JP2012132962A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙がガイド板に接触する際の現像剤の飛散及び定着手段を通過する際の用紙の皺寄りをともに抑制できるようにする。
【解決手段】画像形成装置１０は、二次転写ベルトユニット３３、定着装置３４、ガイド板５０、バネ６１及びソレノイド６２を備える。ガイド板５０は、二次転写ベルトユニット３３と、加熱ローラ３４１と加圧ローラ３４２とのニップ部９２と、の間に配置される。ガイド板５０は、基準線９３に対して、上流側端部５１を回転中心として、退避位置と突出位置との間で回転自在である。バネ６１及びソレノイド６２は、用紙の先端部のガイド板５０への接触時にはガイド板５０を退避位置に配置させ、用紙がニップ部９２に噛み込まれる直前にガイド板５０を突出位置へ回転させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、搬送手段によって搬送される用紙を定着手段へ案内するガイド板を備える画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置の中には、搬送手段、ガイド板、並びに第１ローラ及び第１ローラより下側に配置された第２ローラを含む定着手段を備え、現像剤像を転写された用紙を、搬送手段で搬送し、さらにガイド板で案内しつつ定着手段へ導くように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

このような従来の画像形成装置では、ガイド板は、用紙が定着手段を通過する際の用紙の皺寄りを防止することを目的として、用紙搬送方向の上流側端部は第２ローラ側に配置されて下流側端部は第１ローラ側に配置される傾斜状態に固定されるのが一般的である。

特開平９−２９７４８１号公報

しかし、用紙がガイド板に接触するときに、用紙の先端部に担持されている現像剤の帯電電位がガイド板へ放電することで現像剤が飛散することがある。現像剤の飛散の度合いは、用紙のガイド板への突入角度の影響を受ける。このため、従来の画像形成装置のように、搬送手段上の用紙搬送路の延長線に対してガイド板が大きく傾斜していると、用紙の先端部がガイド板に接触する際に、用紙の先端部とガイド板との衝突による衝撃が大きくなり、用紙上の現像剤が飛散しやすくなる。

なお、特許文献１に記載の画像形成装置では、用紙の先端部が定着手段に噛み込まれた後における用紙の蛇行等の問題を防止することを目的としており、用紙の先端部が定着手段に噛み込まれる前の現像剤像の飛散や用紙の皺寄りについては考慮されていない。よって、特許文献１に記載の画像形成装置では、用紙の先端部が定着手段に噛み込まれる前に現像剤が飛散する虞がある。また、特許文献１に記載の画像形成装置は、ガイド板から用紙へ反力が作用することによる像乱れや色ずれ等の弊害を防ぐことを目的としており、現像剤の飛散や用紙の皺寄りを防ぐことについては目的としていない。

この発明の目的は、用紙がガイド板に接触する際の現像剤の飛散及び定着手段を通過する際の用紙の皺寄りをともに抑制できる画像形成装置を提供することにある。

この発明の画像形成装置は、定着手段、搬送手段、ガイド板、及び位置変更手段を備える。定着手段は、互いに圧接する第１ローラ及び第２ローラを含み、第１ローラと第２ローラとのニップ部で用紙を挟み付けつつ搬送することで現像剤像を用紙に定着させる。搬送手段は、現像剤像を転写された用紙を定着手段へ搬送する。ガイド板は、搬送手段とニップ部との間に配置されて搬送手段によって搬送される用紙をニップ部へ案内する。ガイド板は、搬送手段上の用紙搬送路の末端部とニップ部とを結ぶ基準線に対して、第２ローラ側へ退避した所定位置を回転中心として、用紙搬送路の延長線に沿う方向に配置される退避位置と、用紙搬送方向における下流側端部が基準線よりも第１ローラ側へ突出する突出位置と、の間で回転自在に構成される。位置変更手段は、用紙の先端部のガイド板への接触時にはガイド板を退避位置に配置させ、用紙が第１ローラと第２ローラとに噛み込まれる直前にガイド板を突出位置へ回転させる。

この構成では、用紙の先端部のガイド板への接触時には、ガイド板が搬送手段上の用紙搬送路の延長線に沿う方向に配置されるので、用紙の先端部とガイド板との接触時の衝撃が小さくなり、用紙上の現像剤の飛散が抑制される。また、用紙が第１ローラと第２ローラとに噛み込まれる直前に、ガイド板は、上流側端部が第２ローラ側に配置されて下流側端部が第１ローラ側に配置されるように回転させられる。このため、用紙は、重力又は回転する第１ローラの周面によるニップ部への案内によって、ガイド板の下流側端部とニップ部との間においてニップ部側へ湾曲する。ガイド板の下流側端部における用紙の湾曲によって、用紙には、ニップ部の上流側近傍において第１ローラ及び第２ローラの軸方向に張りが生じる。したがって、定着手段を通過する際の用紙の皺寄りが抑制される。

上述の構成において、位置変更手段は、用紙の後端部がガイド板を通過する際には、ガイド板を退避位置に配置させることが好ましい。用紙の後端部がガイド板を通過する際にガイド板が退避位置にあると、用紙の後端部がガイド板から離れるときに下方へ弾かれることがない。このため、用紙の後端部に担持された現像剤の飛散が抑制される。

また、位置変更手段は、用紙が厚紙である場合は、ガイド板を突出位置へ回転させないことが好ましい。用紙が厚紙である場合は、用紙がニップ部に噛み込まれる際に定着手段における用紙搬送が一瞬止まることがある。しかし、ガイド板を退避位置に配置しておくことで、ニップ部への用紙の噛み込み時に定着手段における搬送速度が遅れた場合でも、ガイド板上で用紙が湾曲しやすくなる。このため、定着手段において搬送遅れが生じた場合でも搬送手段における転写ずれが抑制される。

この発明によれば、用紙がガイド板に接触する際の現像剤の飛散及び定着手段を通過する際の用紙の皺寄りをともに抑制することができる。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。 用紙の先端部のガイド板への接触時における二次転写ベルトユニット及び定着装置の拡大図である。 用紙が加熱ローラと加圧ローラとに噛み込まれる直前における二次転写ベルトユニット及び定着装置の拡大図である。 用紙の先端部のガイド板への接触時における二次転写ベルトユニット及び定着装置の比較例の拡大図である。 用紙が加熱ローラと加圧ローラとに噛み込まれる直前における二次転写ベルトユニット及び定着装置の比較例の拡大図である。

以下に、この発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、画像データに基づいて、用紙に多色又は単色の画像を形成する。用紙として、普通紙、厚紙、印画紙、ＯＨＰフィルム等のシート状の記録媒体が挙げられる。画像形成装置１０は、複数の画像形成部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ、中間転写ベルトユニット３１、複数の一次転写ローラ３２Ａ〜３２Ｄ、二次転写ベルトユニット（搬送手段）３３、定着装置（定着手段）３４、用紙搬送路３５、給紙トレイ３６、排紙トレイ３７、制御部４０、及び操作部４１を備えている。制御部４０は、画像形成装置１０の各部を統括的に制御している。

画像形成装置１０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各色相に対応した画像データを用いて、電子写真方式の画像形成処理を行う。画像形成部２０Ａ〜２０Ｄでは、各色相のトナー像（現像剤像）が形成される。画像形成部２０Ａ〜２０Ｄは、中間転写ベルトユニット３１に沿って水平方向に一列に配置されている。

以下では、主として画像形成部２０Ａについて説明する。画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄは、画像形成部２０Ａと実質的に同様に構成されている。ブラックの画像形成部２０Ａは、感光体ドラム２１、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４、及びクリーニングユニット２５を備え、電子写真方式の画像形成プロセスを経て、ブラックのトナー像を形成する。

感光体ドラム２１は、静電潜像担持体であって、図示しない第１駆動源から駆動力を伝達されることで一方向に回転する。

帯電装置２２は、感光体ドラム２１の周面に対向するように配置され、感光体ドラム２１の周面を所定の電位に均一に帯電させる。

露光装置２３は、ブラック用の画像データによって変調されたレーザビームを感光体ドラム２１の周面に照射する。これによって、感光体ドラム２１の周面に、ブラック用の画像データに基づく静電潜像が形成される。

現像装置２４は、ブラックのトナー（現像剤）を収容している。現像装置２４は、感光体ドラム２１の周面にトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に現像する。

なお、画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄのそれぞれの現像装置２４には、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色のトナーが収容されており、画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄのそれぞれの感光体ドラム２１には、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色相のトナー像が形成される。

中間転写ベルトユニット３１は、中間転写ベルト３１１、駆動ローラ３１２、及び従動ローラ３１３を有している。中間転写ベルト３１１は、無端ベルト状であり、駆動ローラ３１２と従動ローラ３１３とに張架され、一方向へ周回移動する。中間転写ベルト３１１の外周面は、画像形成部２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれの感光体ドラム２１に対向している。

一次転写ローラ３２Ａ〜３２Ｄは、中間転写ベルト３１１を挟んで画像形成部２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれの感光体ドラム２１に対向するように配置されている。中間転写ベルト３１１の外周面と画像形成部２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれの感光体ドラム２１とが対向する領域が、一次転写領域である。

一次転写ローラ３２Ａ〜３２Ｄには、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、画像形成部２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれの感光体ドラム２１の周面に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト３１１の外周面に順次重ねて転写（一次転写）され、中間転写ベルト３１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４個の感光体ドラム２１のうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成処理時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム２１のみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト３１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。

クリーニングユニット２５は、現像及び一次転写後における感光体ドラム２１の周面に残留したトナーを、回収する。

中間転写ベルト３１１を挟んで駆動ローラ３１２に対向するように、二次転写ベルトユニット３３が配置されている。

二次転写ベルトユニット３３は、二次転写ベルト３３１、二次転写ローラ３３２、二次転写駆動ローラ３３３、二次転写従動ローラ３３４、及び二次転写テンションローラ３３５を備えている。

二次転写ベルト３３１は、無端ベルト状に構成されている。二次転写ベルト３３１は、二次転写ローラ３３２、二次転写駆動ローラ３３３、二次転写従動ローラ３３４、及び二次転写テンションローラ３３５に架け渡されている。二次転写ベルト３３１の外周面は、中間転写ベルト３１１の外周面に所定のニップ圧で圧接している。

中間転写ベルト３１１と二次転写ベルト３３１とが圧接する領域が、二次転写領域９１である。

中間転写ベルト３１１の外周面に担持されたトナー像は、中間転写ベルト３１１の周回移動によって、二次転写領域９１へ搬送される。

給紙トレイ３６は、用紙を収容している。用紙搬送路３５は、給紙トレイ３６に収容されている用紙を、二次転写領域９１及び定着装置３４を経由して排紙トレイ３７へ導くように構成されている。

用紙搬送方向において二次転写領域９１の上流側近傍には、レジストローラ３５Ａが配置されている。給紙トレイ３６から用紙搬送路３５に給紙された用紙は、停止した状態のレジストローラ３５Ａに突き当てられることで方向を補正され、所定のタイミングで回転を開始するレジストローラ３５Ａによって二次転写領域９１へ供給される。

用紙は、二次転写ベルト３３１の外周面に静電吸着されて搬送される。用紙が二次転写領域９１へ供給されることで、用紙と中間転写ベルト３１１とが密着する。

二次転写ローラ３３２は、二次転写ベルト３３１及び中間転写ベルト３１１を挟んで、駆動ローラ３１２に対向している。二次転写ローラ３３２には、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の二次転写バイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト３１１に担持されたトナー像が用紙に二次転写される。

中間転写ベルト３１１に担持されたトナーのうち、用紙へ転写されずに中間転写ベルト３１１上に残留したトナーは、中間転写ベルト用クリーニングユニット３８によって回収される。これによって、次工程での混色が防止される。

定着装置３４は、加熱ローラ（第１ローラ）３４１及び加圧ローラ（第２ローラ）３４２を有している。加熱ローラ３４１と加圧ローラ３４２とは、互いに圧接している。トナー像が転写された用紙は、定着装置３４へ導かれる。定着装置３４は、加熱ローラ３４１と加圧ローラ３４２とのニップ部９２で用紙を挟み付けつつ搬送することで用紙を加熱及び加圧し、これによって、トナー像を用紙に堅牢に定着させる。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ対３９によって排紙トレイ３７上へ排出される。

図２に示すように、用紙搬送路３５は、二次転写ベルトユニット３３と定着装置３４との間では、垂直方向に対して二次転写ベルトユニット３３側へ傾斜していることが好ましい。よって、二次転写ベルトユニット３３上の用紙搬送路の末端部３３６とニップ部９２とを結ぶ基準線９３も、垂直方向に対して二次転写ベルトユニット３３側へ傾斜している。また、加圧ローラ３４２は、用紙搬送路３５に対して二次転写ベルトユニット３３側に配置されており、加熱ローラ３４１よりも若干下側に配置されている。

定着装置３４は、加熱ローラ３４１と加圧ローラ３４２とのニップ部９２と二次転写領域９１との距離が用紙搬送方向における用紙の長さよりも短くなるように配置されている。

二次転写ベルトユニット３３とニップ部９２との間に、ガイド板５０が配置されている。ガイド板５０は、導電性部材で構成され、電気的に接地されている。ガイド板５０は、二次転写ベルトユニット３３によって搬送される用紙を、ニップ部９２へ案内する。

ガイド板５０の用紙搬送方向における上流側端部５１は、画像形成装置１０の図示しないフレームに軸支されている。これによって、ガイド板５０は、基準線９３に対して所定間隔をあけるように加圧ローラ３４２側へ退避した所定位置を回転中心として、図２に示す退避位置と、図３に示す突出位置と、の間で回転自在に構成されている。ガイド板５０は、退避位置において、二次転写領域９１よりも下流側の二次転写ベルトユニット３３上の用紙搬送路の延長線に沿う方向に配置される。ガイド板５０は、突出位置において、用紙搬送方向における下流側端部５２が基準線９３よりも加熱ローラ３４１側へ突出する。一例として、ガイド板５０の下流側端部５２の退避位置と突出位置との変位幅は、５ｍｍである。

ガイド板５０は、バネ６１によって退避位置から突出位置へ向かう方向へ付勢されている。また、ガイド板５０は、ソレノイド６２への通電によって、所定期間中、退避位置に配置される。ソレノイド６２への通電のＯＮとＯＦＦとの切り換えは、制御部４０によって制御される。バネ６１、ソレノイド６２、及び制御部４０は、位置変更手段を構成している。

図２に示すように、制御部４０は、用紙の先端部がガイド板５０へ接触する前にソレノイド６２への通電をＯＮにすることで、用紙の先端部のガイド板５０への接触時にはガイド板５０を退避位置に配置させておく。

これによって、用紙の先端部のガイド板５０への接触時には、ガイド板５０が二次転写領域９１よりも下流側の二次転写ベルトユニット３３上の用紙搬送路の延長線に沿う方向に配置される。このため、図４に示す比較例のように用紙の先端部のガイド板５０への接触時にガイド板５０が突出位置に配置されている場合と比較して、用紙の先端部とガイド板５０との接触時における両者の衝突による衝撃が小さくなるので、用紙の先端部に担持されている現像剤の飛散が抑制される。

また、図３に示すように、制御部４０は、用紙が加熱ローラ３４１と加圧ローラ３４２とのニップ部９２に噛み込まれる直前に、ソレノイド６２への通電をＯＦＦにすることでバネ６１の付勢力によってガイド板５０を突出位置へ変位させる。

これによって、用紙が加熱ローラ３４１と加圧ローラ３４２とのニップ部９２に噛み込まれる直前に、ガイド板５０の上流側端部５１は基準線９３よりも加圧ローラ３４２側に配置された状態で、ガイド板５０の下流側端部５２が基準線９３よりも若干加熱ローラ３４１側へ変位する。このため、用紙は、重力による垂れ下がり又は回転する加熱ローラ３４１の周面によるニップ部９２への案内によって、ガイド板５０の下流側端部５２とニップ部９２との間においてニップ部９２側へ湾曲する。ガイド板５０の下流側端部５２における用紙の湾曲によって、用紙には、ニップ部９２の上流側近傍において加熱ローラ３４１及び加圧ローラ３４２の軸方向に沿った張りが生じる。したがって、図５に示す比較例のように用紙がニップ部９２に噛み込まれる直前にガイド板５０が退避位置に配置される場合と比較して、定着装置３４を通過する際の用紙の皺寄りが抑制される。

制御部４０は、用紙の後端部がガイド板５０を通過する際には、ガイド板５０を退避位置に配置させることが好ましい。用紙の後端部がガイド板５０を通過する際にガイド板５０が退避位置に配置されていると、用紙の後端部がガイド板５０から離れるときに下方へ弾かれることがない。このため、用紙の後端部に担持された現像剤の飛散が抑制される。

制御部４０は、用紙が厚紙である場合は、ガイド板５０を突出位置へ回転させないことが好ましい。用紙が厚紙である場合は、用紙の先端部がニップ部９２に噛み込まれる際に定着装置３４における用紙搬送が一瞬止まることがある。しかし、ガイド板５０を退避位置に配置しておくことで、ニップ部９２への用紙の噛み込み時に定着装置３４における搬送速度が遅れた場合でも、ガイド板５０上で用紙が湾曲しやすくなる。このため、定着装置３４において搬送遅れが生じた場合でも二次転写領域９１における転写ずれが抑制される。また、用紙が厚紙である場合は、ガイド板５０の位置に関わらず、定着装置３４を通過する際の皺寄りが発生しにくい。

操作部４１は、例えば液晶タッチパネルで構成され、入力機能及び表示機能を有している。操作部４１は、画像形成処理の実行前に、画像形成処理に用いられる用紙の種別の入力を受け付ける。制御部４０は、用紙種別として厚紙が選択された場合は、上述のように、ガイド板５０を突出位置へ回転させない。

なお、二次転写領域９１よりも用紙搬送方向の上流側に、用紙の厚さを判定するための用紙種別センサを備えることもできる。例えば、２００ｇ／ｍ^２以上の厚さを有する用紙が厚紙と判定される。

また、退避位置に配置されたガイド板５０は、二次転写領域９１よりも下流側の二次転写ベルトユニット３３上の用紙搬送路の延長線に対して、略平行であることが好ましいが、必ずしも厳密に平行である必要はない。用紙の先端部とガイド板５０との接触時に両者の衝突の衝撃によるトナーの飛散が抑制される限りにおいて、ガイド板５０は上記延長線に対して若干傾斜している構成とすることもできる。

画像形成装置１０のフレームに軸支されるガイド板５０上の箇所は、ガイド板５０の用紙搬送方向における上流側端部５１に限定されない。ガイド板５０の用紙搬送方向における中間部であってもよい。

ガイド板５０は、バネ６１によって突出位置から退避位置へ向かう方向へ付勢され、ソレノイド６２に通電されることによって所定期間中、突出位置に配置されるように、構成することもできる。

ガイド板５０の退避位置と突出位置との間の変位は、ソレノイド６２に変えてカム及びカムに回転力を供給するモータで行うように構成することもできる。

ガイド板５０が突出位置に配置された状態における二次転写ベルトユニット３３と定着装置３４との間の用紙搬送路３５は、上述のように垂直方向に対して二次転写ベルトユニット３３側へ傾斜していることが好ましいが、必ずしも垂直方向に対して二次転写ベルトユニット３３側へ傾斜していることに限定されない。各種構成条件を調整することで、ガイド板５０が突出位置に配置された状態における二次転写ベルトユニット３３と定着装置３４との間の用紙搬送路３５が垂直方向に配置された場合でも、ガイド板５０の下流側端部５２とニップ部９２との間において用紙をニップ部９２側へ湾曲させることができ、定着装置３４を通過する際の用紙の皺寄りを抑制できるという効果を奏することができる。上述の各種構成条件として、例えば、使用する用紙の腰の強さやサイズ、二次転写領域９１と定着装置３４のニップ部９２との距離、二次転写領域９１とニップ部９２との間の用紙の搬送方式がベルトによって用紙を吸着しながら搬送する方式であるか否か、といった構成条件が挙げられる。

また、ガイド板５０が突出位置に配置された状態における二次転写ベルトユニット３３と定着装置３４との間の用紙搬送路３５が垂直方向に配置された場合は、加圧ローラ３４２と加熱ローラ３４１とを同じ高さに配置することもできる。

上述の実施形態では用紙搬送路３５は縦方向に配置されているが、本発明は、用紙搬送路３５が水平方向に配置された画像形成装置にも適用することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 画像形成装置
３３ 二次転写ベルトユニット（搬送手段）
３４ 定着装置（定着手段）
３４１ 加熱ローラ（第１ローラ）
３４２ 加圧ローラ（第２ローラ）
３５ 用紙搬送路
５０ ガイド板
６１ バネ
６２ ソレノイド
９１ 二次転写領域
９２ ニップ部
９３ 基準線

Claims (3)

1. 互いに圧接する第１ローラ及び第２ローラを含み前記第１ローラと前記第２ローラとのニップ部で用紙を挟み付けつつ搬送することで現像剤像を用紙に定着させる定着手段と、
   現像剤像を転写された用紙を前記定着手段へ搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段と前記ニップ部との間に配置されて前記搬送手段によって搬送される用紙を前記ニップ部へ案内するガイド板であって、前記搬送手段上の用紙搬送路の末端部と前記ニップ部とを結ぶ基準線に対して、前記第２ローラ側へ退避した所定位置を回転中心として、前記用紙搬送路の延長線に沿う方向に配置される退避位置と、用紙搬送方向における下流側端部が前記基準線よりも前記第１ローラ側へ突出する突出位置と、の間で回転自在に構成されたガイド板と、
   用紙の先端部の前記ガイド板への接触時には前記ガイド板を前記退避位置に配置させ、用紙が前記第１ローラと前記第２ローラとに噛み込まれる直前に前記ガイド板を前記突出位置へ回転させる位置変更手段と、を備える画像形成装置。
2. 前記位置変更手段は、用紙の後端部が前記ガイド板を通過する際には、前記ガイド板を前記退避位置に配置させる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記位置変更手段は、用紙が厚紙である場合は、前記ガイド板を前記突出位置へ回転させない、請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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