JP7223321B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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まず、プリンタ100の基本的な構成について説明する。図1は、実施形態に係るプリンタ100を示す概略構成図である。このプリンタ100は、タンデム型のカラープリンタであり、本体筐体101内に配置された第一乃至第四の四つの像担持体としての感光体1(a~d)を備える。
四つの感光体1の上方には、ベルト部材として中間転写ベルト3を備えるベルト装置である中間転写装置60を備える。
一方、黒単色モードでは、黒用感光体1aのみが中間転写ベルト3に接触し、ブラックトナーのみが中間転写ベルト3に転写される。このとき、シアン用、マゼンタ用、及び、イエロー用の三つの感光体1(b~d)と中間転写ベルト3とは接触しておらず、接離機構により三つの一次転写ローラ11(b~d)が感光体1(b~d)から離間する。その際、シアン用、マゼンタ用、及び、イエロー用の三つの感光体1(b~d)から中間転写ベルト3を確実に離間させるために、バックアップローラ6を移動させて、中間転写ベルト3のプロファイルを変化させる。
図2は、本実施形態の定着装置18を示す模式図である。
本実施形態の定着装置18は、無端状の定着ベルト181と、定着ベルト181を介して対向配置されるニップ形成部材としてのニップ形成プレート184及び加圧ローラ182と、定着ベルト181を加熱する加熱手段としての2つの加熱源183とを備えている。ニップ形成プレート184は、定着ベルト181の内周面に接するように配置され、加圧ローラ182との間に定着ベルト181を挟持することで、ニップ形成プレート184のニップ形成面に接する定着ベルト部分と加圧ローラとの間に定着ニップNを形成する。
カール矯正手段であるカール矯正機構40は、定着装置18よりも搬送方向下流側に位置し、搬送部材としての駆動搬送ローラ41aと搬送部材としての従動搬送ローラ41bとからなる搬送ローラ対41と、カール矯正ガイド42とを有している。駆動搬送ローラ41aおよび従動搬送ローラ41bは、φ6~16mmのローラであり、従動搬送ローラ41bは、アルミ、SUS等のローラの表層にPFA、PTFEの離型層がコーティングされ、トナーが付着しにくいようにしてある。駆動搬送ローラ41aはアルミ、SUS等の芯金にゴム層を付与してある。駆動搬送ローラ41aは、加圧ローラ182と同じ駆動源から駆動力が伝達されて回転する。
定着ニップNからほぼ鉛直方向上方に真直ぐ搬送され搬送ニップEに到った記録紙は、搬送ニップEを通過後、カール矯正ガイド42によりカール方向(加圧ローラ側の曲がり)とは逆方向に曲げられてカールが矯正される。
図4に示す経路Aは、カール矯正ガイド42の傾斜角度θ0を、45°にしたときの排出経路を示している。経路Bは、カール矯正ガイド42の傾斜角度θ0を、45°よりも大きくしたときの排出経路を示している。
図4に示すように、カール矯正ガイド42の傾斜角度θ0が45°のときは、機内から機外への記録紙の排出位置はC1であり、排紙トレイ101a(排紙トレイの最上部)から排出位置までの高さがH1である。しかし、カール矯正ガイド42の傾斜角度θ0が45°よりも大きくすることで、排出位置C2になり、カール矯正ガイド42の傾斜角度θ0が、45°のときの排出位置C1よりも下方となる。その結果、排紙トレイ101a(排紙トレイの最上部)から排出位置までの高さがH2となり、カール矯正ガイド42の傾斜角度θ0が45°のときよりも低くなる。このように、排紙トレイ101a(排紙トレイの最上部)から排出位置までの高さが低くなることで、排紙トレイ101aにスタックできる記録紙の枚数が減ってしまう。
[変形例1]
図5は、変形例1のプリンタにおける、定着装置とカール矯正機構とを示す模式図である。
この変形例1は、図5に示すように、図3に示した実施形態に対して、搬送ローラ対41の位置を排紙トレイ側にずれた位置に配置するとともに、定着ニップ出口における記録紙搬送方向αに対して搬送ニップEの接線方向βを傾けた(定着ニップ出口における記録紙搬送方向に対する搬送ニップEの接線方向の傾斜角度θ1>0°)ものである。また、定着ニップNと搬送ニップEとの間に、ガイド板43を追加して定着ニップNと搬送ニップEとの間で記録紙をカール方向とは逆方向に曲げて搬送するようにしたものである。ニップ出口における記録紙搬送方向αは、坪量200g/m2以上の厚紙(例えば王子製紙製OKプリンス上質209.3g/m2)をニップに挟み、加圧した状態で静止させ、定着ニップNより搬送方向下流側で紙が向いた方向とする。
図6は、変形例2のプリンタの模式図であり、図7は、変形例2のプリンタにおける定着装置とカール矯正機構とを示す模式図である。
この変形例2においては、図3に示した構成に対して、定着装置18およびカール矯正機構40を図中時計回りに所定角度傾けて、定着ニップ出口の記録紙搬送方向αを、プリンタの接地面の垂直方向γに対して排紙トレイ101aから離れる方向に傾けた(プリンタの接地面の垂直方向γに対する定着ニップ出口の記録紙搬送方向αの傾斜角度θ2>0°)ものである。
図8は、変形例3のプリンタの模式図であり、図9は、変形例3のプリンタにおける定着装置とカール矯正機構とを示す模式図である。
この変形例3においては、図3に示した構成に対して、カール矯正機構40よりも記録紙搬送方向下流側に、記録紙をカール矯正方向の記録紙曲げ方向とは逆方向に曲げて、記録紙が上方に向かうようにガイドする排紙ガイド45を設けたものである。このように、排紙ガイド45を記録紙が上方に向かわせることで、機内から機外への記録紙の排出位置を高くすることができ、排紙トレイ101aのスタック性を改善することができる。
検証実験1は、株式会社リコー製複合機MP C5504を図3に示す構成に改造し、記録紙搬送速度(図3に示すV)、定着ニップNの出口から、カール矯正ローラの搬送ニップEまで距離D、カール矯正ガイド42の傾斜角度θ0を互いに異ならせ、定着ニップNの出口から搬送ニップEまでの記録紙の到達時間(D/V)が互いに異なるプリンタを用意し、カール量、画像擦れ、ジャムの発生の有無、記録紙のしわの有無、排紙トレイ101aのスタック性、リブ跡の有無について調べた。カール矯正ローラの搬送ニップEの位置は、図3に示すように、搬送ニップEのニップ幅の中心とした。なお、検証実験1では、図3に示す構成を有するプリンタであり、傾斜角度θ1、傾斜角度θ2については、ともに0°であり、排紙ガイド45は、設けていない。
カール量評価は、次のように行なった。すなわち、王子製紙製再生PPC用紙100を10枚束にして調湿用棚に載せ、気温27℃、湿度80%の環境下で3日間放置した。10枚連続で印刷し、排紙後に平板の上に10枚の紙を揃えて置き、四隅の高さをカール量として測定し、その最大値をカール量とした。判定基準は以下のとおりである。
◎◎:カール量5mm未満
◎:カール量5mm以上、10mm未満
〇:カール量10mm以上、20mm未満
△:カール量20mm以上、30mm未満
×:カール量30mm以上
そして、判定基準「○」以上を合格判定とした。
定着装置18を冷間から立ち上げ、すぐにリコー製マイペーパにベタ画像を印刷し、画像擦れ有無を評価した。判定基準は以下のとおりである。
〇:画像擦れ跡無し
×:画像擦れ跡有り
王子製紙製再生PPC用紙100を10枚束にして調湿用棚に載せ、気温27℃、湿度80%の環境下で3日間放置した。10枚連続で印刷し、搬送性(ジャム)を評価した。
〇:ジャム、または記録材への折れの発生なし
×:ジャム、または記録材端部に折れの発生あり
リコー製複写印刷用紙55K、A3T目を、気温27℃、湿度80%の環境下で3日間放置した。10枚連続で印刷し、シワを評価した。
〇:シワ発生無し
×:シワ発生した用紙有り
リコー製マイペーパにベタ画像を印刷し、リブ跡を評価した。判定基準は以下のとおりである。
〇:リブ跡無し
△:1頁内に部分的にリブ跡有り
×:1頁内全面にリブ跡有り
排紙トレイ上にスタックできるリコー製マイペーパの枚数を以下のとおり判定した。
◎◎◎:500枚以上スタック可能
◎◎:500枚までスタック可能
◎:400枚までスタック可能
〇:300枚までスタック可能
△:200枚までスタック可能
×:100枚までスタック可能
検証実験2は、変形例1における傾斜角度θ1の最適角度について検証した検証実験である。検証実験2では、検証実験1における実施例4と、実施例9と、実施例12のプリンタに対して、変形例1で示した改造(図5参照)を行い、それぞれ定着ニップ出口における記録紙搬送方向に対する搬送ニップEの接線方向の傾斜角度θ1を、10°~30°の範囲で異ならせたプリンタを用いた。また、検証実験1と同様、カール量、画像擦れ、ジャム、シワ、リブ跡、スタック性について評価した。評価方法は、検証実験1と同様である。
下記表2に、検証実験2の結果を示す。
検証実験3は、変形例2における傾斜角度θ2の最適角度について検証した検証実験である。検証実験3は、検証実験1における実施例4、実施例9および実施例12のプリンタに対して、変形例2で説明した改造(図7参照)を行い、プリンタの接地面の垂直方向に対する定着ニップ出口の記録紙搬送方向の傾斜角度θ2を10°~30°の範囲で異ならせたプリンタを用いた。また、検証実験1における実施例5、実施例13のプリンタに対して変形例2で説明した改造(図7参照)を行い、定着ニップ出口の記録紙搬送方向を、プリンタの接地面の垂直方向に対して排紙トレイから離れる側に10°傾斜させたプリンタを用意した。また、検証実験1と同様、カール量、画像擦れ、ジャム、シワ、リブ跡、スタック性について評価した。評価方法は、検証実験1と同様である。
下記表3に、検証実験3の結果を示す。
検証実験4は、変形例3における傾斜角度θ3の最適角度について検証した検証実験である。検証実験4は、検証実験1における実施例4、実施例9および実施例12のプリンタに対して、変形例3で説明した改造(図7参照)を行い、カール矯正機構40を抜ける際の記録紙の搬送方向に対する排紙ガイド45によるガイド後の記録紙の搬送方向の傾斜角度θ3が10°~30°の範囲で異ならせたプリンタを用意した。
下記表4に、検証実験4の結果を示す。
(態様1)
記録紙などのシートに画像を形成する画像形成手段と、一対の回転部材(定着ベルト181と加圧ローラ182)を当接させて形成した定着ニップにシートを通過させてシートに形成された画像を定着する定着装置18と、定着装置18を通過したシートのカールを矯正するカール矯正機構40などのカール矯正手段とを備えたプリンタ100などの画像形成装置において、定着ニップNのシート搬送方向下流側端部から、カール矯正機構40のシートを搬送する一対の搬送部材で形成した搬送ニップEの中心位置までの距離をD、シートの搬送速度をVとしたとき、0.05<(D/V)<0.12[sec]とした。
これによれば、上述した検証実験1で示したように、定着ニップのシート搬送方向下流側端部から前記カール矯正手段の前記シートを搬送する一対の搬送部材で形成した搬送ニップの中心位置までの距離をD、シートの搬送速度をVとしたとき、0.05<(D/V)<0.12[sec]となるように、カール矯正手段を配置することで、カールを良好に矯正でき、かつ、シートに形成された画像の擦れを抑制することができる。
態様1において、(D/V)が、0.1[sec]以下である。
これによれば、検証実験1で説明したように、より良好にカールを矯正することができる。
態様1または2において、カール矯正機構40は、搬送ニップEを通過したシートを、湾曲させてカールを矯正するカール矯正ガイド42を備え、搬送ニップ出口におけるシートの搬送方向に対するカール矯正ガイドの傾斜角度をθ0としたとき、
45°≦θ0≦60°とした。
これによれば、検証実験1で説明したように、ジャムが発生するなどの記録紙の搬送に支障が生じることなく、良好にカールを矯正することができる。
態様1乃至3いずれかにおいて、定着ニップ出口におけるシートの搬送方向と搬送ニップの接線方向とでなす角度をθ1としたとき、10°≦θ1≦20°とした。
これによれば、検証実験2で説明したように、ジャムが発生するなどの記録紙の搬送に支障が生じることがなく、傾斜角度θが0°のものに比べて、カール矯正効果を高めることができる。
態様1乃至4いずれかにおいて、定着ニップ出口におけるシートの搬送方向を、当該画像形成装置の接地面の垂直方向に対してシートが排出される排紙トレイ101aなどの排出部に対して離れる側に傾かせ、画像形成装置の接地面の垂直方向に対する定着ニップ出口におけるシートの搬送方向の傾斜角度をθ2としたとき、10°≦θ2≦20°とした。
これによれば、検証実験3で説明したように、排紙トレイ101aなどの排紙部にスタック可能なシートの枚数を増加させることができ、かつ、記録紙にシワが生じるのを抑制することができる。
態様1乃至5いずれかにおいて、カール矯正機構40によりカールが矯正されたシートをガイドする排紙ガイド45などのガイド部材を備え、カール矯正機構を抜け際のシート搬送方向と、ガイド部材によるガイド後のシート搬送方向とのなす角度をθ3としたとき、10°≦θ2≦20°とした。
これによれば、検証実験4で説明したように、カール矯正効果の低減や、シートに形成された画像にリブ跡の発生を抑制して、排紙トレイ101aなどの排紙部にスタック可能なシートの枚数を増加させることができる。
19 :排紙ローラ対
40 :カール矯正機構
41 :搬送ローラ対
41a :駆動搬送ローラ
41b :従動搬送ローラ
42 :カール矯正ガイド
45 :排紙ガイド
100 :プリンタ
101a :排紙トレイ
181 :定着ベルト
182 :加圧ローラ
183 :加熱源
184 :ニップ形成プレート
185 :ステー部材
186 :反射部材
187 :定着入口ガイド
43 :ガイド板
D :定着ニップ出口から搬送ニップまでの距離
E :搬送ニップ
N :定着ニップ
P :記録紙
V :記録紙の搬送速度
θ0 :カール矯正ガイドの傾斜角度
θ1 :定着ニップ出口における記録紙搬送方向に対する搬送ニップの接線方向の傾斜角度
θ2 :プリンタの接地面の垂直方向に対する定着ニップ出口の記録紙搬送方向の傾斜角度
θ3 :カール矯正機構を抜ける際の記録紙の搬送方向に対する排紙ガイドによるガイド後の記録紙の搬送方向の傾斜角度
Claims (6)
- シートに画像を形成する画像形成手段と、
一対の回転部材を当接させて形成した定着ニップに前記シートを通過させて前記シートに形成された画像を定着する定着装置と、
前記定着装置を通過した前記シートのカールを矯正するカール矯正手段とを備えた画像形成装置において、
前記定着ニップのシート搬送方向下流側端部から、前記カール矯正手段の前記シートを搬送する一対の搬送部材で形成した搬送ニップの中心位置までの距離をD、
前記シートの搬送速度をVとしたとき、
0.05<(D/V)<0.12[sec]
としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記(D/V)が、0.1[sec]以下であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2に記載の画像形成装置において、
前記カール矯正手段は、前記搬送ニップを通過した前記シートを、湾曲させてカールを矯正するカール矯正ガイドを備え、
前記搬送ニップの出口における前記シートの搬送方向に対するカール矯正ガイドの傾斜角度をθ0としたとき、
45°≦θ0≦60°としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記定着ニップの出口における前記シートの搬送方向と前記搬送ニップの接線方向とでなす角度をθ1としたとき、
10°≦θ1≦20°としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記定着ニップの出口における前記シートの搬送方向を、当該画像形成装置の接地面の垂直方向に対して前記シートが排出される排出部に対して離れる側に傾かせ、
前記垂直方向に対する前記定着ニップの出口における前記シートの搬送方向の傾斜角度をθ2としたとき、
10°≦θ2≦20°としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5いずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記カール矯正手段によりカールが矯正された前記シートをガイドするガイド部材を備え、
前記カール矯正手段を抜け際の前記シートの搬送方向と、前記ガイド部材によるガイド後の前記シートの搬送方向とのなす角度をθ3としたとき、
10°≦θ2≦20°としたことを特徴とする画像形成装置。
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