JP7321702B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートに画像形成を行う画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、転写材にトナー像を転写した後、シートに熱と圧力を加えることによってトナー像を定着し、最後にトナー像が定着されたシートを排出装置により排紙トレイ上に排出する。

ところで、定着工程において、加熱部材により加熱されることによりシートに吸収されていた水分が蒸発し、水蒸気や湯気となる。特に、高湿度環境で放置されたような吸水率の高いシートを大量、且つ、連続的に搬送すると、発生した水分が加熱部材近傍にある部材に水滴として付着し易い。

また、発生した水滴が搬送経路上の搬送手段に付着すると、搬送手段からシートに水滴が付着することとなる。特に、搬送手段を構成するローラに水滴が付着すると、水滴がシートに付着し、ジャムの発生やシートのしわの発生を誘発し、シートに定着されたトナー像に影響を与える虞がある。

特許文献１には、搬送手段を構成する排紙ローラに水滴を吸収する吸水部材を当接させる構成が開示されている。

特開２０１０－１２８３００号公報

しかしながら、特許文献１の構成は、排紙ローラなどの回転体に吸水部材を直接接触させる構成であり、柔らかい吸水部材が削れた場合、吸水性を維持できない可能性があった。また、吸収部材を接触させているローラが直動する構成であった場合、シートの厚みにより、吸収部材のつぶれ量が異なり、吸水性にばらつきが生じる可能性がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、吸収部材の吸水性能の低下を抑制することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明は、トナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段からシートに転写されたトナー像をシートに定着させる定着手段と、シート搬送方向において前記定着手段の下流側に配置され、シートを搬送するためにシートに接触し回転する回転体を備える搬送手段と、前記搬送手段に付着した水滴を除去するための除去手段と、を有する画像形成装置において、前記除去手段は、弾性を備え前記回転体と接触するシート部材と、前記シート部材の厚みより厚く前記シート部材を介して前記回転体に対向するように配置され、水滴を吸収するための吸収部材と、を備え、前記シート部材によって前記回転体から除去した水滴を前記吸収部材によって吸収し、前記搬送手段は、前記回転体として設けられる従動コロを支持し、且つ、搬送されるシートを案内する搬送ガイドと、前記従動コロと搬送ニップ部を形成する駆動ローラと、を備え、前記シート部材は、一端側に前記吸収部材が貼り付けられ、他端側が前記搬送ガイドに固定され、前記シート部材は、前記一端側が前記回転体に対して下方から接触するように前記他端側が前記搬送ガイドに固定され、前記吸収部材は、前記シート部材の下方に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、吸収部材の吸水性能の低下を抑制することが可能である。

実施例１に係る画像形成装置の構成を示す断面図。 （ａ）反転搬送部周辺の断面図。（ｂ）反転搬送部周辺の拡大図。 実施例１に係る搬送ガイドの斜視図。 （ａ）除去ユニットの斜視図、（ｂ）除去ユニットの断面図。 （ａ）除去ユニットと回転体が形成する当接部を説明するための拡大図。（ｂ）接線Ｌ１、接線Ｌ２を説明するための断面図。 比較例を示す断面図。 吸収部材とシート材の位置関係を説明する断面図。 実施例２に係る搬送手段を説明する斜視図。 除去ユニットと回転軸の関係を説明する断面図。

（実施例１）
図を用いて本発明の実施例１について説明をする。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。

図１は、カラー電子写真方式の画像形成装置の構成を示す断面図である。但し、本発明は電子写真プロセスを採用した画像形成装置１に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、例えば、インクジェット画像形成プロセスを採用したプリンタであってもよい。

本実施例の画像形成装置であるカラーレーザービームプリンタ（以後、プリンタ１）について説明する。なお、画像形成装置として、感光体ドラム６を複数備えたカラーレーザービームプリンタを取り上げたが、感光体ドラム６を一つ備えたモノクロプリンタにも適用することができる。

プリンタ１には、カセット２がプリンタ１の本体部に対して引き出し可能に設けられている。カセット２には、シートＳが束になって収容され、シートＳは、画像形成信号に応じて給送ローラによって画像形成部に向かって給送される。給送されたシートＳは、分離部材によって１枚毎に分離し、レジストローラ４に到達する。

プリンタ１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色毎に対応する画像形成ステーション５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを、横一列に並設している画像形成部５を備えている。画像形成部５には、像担持体である感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ（以後感光体ドラム６で統一）、感光体ドラム６の表面を均一に帯電する帯電部材７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが設けられている。また、画像形成部５には、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像部材９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋが設けられている。本実施例では、感光体ドラム６Ｙ、帯電部材７Ｙ、現像部材９Ｙは、一つのユニットであるプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱可能な構成である。その他の色に関しても同様にプロセスカートリッジを構成している。

画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光体ドラム６上に静電潜像を形成するスキャナユニット８は、画像形成ステーション５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの下に配置されている。

感光体ドラム６上のトナー像は、一次転写部材１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって、中間転写ベルト１０に一次転写される。中間転写ベルト１０に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト１０と二次転写部材が形成する二次転写部１２でシートＳに二次転写される。

シートＳに二次転写されたトナー像は、定着装置１００によってシートＳ上に定着される。定着装置１００は、加熱源を備える定着部材１０１と、定着部材１０１に圧接する加圧部材１０２を備える。

片面印刷の場合、切替フラッパ１５は、点線の位置にあり、シートＳは、搬送ローラ対１３、排出ローラ対１４に搬送される。最後にシートＳは排出ローラ対１４を通過後、シート積載部１７に排出される。

両面印刷の場合は、切替フラッパ１５は、実線の位置にあり、搬送ローラ対１３から、反転ローラ対２２まで搬送されると、シートＳはスイッチバック搬送される。スイッチバック搬送されるシートＳは、反転ローラ対２２から再給紙ローラ対５０を含む両面搬送路２０へと搬送される。この後、再給紙パス５１からレジストローラ４へ搬送され、再び二次転写部１２へと送られる。画像形成プロセスに関しては１面目と同様なので省略する。

定着装置１００に対してシート搬送方向下流側には、搬送手段として、搬送ローラ対１３、排出ローラ対１４、反転ローラ対２２、両面搬送ローラ対２４を備えており、これらの搬送手段には水滴Ｄが付着する虞がある。

本実施例では、両面搬送ローラ対２４に付着した水滴Ｄを除去するために、除去手段を設けている。具体的には、搬送手段である両面搬送ローラ対２４は、第１の搬送部材である両面搬送ローラ２６ａと、第２の搬送部材である両面搬送コロ２５を備え、除去手段は両面搬送コロ２５に対して接触するように配置されている。両面搬送ローラ対２４は駆動源から駆動力が伝達される駆動ローラであり、両面搬送コロ２５は駆動ローラによって従動する従動コロである。

図２（ａ）は、反転搬送部２１周辺の断面図である。二点鎖線Ｗは、定着装置１００で発生する水蒸気や湯気の気流を表している。図２（ｂ）は、反転搬送部２１周辺の拡大図である。

片面印字中は、両面搬送ローラ対２４は回転しておらず、暖かく湿った上昇気流Ｗは、両面搬送ローラ対２４の搬送方向下流側に流れ、水滴Ｄが両面搬送ローラ２６ａと、両面搬送コロ２５の表面に付着する。即ち、水蒸気は、両面搬送ローラ２６ａと、両面搬送コロ２５が形成する搬送ニップ部に到達する。

ここで、両面搬送ローラ２６ａの材質は、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）やシリコン等のゴム、両面搬送コロ２５の材質はポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）を用いている。

図２（ｂ）に示すように、搬送ガイドである両面搬送下ガイド２３の先端側から上昇気流Ｗは回り込み、駆動回転体である両面搬送ローラ２６ａと両面搬送コロ２５に対して水滴Ｄとして付着する。

図３は、シート搬送を案内する両面搬送下ガイド２３の斜視図であり、図３（ａ）は搬送面側、図３（ｂ）は、非搬送面側である。両面搬送下ガイド２３は、２つの回転体である両面搬送コロ２５、軸部材である両面コロ軸２８、付勢部材である押圧バネ２７を備え、支持している。さらに、除去手段として、軸線方向に除去ユニット３０を複数設けている。（本実施例では二つ。）２つの両面搬送コロ２５の中心には穴が開いており、そこに両面コロ軸２８を通している。押圧バネ２７を両面コロ軸２８に押圧することで、両面搬送コロ２５を両面搬送ローラ２６ａに押圧している。

図４（ａ）は、除去ユニット３０の斜視図であり、図４（ｂ）は除去ユニット３０の断面図である。

除去ユニット３０は、基準部材であるシート材３１と、シート材３１の第二面（裏面）に両面搬送下ガイド２３に接着するための第１の接着部材である貼り付け部材３２ａを備える。さらに第２の接着部材である貼り付け部材３２ｂが、シート材３１の第一面（表面）に設けられている。貼り付け部材３２ｂによって、シート材３１に対して吸収部材３３が貼りつけてある。即ち、シート部材３１は、一端側に吸収部材３３が貼り付けられ、他端側が両面搬送下ガイド２３に貼り付けられ固定された状態である。

シート材３１は、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ（ＰＥＴ）などの、弾性体を用いて、シート材３１の剛性による押圧力を発生させることで、水滴掻きとり性能の耐久性向上を図ることができる。シート材３１の厚みは、０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲が好ましく、本実施例では０．１２５ｍｍである。

また、吸収部材３３の材質は、ポリウレタンスポンジや不織布など、吸水性に優れ、シート材３１の撓み形状に追従可能な柔軟性のある材料が好ましい。また、貼り付け部材３２ａと貼り付け部材３２ｂの材料は、両面テープや、シート材３１と吸収部材３３の撓みを阻害しない程度に柔軟性のある接着剤でもよい。吸収部材３３の厚みは、シート部材３１より厚く、０．５ｍｍ～３．０ｍｍの範囲が好ましく、本実施例では１．０ｍｍである。

図５（ａ）は、除去ユニット３０と両面搬送コロ２５が形成する当接部Ｐを説明するための拡大図である。図５（ｂ）は、接線Ｌ１、接線Ｌ２を説明するための断面図である。シート材３１の吸収部材３３が貼り付けてある側の一端側（図５の当接部Ｐ側）の端部（エッジ）は、両面搬送コロ２５の回転方向に逆らうように当接している。

両面印字が開始されると、シートＳが両面搬送ローラ対２４に搬送される前に、両面搬送ローラ対２４は、不図示の駆動源より、駆動が伝達され、回転する。両面搬送ローラ対２４が回転すると、両面搬送コロ２５に付着した水滴Ｄは、当接部Ｐへと移動し、シート材３１に掻きとられることで凝集し、大きな水滴となる。そして、水滴Ｄは、毛細管現象により吸収部材３３に吸収される。両面搬送ローラ２６ａ側に付着している水滴Ｄは、両面搬送ローラ対２４の搬送方向上流に移動し、ニップ部に凝集するものの、少しずつニップ下流にすり抜ける。その後、その水滴Ｄは、両面搬送コロ２５に転移することで、除去ユニット３０に吸収される。その結果、両面搬送ローラ２６ａと、両面搬送コロ２５の表面に付着した水滴Ｄは、共に、除去ユニット３０により除去され、両面搬送ローラ対２４に搬送されたシートＳへの水滴付着量が軽減される。

ここで、シート材３１と両面搬送コロ２５との当接部Ｐを通り、当接部Ｐから両面搬送コロ２５の回転方向に延びる両面搬送コロ２５の外周面との接線を仮想線Ｌ１とする。当接部Ｐを通り、シート材３１との接線である仮想線Ｌ２とした場合に、仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ２のなす角度を角度αとする。角度αは、両面搬送コロ２５が、両面搬送ローラ２６ａ方向へ直動しても、常に、０°を超え、９０°未満となるように設定している。

０°＜α＜９０°の場合、シート材３１端部が両面搬送コロ２５に当接している状態である。また、シート材３１は常に撓み、シート材３１の剛性による押圧力が、両面搬送コロ２５に対して発生しているため、シート材３１の水滴掻きとり性能が向上するため、そのように設定している。

図６は、比較例を示す断面図である。α＝０°の場合、シート材３１が撓んでいない状態であり、両面搬送コロ２５に対するシート材３１の押圧力がないため、水滴掻きとり性能が低下する。α＝９０°の場合、シート材３１が撓んでいない状態であり、両面搬送コロ２５に対するシート材３１の押圧力がないため、水滴掻きとり性能が低下してしまう。α＞９０°の場合、シート材３１の当接部Ｐが、両面搬送コロ２５の回転方向にならう角度となるために、水滴Ｄの掻きとり性能が低下してしまう。

よって、０°＜α＜９０°以外では、吸収ユニット３０による水滴Ｄの掻きとり性能が低下してしまう。

次に、吸収部材３３とシート材３１の位置関係を、図７を用いて説明する。毛細管現象により、水滴Ｄを吸収部材３３に吸収させるため、吸収部材３３端部は、シート材３１端部に対して、掻きとられた水滴Ｄが吸収部材３３に触れられる距離にする必要ある。そのため、吸収部材３３の先端部と、シート材３１の先端部に対する位置は、吸収部材３３の端部が、シート材３１の端部から突出しない方向に２ｍｍ以内（図７（ａ）のＸ１）であることが望ましい。また、シート材３１の先端部から突出する方向は、吸収部材３３が、両面搬送コロ２５に触れることで、回転方向に巻き込まれない距離（図７（ｂ）のＸ２）にする必要がある。この距離は、吸収部材３３の剛性や両面搬送コロ２５表面の摩擦係数や外径により決定される。

本実施例では、両面搬送コロ２５に付着した水滴Ｄを掻きとるシート材３１と、掻きとった水滴Ｄを吸収する吸収部材３３を、別の部品にして、機能分離する。この構成により、耐久や、吸収部材のつぶれ量のばらつきにより、吸収部材の吸水性能の低下を招くことなく、吸水性の安定を図ることが可能となる。

（実施例２）
実施例１では、両面搬送下ガイド２３に除去ユニット３０を固定し、両面搬送コロ２５から水滴を除去する構成を説明した。実施例２は、両面搬送ローラ２６ａの駆動軸に付着した水滴を除去する構成を説明する。なお、実施例１と同じ構成に関しては、実施例１と同様の符号を付して説明する。

図８は、実施例２の搬送手段を構成する両面搬送ガイドユニット４０を説明する斜視図であり、図８（ａ）は、両面搬送ガイドユニット４０の通紙面側、図８（ｂ）は裏面側を示している。

両面搬送ガイドユニット４０は、両面搬送下ガイド２３の対向側に設けられ、両面搬送ローラ２６ａ周辺の搬送ガイドを形成している。両面搬送ガイドユニット４０は、搬送方向上流から、上流上ガイド４１、両面搬送ローラ２６ａ、下流下ガイド４２が設けられている。

駆動回転体である両面搬送ローラ２６ａは、ステンレス鋼の金属でできた回転軸であるローラ軸２６ｂに圧入されて構成されている。複数の両面搬送ローラ２６ａとローラ軸２６ｂにより、駆動部材２６を構成し、不図示の駆動源により駆動力が伝達されて回転する。

ローラ軸２６ｂは金属でできているため、熱伝達率が高く冷えやすいため、結露しやすい。ローラ軸２６ｂが結露し、水滴Ｄが付着すると、搬送されているシートＳが直接水滴に触れ、または、水滴Ｄが、両面搬送ローラ２６ａの外周表面まで伝って移動することで、シートＳに水滴Ｄが付着することがある。

そこで、本実施例では、図８（ｂ）に示すように、除去ユニット３０をローラ軸２６ｂにも当接させている。

図９（ａ）は、除去ユニット３０とローラ軸２６ｂの関係を説明する断面図であり、図９（ｂ）は、除去ユニット３０とローラ軸２６ｂの関係を説明する拡大図である。図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、ローラ軸２６ｂに付着した水滴Ｄは、シート部材３１に掻き取られ、吸収部材３３によって吸収される。このように、除去ユニット３０を、第二の除去ユニットとして、ローラ軸２６ｂに当接させる構成を説明したが、ローラ軸２６ｂのみに除去ユニット３０を当接させる構成であってもよい。

このような構成により、実施例１と同様に、ローラ軸２６ｂに付着した水滴Ｄを耐久や、吸収部材のつぶれ量のばらつきにより、吸収部材の吸水性能の低下を招くことなく、吸水性の安定を図ることが可能となる。

２６ａ 両面搬送ローラ
２６ｂ ローラ
３０ 除去ユニット
３１ シート材
３２ａ、３２ｂ 貼付部材
３３ 吸収部材
Ｓ シート
Ｗ 水蒸気・湯気の気流
Ｄ 水滴

Claims (9)

1. トナー像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段からシートに転写されたトナー像をシートに定着させる定着手段と、シート搬送方向において前記定着手段の下流側に配置され、シートを搬送するためにシートに接触し回転する回転体を備える搬送手段と、
   前記搬送手段に付着した水滴を除去するための除去手段と、を有する画像形成装置において、
   前記除去手段は、弾性を備え前記回転体と接触するシート部材と、前記シート部材の厚みより厚く前記シート部材を介して前記回転体に対向するように配置され、水滴を吸収するための吸収部材と、を備え、前記シート部材によって前記回転体から除去した水滴を前記吸収部材によって吸収し、
   前記搬送手段は、前記回転体として設けられる従動コロを支持し、且つ、搬送されるシートを案内する搬送ガイドと、前記従動コロと搬送ニップ部を形成する駆動ローラと、を備え、
   前記シート部材は、一端側に前記吸収部材が貼り付けられ、他端側が前記搬送ガイドに固定され、
   前記シート部材は、前記一端側が前記回転体に対して下方から接触するように前記他端側が前記搬送ガイドに固定され、
   前記吸収部材は、前記シート部材の下方に配置されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シート部材の端部は、前記回転体の回転方向に対して逆らうように前記回転体に当接しており、前記シート部材は撓んだ状態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。
3. 前記回転体に対する前記シート部材の端部の当接部を通り、前記回転体の外周面に接し、前記当接部から前記回転体の回転方向に延びる第１の仮想線と、前記当接部を通り前記シート部材に接するように延びる第２の仮想線とのなす角度が、０°を超え、９０°未満であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記シート部材の先端部に対する前記吸収部材の先端部の位置は、前記シート部材から突出しない方向に２ｍｍ以内であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送ガイドは、前記定着手段で発生した水蒸気が、前記搬送ガイドの先端側から前記搬送ニップ部に到達するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送手段は、前記回転体を、前記回転体の軸線方向において複数備え、前記除去手段は、前記複数の回転体に対応して、複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記吸収部材は前記シート部材に両面テープによって貼り付けられた状態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。
8. 前記搬送手段は、前記回転体と搬送ニップ部を形成する駆動部材を備え、前記駆動部材は、駆動回転体と、金属からなる駆動軸と、を備え、前記駆動軸に付着した水滴を除去するための第二の除去手段を備え、前記第二の除去手段は、前記シート部材と前記吸収部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記搬送手段は、前記回転体として駆動力が伝達されて回転する駆動回転体と、前記駆動回転体の軸部である回転軸と、を備え、前記除去手段の前記シート部材は前記回転軸に当接することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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