JP2006030268A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙のループ部が定着装置の定着ローラに接触するのを回避して画像にじみの発生を防止する画像形成装置を提供する。
【解決手段】外周面にトナー像が形成される回転駆動可能な感光体１２と、感光体１２上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ１４と、用紙搬送方向において転写ローラの下流側に設けられ、一対の加圧ローラ２０および定着ローラ２２を有する定着装置１８と、転写ローラ１４と定着装置１８との間に設けられ、一対の加圧ローラ２０および定着ローラ２２が形成するニップ部２４へ用紙を案内する突入ガイド２６とを備えた画像形成装置１０であって、感光体１２の周速は定着装置１８の加圧ローラ２０の周速よりも速く設定されているとともに、突入ガイド２６材は、用紙がニップ部２４に噛み込まれた後に、ニップ中心線２８と交差するガイド位置からニップ中心線２８から離れた退避位置へ移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、より詳しくは、転写後の用紙を定着装置へ案内するガイド部材を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、用紙が搬送される過程において、回転する像担持体の表面に形成されたトナー像が転写手段によって用紙上に転写され、その後、用紙が定着装置の回転体対のニップ部を通過する際にトナー像が加熱溶融されて用紙に定着されるようになっている。

このような画像形成装置において、定着装置の回転体の周速が像担持体の周速よりも速いと、画像転写中の用紙の先端が定着装置の回転体対に噛み込まれたときに用紙が引っ張られることで、転写部において画像ズレが発生する。この画像ズレを防止するために、定着装置の回転体の周速を像担持体の周速よりも遅く設定した画像形成装置がある。

特開平１１−２７２０２０号公報 特開平８−１９０２９１号公報

しかしながら、定着装置の回転体の周速を像担持体の周速よりも遅く設定した画像形成装置では、転写部からの用紙送り出し量が定着装置の用紙送り出し量よりも大きいために、定着装置の用紙搬送方向上流側において用紙にループ状のたわみが生じてくる。用紙のループ量が大きくなった場合に、未定着トナー像が形成された用紙の表面が定着装置の回転体に接触することによって、図６に示すように、用紙の両側縁部に画像にじみが発生することがあるという問題があった。

そこで、前記課題を解決するために本発明は、
外周面にトナー像が形成される回転駆動可能な像担持体と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、
用紙搬送方向において前記転写手段の下流側に設けられ、一対の回転体を有する定着装置と、
前記転写手段と前記定着装置との間に設けられ、前記一対の回転体が形成するニップ部へ用紙を案内するガイド部材と、を備えた画像形成装置であって、
前記像担持体の周速は前記定着装置の回転体の周速よりも速く設定されているとともに、前記ガイド部材は、用紙が前記ニップ部に噛み込まれた後に、ニップ中心線と交差する位置から前記ニップ中心線から離れた位置へ移動することを特徴とするものである。

前記構成からなる画像形成装置では、用紙がニップ部に噛み込まれた後にガイド部材がニップ中心線から離れた退避位置に移動することにより、用紙は自らの腰の強さによってニップ中心線に沿うように変位し、これにより用紙のループ部が定着装置の一方の回転体から遠ざかる方向へ移動する。その結果、用紙のループ部が定着装置の一方の回転体に接触するのを回避でき、画像にじみの発生を防止できる。

本発明の画像形成装置では、前記転写手段と前記定着装置との間に配置され、用紙のループ量を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力に基づいて用紙のループ量を小さくするように前記定着装置の回転体の回転速度を制御する制御手段と、をさらに備えてもよい。

このように、ループ量検出手段の出力に基づいて定着装置の回転体の回転速度を制御して用紙のループ量を小さくする制御を併せて行えば、用紙のループ部が定着装置の一方の回転体に接触して発生する画像にじみをより確実に防止できる。

また、本発明の画像形成装置では、用紙が前記ニップ部に噛み込まれたことを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて前記ガイド部材を移動させる駆動手段とを備えてもよい。この場合、前記駆動手段は偏芯カムからなってもよい。

さらに、本発明の画像形成装置では、用紙の種類に応じて前記ガイド部材を移動させるタイミングを変更可能にしてもよい。

上述したように、本発明の画像形成装置によれば、用紙のループ部が定着装置の一方の回転体に接触するのを回避でき、画像にじみの発生を防止できる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１０の要部を示す。画像形成装置１０は、像担持体であるドラム状の感光体１２を備えている。感光体１２は、矢印Ａ方向に回転駆動可能になっている。感光体１２の周囲には、図示しない帯電装置、露光装置、現像装置などが配置されており、これらの装置によって感光体１２の外周面にトナー像が形成されるようになっている。

感光体１２には、転写手段である転写ローラ１４が接触配置されており、感光体１２と転写ローラ１４との接触部が転写部１３になっている。転写ローラ１４は、感光体１２の回転に伴って矢印Ｂ方向に回転することになる。また、感光体１２と転写ローラ１４との間の転写部１３には、図示しない給紙カセットから搬送されてきた用紙が給紙ガイド１６に案内されて図中下側から導入され、ここを通過する際に用紙には感光体１２上に形成されたトナー像が転写ローラ１４の電気的作用によって転写されるようになっている。

用紙は図中下から上に搬送されるが、その用紙搬送方向において転写ローラ１４の下流側には、定着装置１８が設けられている。定着装置１８は、互いに平行に圧接された加圧ローラ２０および定着ローラ２２を有しており、これら各ローラ２０，２２が一対の回転体を構成する。加圧ローラ２０と定着ローラ２２との間に、ニップ部２４が形成されている。定着ローラ２２は、ヒータ２５を内蔵しており、このヒータ２５によって定着ローラ２２は所定の定着温度（例えば１９０℃）に加熱されるようになっている。また、加圧ローラ２０は、図示しないモータによって矢印Ｃ方向に回転駆動されるようになっており、加圧ローラ２０の回転に伴って定着ローラ２２が矢印Ｄ方向に従動回転するようになっている。ここで、前記感光体１２の周速は、加圧ローラ２０の周速よりも速く設定されている。

転写ローラ１４と定着装置１８との間には、ガイド部材である突入ガイド２６が設けられている。突入ガイド２６は、転写部１３を通過して表面にトナー像が形成された用紙が定着装置１８のニップ部２４へ突入するのを案内するためのものである。

突入ガイド２６は、用紙搬送方向に沿ってニップ部２４を通る直線であるニップ中心線（本実施形態では鉛直線）２８と交差する図中実線で示すガイド位置と、前記ニップ中心線２８から右側下方に離れた図中点線で示す退避位置との間で移動可能になっている。突入ガイド２６をガイド位置と退避位置との間で移動させる駆動手段としては、例えばソレノイド、カム、リンク機構などが用いられるが、突入ガイド２６を急激に移動させた場合には突入ガイド２６に沿って移動中の用紙上に載っている未定着トナーが飛散して画像が劣化するおそれがあるため、移動動作が比較的緩やかな偏芯カムを駆動手段として用いるのが好ましい。

突入ガイド２６と転写ローラ１４との間には、搬送ガイド３０が配置されている。搬送ガイド３０は、転写部１３を通過した用紙を突入ガイド２６へ向けて案内するためのものである。

定着装置１８の定着ローラ２２の外周面には、定着ローラ２２への用紙の巻き付きを防止するための分離爪３２が接触配置されている。また、定着装置１８の上方には、定着装置１８を通過した用紙を用紙排出口（図示せず）に案内する排紙ガイド３４，３６が設けられている。

続いて、上述した構成からなる画像形成装置１０の動作について説明する。
画像形成装置１０では、感光体１２が矢印Ａ方向に回転駆動され、これに伴って転写ローラ１４が矢印Ｂ方向に回転している。また、定着装置１８においては、加圧ローラ２０が矢印Ｃ方向に回転駆動され、これに伴って定着ローラ２２が矢印Ｄ方向に回転しており、定着ローラ２２はヒータ２５によって所定の定着温度に加熱されている。

この状態において、感光体１２の外周面上にトナー像が形成され、そのトナー像は転写部１３において、給紙カセットから送られてきた用紙に転写ローラ１４の電気的作用によって転写される。

トナー像が転写された用紙は、搬送ガイド３０に沿って案内されながら上方に搬送されて、図２に示すように、用紙Ｐの上部先端が突入ガイド２６により案内されて定着装置１８のニップ部２４に突入する。

そして、ニップ部２４を通過する際に定着ローラ２２によって加熱されてトナー像が定着された後、用紙Ｐは排紙ガイド３４，３６によって案内されながら搬送されて画像形成装置１０の図示しない排紙トレイに排出される。

本実施形態の画像形成装置１０では、感光体１２の周速が定着装置１８の加圧ローラ２０および定着ローラ２２の周速よりも速く設定されている。そのため、転写部１３からの用紙送り出し量が定着装置１８の用紙送り出し量よりも大きいために、図３に示すように、定着装置１８の用紙搬送方向上流側（すなわち下方）において用紙Ｐが定着ローラ２２側に膨れるようにたわんでループ部Ｌが形成されてくる。このループ部Ｌは徐々に大きくなり、場合によっては、未定着トナー像が形成された用紙Ｐの表面が定着ローラ２２に接触することで、図６に示すように、用紙Ｐの両側縁部に画像にじみが発生することがあった。

何故、上述した画像にじみが用紙Ｐの両側縁部に発生するかと言うと、通常、定着ローラ２２はニップ部２４での紙しわの発生を防止するために逆クラウン形状になっており、これによりニップ部２４では用紙Ｐに対してローラ両端側へ引っ張るような力が加わるように設計されていることから、この引っ張り力によって用紙Ｐは、用紙搬送方向に直交する幅方向に関して中央部を稜線として定着ローラ２２側に向かって凹状になるように湾曲した状態になり、そのために用紙Ｐの幅方向両側縁部が特に定着ローラ２２に接触しやすいためと考えられる。

また、本願発明者らが詳細に検討したところ、ニップ部２４に突入した用紙Ｐは、ニップ部２４近傍に配置された突入ガイド２６によって定着ローラ２２側に押された状態になっているために、用紙Ｐにループ部Ｌが形成されやすくなっていることが判明した。

そこで、本実施形態の画像形成装置１０では、図４に示すように、用紙Ｐが定着装置１８のニップ部２４に噛み込まれた後に、突入ガイド２６をニップ中心線２８と交差するガイド位置から、ニップ中心線２８から加圧ローラ２０側に離れた退避位置へ移動させる。このように、用紙Ｐがニップ部２４に噛み込まれた後に突入ガイド２６がニップ中心線２８から離れた退避位置に移動することにより、用紙Ｐは自らの腰の強さによってニップ中心線２８に沿うように変位し、これにより用紙Ｐのループ部Ｌが定着装置１８の定着ローラ２２から遠ざかる方向へ移動する。その結果、用紙Ｐのループ部Ｌが定着ローラ２２に接触するのを回避でき、画像にじみの発生を防止できる。

ここで、突入ガイド２６を退避移動させるタイミングは、用紙Ｐがニップ部２４に噛み込まれたことを判定する判定手段の判定結果に基づいて決定される。この判定手段は、例えば、用紙搬送路に設けられたジャム検知機能を兼ねたセンサと、このセンサからの出力を受けてカウントを開始するタイマとを含み、このカウント値が予め設定した値に達したときに用紙Ｐがニップ部２４に噛み込まれたと判定する。この判定手段の判定結果に基づいて、直ちに突入ガイド２６を退避移動させてもよいし、または、用紙Ｐがニップ部２４に噛み込まれてから所定時間経過後に突入ガイド２６を退避移動させてもよい。

また、用紙Ｐの種類に応じて突入ガイド２６を退避移動させるタイミングを変更できるようにしてもよい。例えば、用紙Ｐが薄い場合と厚い場合とでは、用紙Ｐの腰の強さが異なり、ループ部Ｌの形成のされ方や、突入ガイド２６を退避させた際の用紙Ｐの復帰力（ニップ中心線２８に沿った状態になろうとする力）に差がでるため、用紙Ｐが薄いほど速いタイミングで突入ガイド２６を退避移動させるのが好ましい。

次に、図５を参照して別の実施形態の画像形成装置１１について説明する。
本実施形態の画像形成装置１１が前記画像形成装置１０と異なるところは、転写ローラ１４と定着装置１８との間に配置され、用紙Ｐのループ量を検出するループ量センサ（検出手段）４０と、このループ量センサ４０からの出力に基づいて用紙Ｐのループ量を小さくするように定着装置１８の加圧ローラ２０の回転速度を制御する制御部（制御手段）４２とをさらに備えている点であり、他の構成は前記画像形成装置１０と同一である。

具体的には、画像形成装置１１では、用紙Ｐのループ量が所定値より大きくなったことをループ量センサ４０で検出すると、制御部４２は加圧ローラ２０を駆動するモータ４４の回転数を上げて加圧ローラ２０の回転速度を所定時間だけ通常より速くする。これにより定着装置１８の用紙送り出し量が増すことで、用紙Ｐのループ部Ｌが小さくなる。このように、用紙Ｐのループ部Ｌを小さくする制御を突入ガイド２６の退避移動と併せて行うことで、用紙Ｐのトナー像面が定着ローラ２２に接触して発生する画像にじみをより確実に防止することができる。

なお、上述した画像形成装置の定着装置１８では、加圧ローラ２０と定着ローラ２２とで一対の回転体が構成されているが、これに限らず、加圧ローラと無端状の定着ベルトとで一対の回転体が構成されてもよい。

また、前記画像形成装置では、ニップ中心線２８が鉛直線になる場合について説明したが、ニップ中心線は種々の方向の直線であっても本発明の適用は可能であり、例えばニップ中心線は水平線であってもよい。

さらに、本発明は、モノクロおよびフルカラーの両方の画像形成装置に適用可能である。

本発明の一実施形態の画像形成装置の要部構成図。 用紙が定着装置のニップ部に突入した状態を示す図。 定着装置の下方において用紙にループが形成されている状態を示す図。 突入ガイドを退避移動させた状態を示す図。 本発明の別の実施形態の画像形成装置の要部構成図。 用紙の両側縁部に画像にじみが発生した状態を示す図。

符号の説明

１０，１１…画像形成装置
１２…感光体（像担持体）
１４…転写ローラ（転写手段）
１８…定着装置
２０…加圧ローラ（回転体）
２２…定着ローラ（回転体）
２４…ニップ部
２５…ヒータ
２６…突入ガイド（ガイド部材）
２８…ニップ中心線
４０…ニップ量センサ（検出手段）
４２…制御部（制御手段）

Claims (5)

1. 外周面にトナー像が形成される回転駆動可能な像担持体と、
   前記像担持体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、
   用紙搬送方向において前記転写手段の下流側に設けられ、一対の回転体を有する定着装置と、
   前記転写手段と前記定着装置との間に設けられ、前記一対の回転体が形成するニップ部へ用紙を案内するガイド部材と、を備えた画像形成装置であって、
   前記像担持体の周速は前記定着装置の回転体の周速よりも速く設定されているとともに、前記ガイド部材は、用紙が前記ニップ部に噛み込まれた後に、ニップ中心線と交差する位置から前記ニップ中心線から離れた位置へ移動することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写手段と前記定着装置との間に配置され、用紙のループ量を検出する検出手段と、前記検出手段からの出力に基づいて用紙のループ量を小さくするように前記定着装置の回転体の回転速度を制御する制御手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 用紙が前記ニップ部に噛み込まれたことを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて前記ガイド部材を移動させる駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動手段は偏芯カムからなることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 用紙の種類に応じて前記ガイド部材を移動させるタイミングを変更可能にしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。

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