JP6880926B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
そして、駆動ローラと従動ローラとが圧接して形成されるニップ部にシートを挟持しながら、駆動ローラと従動ローラとがそれぞれ搬送方向に沿うように回転することで、搬送ローラ対によって定着工程後のシートがガイド部材の位置に向けて挟持・搬送されることになる。そして、バックカールが生じたシートは、搬送ローラ対によって挟持・搬送されながら、矯正位置に移動したガイド部材に押圧されてカール矯正されることになる。
図1に示すように、本実施の形態における画像形成装置1は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体1の上方にあるボトル収容部101には、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した4つのトナーボトル102Y、102M、102C、102Kが着脱可能(交換可能)に設置されている。
ボトル収容部101の下方には中間転写ユニット85が配設されている。その中間転写ユニット85の中間転写ベルト78(像担持体)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部4Y、4M、4C、4Kが並設されている。
画像形成装置本体1の下方には、用紙等のシートPが複数枚重ねて収納された給紙部12(給紙カセット)が設置されている。
また、画像形成装置本体1の右上方には、シートPをスタック部100に向けて搬送(排紙)したり、シートPを反転(スイッチバック)させて両面搬送路K5に向けて搬送したりするための搬送装置30が設置されている。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、露光部3(書込み部)から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、中間転写ベルト78及び第1転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上のトナー像が中間転写ベルト78上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面には、僅かながら未転写トナーが残存する。
最後に、感光体ドラム5Y、5M、5C、5Kの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
ここで、中間転写ユニット85は、中間転写ベルト78、4つの1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79K、2次転写バックアップローラ82、クリーニングバックアップローラ83、テンションローラ84、中間転写クリーニング装置80、等で構成される。中間転写ベルト78は、3つのローラ82〜84によって張架・支持されるとともに、メインモータに連結された1つのローラ82の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
そして、中間転写ベルト78は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ79Y、79M、79C、79Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム5Y、5M、5C、5K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト78の表面に重ねて1次転写される(1次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト78は、中間転写クリーニング装置80の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト78上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト78上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部12には、転写紙等のシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ31が図1中の反時計方向に回転駆動されると、給紙ローラ31とフリクションパッド32との間に挟まれた一番上のシートPが、第1搬送路K1を形成するガイド板に案内されながら、レジストローラ対33(タイミングローラ対)のローラ間に向けて給送される。
ここで、本実施の形態では、定着部材として定着ベルトを用いたが、定着部材として定着ローラや定着フィルムなどを用いることもできる。また、本実施の形態では、加圧部材として加圧ローラを用いたが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドなどを用いることもできる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、片面プリントモード時(又は、両面プリントモード時において両面へのプリントが終了した後のシートPをスタック部100に排出するとき)には、排紙搬送路K2を開放して中継搬送路K3を閉鎖するように切替部材45が支軸45a(回動軸)を中心にして反時計方向に回動した位置(図1に示す位置である。)で停止することになる(図2、図5、図6(B)をも参照できる。)。
給紙部12から給送されたシートPが、第1搬送路K1、2次転写ニップを経由して定着装置20に達するまでの工程は、片面プリントモード時のものと同様である。そして、定着工程後のシートP(オモテ面に画像が形成された状態のものである。)は、切替部材45によって中継搬送路K3を経由してスイッチバック搬送路K4に案内される。このとき、排紙搬送路K2を閉鎖して中継搬送路K3を開放するように切替部材45が支軸45a(回動軸)を中心にして時計方向に回動した位置で停止することになる(図6(A)を参照できる。)。
そして、スイッチバック搬送路K4において、シートPの後端部(搬送方向の後端部である。)がスイッチバックローラ42のニップ部に達すると(シートPの後端部が中継搬送路K3と両面搬送路K5との分岐点を通過すると)、スイッチバックローラ42の回転駆動を一時的に停止させる。このとき、シートP(オモテ面に対して定着工程が施された後のシートPである。)は、スイッチバックローラ42によって後端部が保持された状態で、先端部の側が露呈部として装置の外部(スタック部100の上方の位置である。)に露呈した状態になる。
その後、スイッチバックローラ42を逆方向に回転駆動することで、シートPの搬送方向を逆転させて、両面搬送路K5に向けてシートPを搬送する。このとき、中継搬送路K3を閉鎖して排紙搬送路K2(及び、両面搬送路K5)を開放するように切替部材45が支軸45aを中心にして反時計方向に回動した位置で停止している。
そして、定着工程後のシートP(両面へのプリントが終了した後のシートPである。)は、先に説明したように、排紙搬送路K2を経て排紙ローラ対41のニップ部に導かれて、排紙ローラ対41によって装置外へと排出されて、スタック部100上に順次スタックされる。
図2を参照して、定着装置20は、定着部材としての定着ベルト21(ベルト部材)、固定部材26(ニップ部形成部材)、補強部材23、加熱手段としての2つのヒータ25(熱源)、加圧部材としての加圧ローラ22、反射部材27、等で構成される。
定着ベルト21の基材層は、層厚が30〜50μmであって、ステンレス、ニッケル等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト21の弾性層は、層厚が100〜300μmであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト21表面の微小な凹凸が形成されなくなり、シートP上のトナー像Tに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
定着ベルト21の離型層は、層厚が5〜50μmであって、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーT(トナー像)に対する離型性(剥離性)が担保される。
ここで、固定部材26は、定着ベルト21の内周面に摺接するように固定されている。そして、固定部材26が定着ベルト21を介して加圧ローラ22に圧接することで、シートPが搬送されるニップ部が形成される。
そして、定着ベルト21は、その内部に設置されたヒータ25の輻射熱(赤外粋光)により直接的に加熱される。
また、本実施の形態では、補強部材23における、ヒータ25に対向する面の側に、反射部材27(反射板)が固設されている。すなわち、補強部材23は、その内部(凹部の内側)に反射部材27を介してヒータ25が配設されている。これにより、ヒータ25から補強部材23に向かう熱(補強部材23を加熱する熱)が反射部材27で反射されて定着ベルト21の加熱に用いられることになるために、定着ベルト21の加熱効率がさらに向上することになる。なお、反射部材27の材料としては、アルミニウムやステンレス等を用いることができる。
装置本体1の電源スイッチが投入されると、ヒータ25に電力が供給されるとともに、加圧ローラ22の図2中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、定着ニップ部における加圧ローラ22との摩擦力によって、定着ベルト21も図2中の矢印方向に従動回転する。
その後、給紙部12からシートPが給送されて、2次転写ローラ89の位置で、シートP上に未定着のカラー画像が担持(転写)される。未定着画像(トナー像)が担持されたシートPは、搬送ガイド板に案内されながら図2の破線矢印方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト21及び加圧ローラ22の定着ニップ部に送入される。
そして、ヒータ25によって加熱された定着ベルト21による加熱と、補強部材23によって補強された固定部材26と加圧ローラ22との押圧力とによって、シートPの表面にトナー像が定着される。その後、定着ニップ部から送出されたシートPは、分離板52と搬送ガイド板51との間を通過した後に、補助ローラ対53によって、破線矢印方向にさらに搬送されることになる。
先に図1、図2を用いて説明したように、本実施の形態における画像形成装置1には、定着ニップ部(定着ベルト21と加圧ローラ22とが圧接する部分である。)に対して搬送方向の下流側に、補助ローラ対53が設置されている。補助ローラ対53は、駆動手段としての駆動モータ91によって搬送方向に沿うように回転駆動されて定着ニップ部から送出されるシートPを搬送方向に搬送する。
また、従動ローラ53bは、金属材料からなる中空構造の軸部(芯金)上に、厚さが30〜300μm程度のPFA、ETFA、FEP等からなる低摩擦係数の弾性層(チューブ)が幅方向にわたって形成されたものであって、スプリングによって駆動ローラ53aのローラ部53a2に圧接してニップ部を形成するように付勢されている。従動ローラ53bの軸部を中空構造とすることで、低熱容量化されて、シートPから生じる水蒸気による結露を防止することができる。また、従動ローラ53bの軸部に低摩擦係数の弾性層を設けることで、従動ローラ53bの表面にトナーが付着しにくくなる。
なお、本実施の形態において、駆動ローラ53aは、定着工程後のシートPの非定着面に接触する側に配置され、従動ローラ53bは、定着工程後のシートPの定着面(定着直後の定着画像が担持された表面である。)に接触する側に配置されている。
また、搬送ローラ対としての補助ローラ対53は、そのニップ部から従動ローラ53bの側に湾曲した排紙搬送路K2(図2の垂直方向下方から水平方向左方に向けて湾曲する搬送路である。)に設置されている。
このガイド部材55は、補助ローラ対53のニップ部を通る仮想接線Z(図2、図4、図5にて一点鎖線で示す接線である。)を遮らない第1位置(図5の位置である。)と、その仮想接線Zを遮るように突出して補助ローラ対53から送出されるシートPの搬送を案内しつつシートPに対して定着ニップ部にて形成されるカールの方向とは逆方向の逆カールを形成して当該カールを矯正する第2位置(図2、図4の位置である。)と、を移動機構93によって移動可能に構成されたものである。
複数のリブ状部材55A〜55Cは、矯正されるシートPに対向するガイド面として機能するリブ面W(図4等を参照できる。)を有している。
また、図3を参照して、ガイド部材55には、スプリング94の付勢力に抗するようにガイド部材55を軸部53a1(軸受55a)を回転中心として図2、図5の時計方向に回転させるように付勢するソレノイド93が接続されている。
すなわち、ソレノイド93やスプリング94等が、ガイド部材55を、図5に示す第1位置と、図2に示す第2位置と、の間で回動させる移動機構として機能することになる。
これに対して、移動機構は、シートPの厚さが所定値Xを超える場合には、少なくともシートPがガイド部材55の位置に達する前から通過する後まで、ガイド部材55を第1位置に移動させるように制御される。具体的に、厚さが所定値Xを超えるシートP(坪量が160g/m2を超えるシートPである。)が通紙される場合には、制御部によってソレノイド93への通電がオン状態にされて、ガイド部材55は図5の回動位置に回動されることになる。
また、厚さが所定値Xを超える厚紙のシートPは、先に説明したようにカールが生じにくいことに加えて、ガイド部材55を図2の位置に回動させてしまうと、そのコシの強さによってガイド部材55に摺接する力が強くなり過ぎてしまい、シートPの裏面に擦れ跡が形成されてしまったり、ガイド部材55が摩耗してしまったりする。このようなことからも、厚さが所定値Xを超える厚紙のシートPが通紙される場合には、シートPに干渉しない位置にガイド部材55を回動させることになる。
また、本実施の形態では、図2に示すように、ガイド部材55が第2位置に回動されているときに、ガイド部材55(リブ状部材55A〜55C)の一部が駆動ローラ53a(補助ローラ対53)のローラ部にオーバーラップして、駆動ローラ53a(補助ローラ対53)に対してガイド部材55が近接するように構成されている。このように構成した場合には、駆動ローラ53a(補助ローラ対53)に対してガイド部材55(リブ状部材55A〜55C)が離れた位置に設置される場合に比べて、補助ローラ対53によって挟持・搬送されるシートPに対して効率的かつ確実にカール矯正をおこなうことができる。
詳しくは、幅方向に間隔をあけて配置された5つのリブ状部材55A〜55C(図3を参照できる。)のうち、幅方向両端部に配置された2つのリブ状部材55Cのガイド角度θ2が、その他の部分(幅方向中央部)に配置された3つのリブ状部材55A、55Bのガイド角度θ1に比べて、小さくなうように構成されている(θ1>θ2である。)。
詳しくは、定着工程後のシートPに生じるカール(逆カールである。)は、幅方向中央部に比べて幅方向両端部が大きくなる。本実施の形態では、大きなカールが生じる幅方向両端部では、比較的急なガイド角度θ2に設定されたリブ状部材55Cによって逆カール方向に大きく湾曲させて、小さなカールが生じる幅方向中央部では、比較的緩やかなガイド角度θ1に設定されたリブ状部材55A、55Bによって逆カール方向に小さく湾曲させているため、ガイド部材55によってシートPが幅方向にわたってバランス良く効率的にカール矯正されることになる。すなわち、幅方向の位置によって異なるカールの大きさに合わせて、幅方向の位置によってカール矯正力を異ならせているため、シートPが幅方向にわたって均一にカール矯正されることになる。
すなわち、両面プリントモード時には、切替部材45が適宜に搬送路を切り替えるように回動するのに対して、ガイド部材55がシートPの厚さに関わらず常に第1位置(シートPに干渉しない位置である。)に回動した状態になるようにソレノイド93がオン状態に制御される。
また、ウラ面への定着工程が施されて定着ニップ部を通過した後のシートPがガイド部材55に摺接してしまうと、シートPのオモテ面に既に定着されたトナー像がガイド部材55に削られてしまって、画像コスレや光沢スジなどの異常画像が生じてしまうためである。
図7は、変形例1におけるガイド部材55が第2位置に位置した状態を示す図であって、図7(A)は幅方向の最も中央に位置する第1リブ状部材55Aを示す図であって、図7(B)は第1リブ状部材55Aの両隣に位置する第2リブ状部材55Bを示す図であって、図7(C)は幅方向両端部に位置する第3リブ状部材55Cを示す図である。これらのリブ状部材55A〜55Cの幅方向の位置関係は、図3を参照することができる。
図7に示すように、変形例1において、複数のリブ状部材55A〜55Cは、第2位置に位置した状態でガイド面W(リブ面)が仮想接線Zに対して搬送方向になす角度(ガイド角度θ)が、幅方向中央部に配置されたものから幅方向両端部に配置されたものになるにしたがい漸減するように形成されている。すなわち、第1リブ状部材55Aのガイド角度θ1と、第2リブ状部材55Bのガイド角度θ2と、第3リブ状部材55Cのガイド角度θ2と、は、θ1>θ2>θ3なる関係になっている。
定着工程後のシートPに生じるカールは、幅方向中央部から幅方向両端部に向けて徐々に大きくなるため、幅方向中央部から幅方向両端部に向けて徐々にガイド角度θが小さくなるように、ガイド部材55を構成している。これにより、ガイド部材55によってシートPが幅方向にわたってバランス良く効率的にカール矯正されることになる。
リブ状部材のガイド面W(リブ面)の長さMが長くなるほど、シートPに対してカール矯正を施す時間が長くなることになり、カール矯正力が大きくなる。変形例1では、幅方向中央部から幅方向両端部に向かうほど大きくなるカールに合わせて、幅方向中央部から幅方向両端部に向かうほどガイド面Wの長さMを大きくしてカール矯正力を増加しているため、シートPが幅方向にわたって均一にカール矯正されることになる。
図8は、変形例2における、補助ローラ対53の駆動ローラ53aと、ガイド部材55と、を回転軸方向(幅方向)に示す概略図であって、本実施の形態における図3に対応する図である。
図8を参照して、変形例2における駆動ローラ53aにおいて、複数のローラ部53a2は、幅方向両端部に配置されたものの硬度が、幅方向中央部に配置されたものの硬度に比べて、小さくなるように形成されている。詳しくは、駆動ローラ53aの4つのローラ部53a2のうち、幅方向両端部の2つのローラ部53a2のゴム硬度が、他の2つのローラ部53a2のゴム硬度に比べて、小さくなるように形成されている。
このように構成することにより、補助ローラ対53のニップ部は、幅方向中央部に比べて幅方向両端部の方が、従動ローラ53b(駆動ローラ53aのローラ部53a2よりも硬度が高いローラ部で形成されている。)の曲率に沿うように凹状に湾曲した形状になる。そのため、補助ローラ対53は、定着工程後のカールが生じたシートPに対して、カールが大きくなる幅方向両端部に逆カール方向に湾曲させるような力を作用させて、カール矯正をおこなうことができる。
なお、このように駆動ローラ53aの複数のローラ部53a2の硬度を異ならせることによって、駆動ローラ53aと従動ローラ53bとの線速差が生じてしまうような場合には、通紙領域外において、従動ローラ53bのローラ部に当接するローラ部を駆動ローラ53aに設けて、そのローラ部の硬度を高く設定してもよい。
ローラ部53a2の外径Dが大きくなるほど、補助ローラ対53のニップ部でシートPを挟持する時間が長くなって、補助ローラ対53によってカール矯正を施す時間も長くなり、カール矯正力が大きくなる。変形例2では、シートPの幅方向両端部で生じる大きなカールに合わせて、幅方向両端部のローラ部53a2の外径D2を大きくしてカール矯正力を増加しているため、シートPが幅方向にわたって均一にカール矯正されることになる。
これにより、定着工程時に生じたシートPのカールを充分に矯正することができる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
20 定着装置、
21 定着ベルト(定着部材)、
22 加圧ローラ(加圧部材)、
41 排紙ローラ対、
45 切替部材、
53 補助ローラ対、
53a 駆動ローラ、
53a1 軸部、 53a2 ローラ部、
53b 従動ローラ、
53a1 軸部(回転中心)、
55 ガイド部材、
55A〜55C リブ状部材、
55a 軸受(回転中心)、 55b 支軸、
91 駆動モータ(駆動手段)、
93 移動機構(ソレノイド)、
94 スプリング(付勢部材)、
Z 仮想接線、 W ガイド面(リブ面)、 θ ガイド角度、
K2 排紙搬送路、 K3 中継搬送路、 K4 スイッチバック搬送路、
K5 両面搬送路、 P シート(記録媒体)。
Claims (6)
- 定着部材と加圧部材とが圧接する定着ニップ部に対して所定の搬送方向にシートを搬送して、当該シートの表面に担持されたトナー像を定着する定着装置と、
前記定着ニップ部に対して前記搬送方向の下流側に設置されて、駆動ローラと従動ローラとからなり、前記駆動ローラと前記従動ローラとのニップ部にシートを挟持した状態で前記搬送方向に沿うように回転駆動されて当該シートを前記搬送方向に搬送する補助ローラ対と、
前記補助ローラ対に対して前記搬送方向の下流側であって前記補助ローラ対の近傍に設置されて、前記補助ローラ対の前記ニップ部を通る仮想接線を遮らない第1位置と、前記仮想接線を遮るように突出して前記補助ローラ対から送出されるシートの搬送を案内しつつ当該シートに対して前記定着ニップ部にて形成されるカールの方向とは逆方向の逆カールを形成して当該カールを矯正する第2位置と、を移動機構によって移動可能に構成されたガイド部材と、
を備え、
前記駆動ローラと前記従動ローラとのうち前記ガイド部材に対向する側に配置されたローラは、幅方向に間隔をあけて配置された複数のローラ部を具備し、
前記ガイド部材は、幅方向に間隔をあけて配置された複数のリブ状部材を具備し、
前記複数のリブ状部材は、それぞれ、前記幅方向に直交する断面でみたときに前記搬送方向の先端から後端にかけて直線状に形成されたリブ面を有し、
前記ガイド部材は、前記第2位置に位置した状態で、
矯正されるシートに対向する前記リブ面が前記仮想接線に対して前記搬送方向になす角度が、前記複数のリブ状部材のうち、幅方向中央部に設置されたリブ状部材の前記角度に比べて幅方向両端部に設置されたリブ状部材の前記角度が小さくなるように形成されるとともに、
前記幅方向に直交する断面でみたときに、前記リブ面における前記搬送方向の上流側が前記ローラ部にオーバーラップするように形成されたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記複数のリブ状部材は、前記第2位置に位置した状態で前記リブ面が前記仮想接線に対して前記搬送方向になす角度が、幅方向中央部に配置されたものから幅方向両端部に配置されたものになるにしたがい漸減するように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記複数のリブ状部材は、前記リブ面の前記搬送方向の長さが、幅方向中央部に配置されたものから幅方向両端部に配置されたものになるにしたがい漸増するように形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記複数のローラ部は、幅方向両端部に配置されたものの硬度が、幅方向中央部に配置されたものの硬度に比べて、小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記複数のローラ部は、幅方向両端部に配置されたものの外径が、幅方向中央部に配置されたものの外径に比べて、大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記移動機構は、
前記シートの厚さが所定値以下である場合には、少なくとも前記シートが前記ガイド部材の位置に達する前から通過する後まで、前記ガイド部材を前記第2位置に移動させて、
前記シートの厚さが前記所定値を超える場合には、少なくとも前記シートが前記ガイド部材の位置に達する前から通過する後まで、前記ガイド部材を前記第1位置に移動させることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。
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