル40のノズル部41の先端部を、従来のノズルに比して、定着ベルト21により近づけて設けることができ、第1ノズル40から噴射させる気体による用紙の剥離をより確実に行うことができる。
これによって、第1ノズル40により噴射され、定着ベルト21から用紙を剥離させた後の気体が、ニップ部Nの下流側周囲で渦流を生じたりして、ニップ部Nにより搬送された用紙に対して必要以上の圧力をかけることがなくなるので、用紙の周囲の気体の圧力の変化による用紙搬送の乱れ(例えば、紙暴れ等)を良好に抑止することができる。
これによって、用紙を定着ベルト21からより確実に剥離させ、ニップ部Nにより搬送された用紙を用紙の搬送経路により確実に誘導することができる。
これによって、第1ノズル40をより定着ベルト21に近接して配置することができるので、用紙先端により速度の大きい空気を送り込むことができ、トナー付着量が大きかったり、先端余白部分が狭かったり、用紙剥離に不利な条件でもより良好に剥離することができる。
図7に示す変形例の第1ノズル40Aのノズル部41Aは、先端側に向かって気体の流路が先細りとなる形状を有する。具体的には、ノズル部41Aは、支持部材42に支持された一端側の内径(例えば、φ1.5[mm])から、当該一端側の内径に比して小さく設けられた他端側(先端側)の内径(例えば、φ0.6[mm])に向かって先細りとなる形状を有する。
ノズル部41Aのように、第1ノズルのノズル部の形状を先端側に向かって気体の流路が先細りとなる形状とすることにより、第1の噴流発生手段(例えば、図1に示す圧縮機43)により吐出された気体がノズル部を通過するとき、ノズル部の孔の径が均一である場合に比して、ノズル部の内部の圧力が高くなる。このため、ノズル部は、当該ノズル部内を通過する気体の圧力を受けて、形状が一定に保たれる。つまり、噴射される気体の圧力により、気体を噴射させるノズル部の先端の位置をより良好に維持することができる。例えば、ノズル部のうち可撓性を有する部分は、用紙との当接に伴う変形や経時劣化等により製造時の形状から変形することがあるが、ノズル部内を通過する気体の圧力を孔の内側から受けることにより、最も径を拡張した状態即ち製造時の形状に戻され、形状及び先端の位置が一定に保たれる。よって、第1ノズルのノズル部の形状を先端側に向かって気体の流路が先細りとなる形状とすることにより、気体を噴射させるノズル部の先端の位置を、一定内径のノズル41よりも更に良好に維持することができる。
また、ノズル部の素材は、複数の素材の組み合わせであってもよい。例えば、ノズル部は、ゴム(例えば、シリコンゴムやフッ素ゴム等)により形成された所定の形状(例えば、管状)のノズル部の外周面を、別の素材(例えば、ポリイミドやパーフルオロアルコキシ等)により被覆したものであってもよい。
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 加圧ローラ
30 分離補助部
40 第1ノズル
41 ノズル部
42 支持部材
43 圧縮機
50 第2ノズル
51 分離補助ファン
52 連結部
60 吸引部
61 吸引ファン
63 ガイド板
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、
気体の噴流を生じさせる第1の噴流発生手段と、
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、前記第1の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第1ノズルと、
前記第1ノズルを支持する支持部材と、を備え、
前記第1ノズルは、少なくとも支持部材から先端側へ延設された部分が可撓性を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1ノズルは、少なくとも先端側の一部分が管状であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1ノズルの少なくとも前記支持部材から先端側へ延設された部分は、ゴムを素材とす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。
- 前記支持部材は少なくとも二つの部材を有し、当該二つの部材により前記第1ノズルを挟持することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1ノズルは、先端側に向かって気体の流路が先細りとなる形状であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 気体の噴流を生じさせる第2の噴流発生手段と、
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、前記第2の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た記録媒体と前記定着手段との間に噴射させる第2ノズルと、を備え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。 - 前記第2ノズルは、前記第1ノズルと前記ニップ部により搬送された前記記録媒体の搬送経路との間に設けられ、
前記第2ノズルから噴射される気体の流速は、前記第1ノズルから噴射される気体の流速よりも低いことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
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