画像形成装置
【課題】排紙部に排出される用紙のカールを抑制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０の定着装置８０は、用紙に転写された現像剤像を加熱する加熱ローラ８１及び加熱ローラ８１との間に用紙を挟んで加熱ローラ８１に圧接する加圧ローラ８２を有し、現像剤像を用紙に定着させる。カール矯正部は、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側に配置され、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向において用紙を加熱ローラ８１側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙を湾曲させない第２の位置とに変位自在である。検出部６０は、用紙搬送方向においてカール矯正部より上流側に配置され、用紙の表裏の配置状態を検出する。制御部７０は、検出部６０の検出結果に基づいてカール矯正部を変位させる。
【解決手段】画像形成装置１０の定着装置８０は、用紙に転写された現像剤像を加熱する加熱ローラ８１及び加熱ローラ８１との間に用紙を挟んで加熱ローラ８１に圧接する加圧ローラ８２を有し、現像剤像を用紙に定着させる。カール矯正部は、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側に配置され、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向において用紙を加熱ローラ８１側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙を湾曲させない第２の位置とに変位自在である。検出部６０は、用紙搬送方向においてカール矯正部より上流側に配置され、用紙の表裏の配置状態を検出する。制御部７０は、検出部６０の検出結果に基づいてカール矯正部を変位させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、用紙に現像剤像を転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像担持体の周面に形成した現像剤像を、用紙に転写し、定着部で定着させることで、画像が形成される。現像剤像が定着した用紙は、排紙部へ排出される。定着部は、例えば、加熱ローラ、及び加熱ローラに圧接する加圧ローラを備える。用紙が定着部を通過する際は、現像剤像が転写された側の面が加熱ローラに圧接するように用紙が搬送され、加熱ローラと加圧ローラとの間で、用紙に転写された現像剤像が加熱及び加圧されることで、現像剤像が用紙に定着する。このように、定着部として、用紙の一方面側のみから用紙を加熱する装置が多く用いられている。
【０００３】
また、用紙には、抄紙製造機による製造方法に起因して、フェルト面とも呼ばれる平滑性に優れた表面と、ワイヤ面とも呼ばれ表面よりも平滑性に劣る裏面とが形成される。このため、用紙は、表面と裏面とで、加熱されて乾燥した際の縮む度合いが異なるという性質を有している。具体的には、表面は縮む度合いが小さく、裏面は縮む度合いが大きい。
【０００４】
したがって、用紙が定着部を通過すると、現像剤像が用紙の何れの面に定着したかに関らず、用紙が本来持っている性質によって用紙は裏面側へカールする。しかし、定着部が用紙の一方面側のみから用紙を加熱する場合、表面と裏面とでは供給される熱量が異なるので、表面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは小さく、裏面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは大きくなる。
【０００５】
用紙がカールすると、排紙部に用紙がカールした状態で積層されるので、カールしていない用紙が排紙部に排紙された場合に比べて、少ない枚数で、排紙部への排紙時に用紙詰まりが発生しやすくなる。
【０００６】
そこで、用紙がカールすることによる用紙詰まりを抑制する技術として、用紙のカール状態を検出し、検出結果に基づいて排紙部の適正収容枚数を判定して、画像形成処理を続行又は停止させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−９１３９９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述の従来技術は、用紙詰まりの抑制を期待することはできるが、用紙がカールすること自体を抑制することはできない。このため、カールした用紙が排紙部に積層することで、排紙部に収容できる用紙の適正枚数が低下する。したがって、大量印刷を行う場合は、排紙部上の用紙を頻繁に取り除く必要がある。
【０００９】
この発明の目的は、排紙部に排出される用紙のカールを抑制できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の画像形成装置は、用紙に電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置であって、収容部、画像形成部、定着部、カール矯正部、検出部、及び制御部を備える。収容部は、用紙を収容する。画像形成部は、収容部から搬送された用紙に現像剤像を転写する。定着部は、用紙に転写された現像剤像を加熱する加熱部及び加熱部との間に用紙を挟んで加熱部に圧接する加圧部を有し、現像剤像を用紙に定着させる。カール矯正部は、用紙搬送方向において定着部の下流側に配置され、前記加熱部と前記加圧部とを結ぶ方向において用紙を前記加熱部側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙を湾曲させない第２の位置とに変位自在である。検出部は、用紙搬送方向においてカール矯正部より上流側に配置され、用紙の表裏の配置状態を検出する。制御部は、検出部の検出結果に基づいてカール矯正部を変位させる。
【００１１】
この構成では、用紙の表裏の配置状態を検出することで、定着部において用紙がいずれの面から加熱されたのかを判定することができる。用紙が加熱されて乾燥した際の縮む度合いは表面より裏面の方が大きいので、定着部を通過して現像剤像が定着した用紙は、裏面側へカールする。しかし、定着部において用紙がいずれの面から加熱されたかによって表面と裏面とでは供給される熱量が異なるので、本発明のカール矯正部が無ければ、用紙が表面から加熱された場合即ち表面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは小さく、用紙が裏面から加熱された場合即ち裏面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは大きくなる。そこで、裏面に現像剤像が定着した場合は、カール矯正部を第１の位置へ変位させることで用紙をカールの方向と反対方向へ湾曲させるので、排紙部に排出される用紙のカールを抑制することができる。また、これによって、排紙部に収容できる用紙の適正枚数を増加させることができる。
【００１２】
上述の構成において、制御部は、用紙の裏面に現像剤像を定着させる場合に、カール矯正部を第１の位置へ変位させるように構成することができる。これによって、定着部を通過した用紙のカールが大きい場合は、カールを矯正する方向に用紙を湾曲させるので、排紙部へ排出される用紙のカールを抑制することができる。
【００１３】
また、カール矯正部は、用紙搬送方向における定着部の下流側の用紙搬送経路の加熱部側の壁面を構成する用紙案内部材であって用紙搬送方向における用紙案内部材の中間部において用紙搬送経路が加熱部と加圧部とを結ぶ方向に拡大するように湾曲した用紙案内部材と、第１の位置と第２の位置とに変位自在な変位部であって第１の位置において定着部から排出された用紙が用紙案内部材に沿って搬送されるように用紙を案内する変位部と、を有するように構成することができる。裏面に現像剤像が定着した場合は変位部を第１の位置へ変位させることで、用紙を用紙案内部材に沿って搬送させることができる。用紙案内部材は用紙搬送方向における用紙案内部材の中間部において用紙搬送経路が加熱部と加圧部とを結ぶ方向に拡大するように湾曲していること即ち用紙のカールの方向と反対方向に凸となるように湾曲していること、及び、用紙が用紙案内部材に沿って搬送されると搬送力によって用紙は用紙案内部材に押し当てられることから、用紙のカールが矯正される。したがって、排紙部へ排出される用紙のカールを抑制することができる。
【００１４】
さらに、変位部は、開放端部が用紙案内部材に離接する方向に揺動自在な揺動部を有するように構成することができる。揺動部を有することで、定着部から排出された用紙のカールの大きさに応じて、加熱部と加圧部とを結ぶ方向において用紙を加熱部側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と湾曲させない第２の位置とに容易に変位させることができる。
【００１５】
また、制御部は、定着部から排出された用紙の先端部を開放端部が用紙案内部材へ向けて押すタイミングで変位部を第１の位置へ変位させ、用紙が変位部を通過した後に変位部を第２の位置へ戻すように構成することができる。定着部から排出された用紙の先端部を揺動部の開放端部が用紙案内部材へ向けて押すことで、用紙を用紙案内部材に沿って搬送することができる。変位部を所定のタイミングで第１の位置へ変位させ、用紙が変位部を通過した後に変位部を第２の位置へ戻すことで、省電力化が可能となる。
【００１６】
さらに、用紙搬送方向においてカール矯正部より下流側に配置され、現像剤像が定着した用紙を互いのローラ間で圧接しながら用紙搬送方向の下流側へ搬送する搬送ローラ対をさらに備え、揺動部は、第２の位置において、定着部から排出された用紙を搬送ローラ対へ向けて直線状に案内するように構成することができる。揺動部が第２の位置に配置された場合に、搬送ローラ対へ向けて直線状に用紙を案内するガイド部材の役割を揺動部が果たすので、部品点数を抑え、製造コストを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、排紙部に排出される用紙のカールを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の断面図である。
【図２】検出部近傍の部分拡大断面図である。
【図３】カール矯正部の構成図であって、用紙の表面に現像剤像を定着させた状態を示す図である。
【図４】カール矯正部の構成図であって、用紙の裏面に現像剤像を定着させた状態を示す図である。
【図５】用紙の表面に現像剤像を定着させた場合の用紙のカール状態を示す図であって、（Ａ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と直交する方向に用紙を搬送した場合を示し、（Ｂ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と平行となる方向に用紙を搬送した場合を示している。
【図６】用紙の裏面に現像剤像を定着させた場合の用紙のカール状態を示す図であって、（Ａ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と直交する方向に用紙を搬送した場合を示し、（Ｂ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と平行となる方向に用紙を搬送した場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の断面を示す。
【００２０】
画像形成装置１０は、画像形成ユニット２０、及び給紙ユニット３０を備えている。
【００２１】
画像形成ユニット２０は、画像形成部４０、排紙トレイ（排紙部）５０、検出部６０、及び制御部７０を備えている。
【００２２】
画像形成部４０は、感光体ドラム４１、帯電装置４２、露光ユニット４３、現像装置４４、転写装置４５、クリーニングユニット４６、及び定着装置（定着部）８０を備え、電子写真方式の画像形成処理を行う。
【００２３】
感光体ドラム４１は、静電潜像担持体であって、導電性基体、及び感光層を有している。導電性基体として、例えば円筒形又は円柱形のアルミニウム製素管が用いられる。アルミニウム製素管の直径は、例えば３０ｍｍである。感光層は、導電性基体の周面に形成されており、例えば、電荷発生物質を含む電荷発生層、及び電荷輸送物質を含み電荷発生層に積層された電荷輸送層を含む有機感光層である。有機感光層の層厚は、例えば３０μｍである。
【００２４】
帯電装置４２は、感光体ドラム４１の周面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電装置４２として、例えば帯電ローラが用いられる。帯電装置として、ブラシ型帯電装置、チャージャー型帯電装置、スコロトロン等のコロナ帯電装置を用いることもできる。
【００２５】
露光ユニット４３は、帯電した感光体ドラム４１の周面を画像データに応じて露光することによって、感光体ドラム４１の周面に画像データに応じた静電潜像を形成する。画像データは、制御部７０から入力される。露光ユニット４３として、例えばレーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられる。
【００２６】
現像装置４４は、感光体ドラム４１の周面に形成された静電潜像を、トナー等の現像剤で顕像化し、現像剤像を形成する。
【００２７】
転写装置４５は、感光体ドラム４１の周面に圧接している。転写装置４５は、感光体ドラム４１の周面に形成された現像剤像を、転写装置４５と感光体ドラム４１の周面との間の転写位置４７に搬送されてきた用紙に、転写する。
【００２８】
クリーニングユニット４６は、現像剤像が用紙に転写された後の感光体ドラム４１の周面に残留した現像剤を、除去及び回収する。
【００２９】
定着装置８０は、加熱ローラ（加熱部）８１及び加圧ローラ（加圧部）８２を有している。加圧ローラ８２は、所定の圧力で加熱ローラ８１に圧接している。定着装置８０は、未定着の現像剤像が転写された用紙を、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間に挟持しながら搬送することで、現像剤像を加熱及び加圧して用紙に定着させる。
【００３０】
用紙搬送方向において、定着装置８０の下流側に、搬送ローラ対９０が配置されている。搬送ローラ対９０は、定着装置８０を通過して現像剤像が定着した用紙を、互いのローラ間で圧接しながら排紙トレイ５０へ向けて搬送する。排紙トレイ５０は、画像形成ユニット２０の上面に配置されている。排紙トレイ５０には、現像剤像が定着した用紙が排出される。
【００３１】
給紙ユニット３０は、用紙の収容部である複数の用紙カセット３１，３２，３３，３４を備えている。用紙カセット３１〜３４のそれぞれに収容された用紙は、第１用紙搬送路（用紙搬送経路）３５、又は第２用紙搬送路３６を通って、画像形成部４０の転写位置４７へ搬送される。第１用紙搬送路３５は、給紙ユニット３０から画像形成部４０を経由して排紙トレイ５０まで垂直方向に配設されている。第２用紙搬送路３６は、給紙ユニット３０内で水平方向に延びた後に、第１用紙搬送路３５に合流している。
【００３２】
用紙搬送方向において転写位置４７の上流側に、レジストローラ４８が配置されている。第１用紙搬送路３５を搬送される用紙は、停止した状態のレジストローラ４８に突き当てられることで傾斜が補正される。レジストローラ４８は、感光体ドラム４１の周面に担持された静電潜像と用紙とが転写位置４７において合致する所定のタイミングで、用紙を転写位置４７へ搬送する。
【００３３】
用紙搬送方向において、定着装置８０の下流側からレジストローラ４８の上流側にかけて、第３用紙搬送路３７が配設されている。第３用紙搬送路３７は、用紙の両面に画像を形成する場合に用いられる。
【００３４】
制御部７０は、画像形成装置１０の全体を統括的に制御している。
【００３５】
図２は、検出部６０近傍の部分拡大断面を示す。
【００３６】
検出部６０は、用紙搬送方向において、定着装置８０より上流側であって、給紙カセット３１〜３４とレジストローラ４８との間に配置されている。検出部６０は、用紙の光沢度に基づいて用紙の表裏の配置状態を検出し、検出結果を制御部７０へ出力する。検出部６０として、光センサが用いられる。例えば、検出部６０として、ニチコン株式会社製「ＺＨＰＡ３０００」が用いられる。
【００３７】
この実施形態では、検出部６０は、２個の光センサ６１，６２を備えている。光センサ６１，６２のそれぞれは、現像剤像が転写される前の状態の用紙に光を照射し、反射光の光量を検出して、検出結果を制御部７０へ出力する。光センサ６１と光センサ６２とは、用紙の表裏それぞれの面の反射光の光量を検出できるように、第１用紙搬送路３５を挟んで対向するように配置されている。
【００３８】
制御部７０は、検出部６０から入力した検出結果に基づいて、光センサ６１の受光光量と光センサ６２の受光光量とを比較し、受光光量が大きい方の光センサに対向する面が用紙の表面であり、受光光量が小さい方の光センサに対向する面が用紙の裏面であると判定する。２個の光センサ６１，６２の受光光量を比較することで、容易かつ正確に用紙の表裏の配置状態を検出することができる。
【００３９】
検出部６０が用紙カセット３１〜３４とレジストローラ４８との間に配置されているので、現像剤像が転写されていない状態の用紙について表裏の配置状態を検出することができる。このため、より正確な検出を行うことができる。また、レジストローラ４８は用紙の搬送方向において転写位置４７の上流側近傍に配置されるので、検出部６０がレジストローラ４８と転写位置４７との間に配置された場合より、用紙カセット３１〜３４とレジストローラ４８との間に配置された場合の方が、検出部６０の現像剤による汚損をより防止することができるとともに、現像剤によって汚損されていない状態の用紙を検出することができる。したがって、より正確な検出を行うことができる。
【００４０】
図３及び図４は、カール矯正部１１０の構成を示す。図３は、用紙９９の表面に現像剤像を定着させた状態を示し、図４は、用紙９９の裏面に現像剤像を定着させた状態を示す。
【００４１】
定着装置８０は、加熱ローラ８１、加圧ローラ８２、第１用紙剥離爪８３、第２用紙剥離爪８４、及び温度センサ８５を備えている。
【００４２】
加熱ローラ８１は、図示しない駆動源によって図３において時計方向に回転可能である。加熱ローラ８１は、内部にヒータランプ８１１，８１２を有している。
【００４３】
加熱ローラ８１は、例えば、円筒状のアルミニウム製素管８１３、及びアルミニウム製素管８１３の表面に形成されるフッ素樹脂を含む被覆層８１４を用いて構成される。ヒータランプ８１１，８１２は、アルミニウム製素管８１３の内部に配置される。駆動源として、例えば駆動速度を変更可能なモータを用いることで、加熱ローラ８１の回転速度を変更できる。
【００４４】
加圧ローラ８２は、加熱ローラ８１に圧接し、回転自在に配置されている。加圧ローラ８２は、加熱ローラ８１の回転に従動して回転する。加圧ローラ８２は、例えば、アルミニウム製素管８２１、及びアルミニウム製素管８２１の表面に形成される弾性体層８２２を用いて構成される。
【００４５】
弾性体層８２２を構成する弾性体として、特に制限はないが、シリコーンゴムが好ましい。弾性体層８２２を構成する弾性体としてシリコーンゴムを用いることによって、次のような利点が得られる。即ち、加熱ローラ８１の表面層の硬度が高い一方、加圧ローラ８２の表面層である弾性体層８２２を構成するシリコーンゴムは弾性に富むので、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とが圧接するニップ部８６において、加圧ローラ８２の表面層が変形し、用紙９９が加熱ローラ８１の周面に少し巻き付くような状態になり、現像剤像の用紙９９への定着がより確実となる。また、ニップ部８６の面積が大きくなり、用紙９９に対する加熱容量が高まる。さらに、柔軟性のある加圧ローラ８２で加圧することで、現像剤の形状を変形させることなく定着させることができる。なお、加熱ローラ８１に巻き付いた用紙９９は、第１用紙剥離爪８３によって容易に加熱ローラ８１の周面から剥離することができる。
【００４６】
用紙搬送方向において加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部８６の上流側には、ニップ部８６へ用紙９９を案内する入紙案内板が配置されている。現像剤像を担持した用紙９９は、入紙案内板を経由してニップ部８６へ搬送される。第１用紙搬送路３５に対して加熱ローラ８１と感光体ドラム４１とは同じ側に配置されているので、用紙９９がニップ部８６へ搬送される際、用紙９９の現像剤像担持面は、加熱ローラ８１の周面に接触する。用紙搬送方向においてニップ部８６の下流側には、用紙９９を搬送ローラ対９０へ向けて案内する出紙案内板８７が配置されている。
【００４７】
加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とが互いに圧接した状態で回転し、現像剤像を担持した用紙９９がニップ部８６を経由することで、現像剤像が加熱されるとともに用紙９９に加圧され、現像剤像が用紙９９に定着する。
【００４８】
第１用紙剥離爪８３は、加熱ローラ８１の回転方向において、ニップ部８６の下流側で加熱ローラ８１の周面に先端部が軽く接触するように配置されている。第１用紙剥離爪８３は、この実施形態では加熱ローラ８１の回転軸に沿って複数個設けられるが、１個だけ設けることもできる。第１用紙剥離爪８３は、加熱ローラ８１の周面に巻き付く用紙９９を、加熱ローラ８１の周面から剥離する。第１用紙剥離爪８３の材料として、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド等の合成樹脂が挙げられる。また、第１用紙剥離爪８３の少なくとも先端部に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）などのフッ素樹脂を被覆することができる。
【００４９】
第２用紙剥離爪８４は、加熱ローラ８１の回転に従動する加圧ローラ８２の回転方向において、ニップ部８６の下流側で加圧ローラ８２の周面に軽く接触するように配置されている。第２用紙剥離爪８４は、加圧ローラ８２の周面に巻き付く用紙９９を、加圧ローラ８２の周面から剥離する。第２用紙剥離爪８４は、第１用紙剥離爪８３と同様の材料で構成される。
【００５０】
温度センサ８５は、加熱ローラ８１を挟んでニップ部８６の反対側近傍に配置され、加熱ローラ８１の周面温度を検出し、温度データを制御部７０へ出力する。制御部７０は、温度センサ８５から入力した温度データに基づいて、ヒータランプ８１１，８１２に電圧を印加する図示しない電源を制御することで、加熱ローラ８１の周面温度を予め設定された所定温度に近付けるようにヒータランプ８１１，８１２の発熱温度を制御する。温度センサ８５として、例えば、サーミスタが用いられる。
【００５１】
搬送ローラ対９０は、上述のように、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側に配置されている。搬送ローラ対９０は、第１ローラ９１及び第２ローラ９２を有している。第１ローラ９１の外径と第２ローラ９２の外径とは、同じである。例えば、第１ローラ９１は駆動ローラであって、第２ローラ９２は従動ローラである。第２ローラ９２は、第１ローラ９１に圧接している。搬送ローラ対９０は、定着装置８０を通過して現像剤像が定着した用紙９９を、第１ローラ９１と第２ローラ９２との間で圧接しながら排紙トレイ５０へ向けて搬送する。
【００５２】
カール矯正部１１０は、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側であって搬送ローラ対９０の上流側に配置されている。カール矯正部１１０は、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向において用紙９９を加熱ローラ８１側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙９９を湾曲させない第２の位置とに変位自在である。カール矯正部１１０は、用紙案内部材１２０、及び変位部１３０を備えている。
【００５３】
用紙案内部材１２０は、第１用紙搬送路３５に対して加熱ローラ８１と同じ側に配置されている。用紙案内部材１２０は、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側であって搬送ローラ対９０の上流側の第１用紙搬送路３５の加熱ローラ８１側の壁面を構成している。用紙案内部材１２０は、用紙搬送方向における用紙案内部材１２０の中間部において第１用紙搬送路３５が加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向に拡大するように湾曲している。即ち、用紙案内部材１２０は、定着装置８０から排出された用紙９９のカールの方向と反対方向に凸となるように湾曲している。加熱ローラ８１の回転軸方向における用紙案内部材１２０の寸法は、画像形成装置１０で使用される最大サイズの用紙の幅と略同サイズであることが好ましい。
【００５４】
変位部１３０は、用紙搬送方向において定着装置８０と出紙案内板８７との間であって、第１用紙搬送路３５を挟んで用紙案内部材１２０と対向するように配置されている。変位部１３０は、第１の位置と第２の位置とに変位自在であって、第１の位置において定着装置８０から排出された用紙９９が用紙案内部材１２０に沿って搬送されるように用紙を案内する。
【００５５】
変位部１３０は、揺動部１３１、支軸１３２、ソレノイド１３３、スプリング１３４、及び基板１３５を備えている。
【００５６】
基板１３５は、画像形成装置１０の所定位置に固定されている。支軸１３２、ソレノイド１３３、及びスプリング１３４は、基板１３５に固定されている。
【００５７】
揺動部１３１は、例えば棒状であって、支軸１３２によって中間部を軸支されている。これによって、揺動部１３１は、支軸１３２による軸支点１３２Ａを軸として、揺動自在である。この実施形態では、揺動部１３１は、用紙搬送方向において開放端部１３１Ａが軸支点１３２Ａより上流側になるように配置されている。開放端部１３１Ａは、用紙搬送方向において用紙案内部材１２０の上流側端部近傍に配置されている。
【００５８】
軸支点１３２Ａを挟んで開放端部１３１Ａの反端側端部である基端部１３１Ｂは、ソレノイド１３３に固定されている。ソレノイド１３３は、制御部７０によって、オンオフ制御される。また、揺動部１３１の軸支点１３２Ａより開放端部１３１Ａ側に、スプリング１３４の一端部が固定され、スプリング１３４の他端部は、基板１３５に固定されている。スプリング１３４は、揺動部１３１を第１用紙搬送路３５から離間する方向へ付勢する。
【００５９】
図３に示すように、ソレノイド１３３がオフの状態では、揺動部１３１は第２の位置に配置されている。揺動部１３１は、第２の位置において、用紙搬送方向の下流側端部（この実施形態では基端部１３１Ｂ）が出紙案内板８７の近傍に配置され、用紙搬送方向の下流側へ若干登り傾斜するように配置される。これによって、定着装置８０から排出された用紙９９は、揺動部１３１の上面に円滑に搬送され、揺動部１３１及び出紙案内板８７によって、搬送ローラ対９０へ向けて直線状に案内される。揺動部１３１は、第２の位置において、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部８６と、搬送ローラ対９０のニップ部とを結ぶ方向に平行となるように配置することもできる。
【００６０】
図４に示すように、ソレノイド１３３がオンの状態では、ソレノイド１３３が、揺動部１３１の基端部１３１Ｂを第１用紙搬送路３５から離間する方向へ引き続ける。これによって、揺動部１３１は、開放端部１３１Ａが用紙案内部材１２０に接近する方向へ揺動し、第１の位置に配置される。ソレノイド１３３がオフされると、揺動部１３１は、スプリング１３４の付勢力によって、開放端部１３１Ａが用紙案内部材１２０から離間する方向へ揺動し、図３に示すように第２の位置へ戻る。
【００６１】
用紙９９には、抄紙製造機による製造方法に起因して、フェルト面とも呼ばれる平滑性に優れた表面と、ワイヤ面とも呼ばれ表面よりも平滑性に劣る裏面とがある。用紙９９が加熱されて乾燥した際、表面は縮む度合いが小さく、裏面は縮む度合いが大きい。このため、用紙９９が定着装置８０を通過すると、用紙９９は一般的に裏面側へカールする。
【００６２】
また、用紙９９の表面に現像剤像が定着する場合即ち表面が現像剤像担持面である場合は、表面が加熱ローラ８１に接触するので、裏面より表面に多くの熱量が供給される。一方、用紙９９の裏面に現像剤像が定着する場合即ち裏面が現像剤像担持面である場合は、裏面が加熱ローラ８１に接触するので、表面より裏面に多くの熱量が供給される。このため、本発明のカール矯正部１１０が無ければ、定着装置８０を通過した後の用紙９９のカールの度合いは、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように表面が現像剤像担持面である場合は小さく、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように裏面が現像剤像担持面である場合は大きくなる。なお、図５（Ａ）及び図６（Ａ）は、用紙９９の長手方向が加熱ローラ８１の回転軸と直交する方向に用紙９９を搬送した場合を示し、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）は、用紙９９の長手方向が加熱ローラ８１の回転軸と平行となる方向に用紙９９を搬送した場合を示している。
【００６３】
検出部６０は、用紙搬送方向において、カール矯正部１１０より上流側に配置されている。制御部７０は、検出部６０による検出結果に基づいて、用紙９９の表面が加熱ローラ８１側に配置されていると判定した場合即ち表面が現像剤像担持面であると判定した場合は、ソレノイド１３３をオフする。これによって、表面に現像剤像が定着した場合は搬送ローラ対９０へ向けて用紙９９を直線状に搬送することができる。
【００６４】
また、制御部は、検出部６０による検出結果に基づいて、裏面が加熱ローラ８１側に配置されていると判定した場合即ち裏面が現像剤像担持面であると判定した場合は、定着装置８０から排出された用紙９９の先端部を揺動部１３１の開放端部１３１Ａが用紙案内部材１２０へ向けて押す所定のタイミングでソレノイド１３３をオンする。制御部７０は、用紙９９が変位部１３０を通過し終わった後にソレノイド１３３をオフする。
【００６５】
これによって、裏面に現像剤像が定着した場合は、用紙９９を用紙案内部材１２０に沿って搬送させることができる。用紙案内部材１２０は用紙搬送方向における用紙案内部材１２０の中間部において第１用紙搬送路３５が加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向に拡大するように湾曲していること即ち用紙９９のカールの方向と反対方向に凸となるように湾曲していること、及び、用紙９９が用紙案内部材１２０に沿って搬送されると搬送力によって用紙９９は用紙案内部材１２０に押し当てられることから、用紙９９はカールの方向と反対方向へ湾曲し、用紙９９のカールが矯正される。このため、排紙トレイ５０へ排出される用紙のカールを抑制することができる。したがって、排紙トレイ５０に収容できる用紙９９の適正枚数を増加させることができる。
【００６６】
また、変位部１３０を所定のタイミングで第１の位置へ変位させ、用紙９９が変位部１３０を通過した後に変位部１３０を第２の位置へ戻すことで、省電力化が可能となる。
【００６７】
さらに、揺動部１３１が第２の位置に配置された場合に、揺動部１３１が、定着装置８０から搬送ローラ対９０へ向けて直線状に用紙９９を案内するガイド部材の役割を果たすので、部品点数を抑え、製造コストを抑制することができる。
【００６８】
制御部７０は、排紙トレイ５０に排出された用紙９９が所定枚数を超えると、画像形成処理を停止させるように構成されている。排紙トレイ５０に排出された用紙９９が所定枚数を超えると画像形成処理が停止することで、排紙トレイ５０に収容された用紙９９にカールが残っている場合でも、排紙トレイ５０近傍における用紙詰まりを防止することができる。また、排紙トレイ５０から用紙を取り除くことで、画像形成処理を継続できるように構成することもできる。
【００６９】
なお、加熱ローラ８１の回転軸方向における揺動部１３１の寸法は、画像形成装置１０で使用される最大サイズの用紙の幅と略同じに構成することもできる。
【００７０】
用紙案内部材１２０は、用紙搬送方向において定着装置８０と搬送ローラ対９０との間の少なくとも一部の第１用紙搬送路３５の加熱ローラ８１側の壁面を構成するように構成することができる。
【００７１】
変位部１３０は、用紙搬送方向において揺動部１３１の開放端部１３１Ａが軸支点１３２Ａより下流側になるように配置することもできる。これによれば、揺動部１３１が第１の位置へ変位した状態で用紙９９を揺動部１３１の上面の傾斜に沿って搬送することができるので、揺動部１３１を第２の位置から第１の位置へ変位させるタイミングのズレの許容度が大きくなる。
【００７２】
また、それぞれ異なる色相の現像剤を用いて画像を形成する複数の画像形成部を備えたカラー画像形成装置に、本発明を適用することもできる。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 画像形成装置
２０ 画像形成ユニット
３０ 給紙ユニット
３１〜３４ 給紙カセット（収容部）
３５ 第１用紙搬送路（用紙搬送経路）
４０ 画像形成部
４８ レジストローラ
５０ 排紙トレイ
６０ 検出部
７０ 制御部
８０ 定着装置（定着部）
８１ 加熱ローラ（加熱部）
８２ 加圧ローラ（加圧部）
９０ 搬送ローラ対
９９ 用紙
１１０ カール矯正部
１２０ 用紙案内部材
１３０ 変位部
１３１ 揺動部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、用紙に現像剤像を転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像担持体の周面に形成した現像剤像を、用紙に転写し、定着部で定着させることで、画像が形成される。現像剤像が定着した用紙は、排紙部へ排出される。定着部は、例えば、加熱ローラ、及び加熱ローラに圧接する加圧ローラを備える。用紙が定着部を通過する際は、現像剤像が転写された側の面が加熱ローラに圧接するように用紙が搬送され、加熱ローラと加圧ローラとの間で、用紙に転写された現像剤像が加熱及び加圧されることで、現像剤像が用紙に定着する。このように、定着部として、用紙の一方面側のみから用紙を加熱する装置が多く用いられている。
【０００３】
また、用紙には、抄紙製造機による製造方法に起因して、フェルト面とも呼ばれる平滑性に優れた表面と、ワイヤ面とも呼ばれ表面よりも平滑性に劣る裏面とが形成される。このため、用紙は、表面と裏面とで、加熱されて乾燥した際の縮む度合いが異なるという性質を有している。具体的には、表面は縮む度合いが小さく、裏面は縮む度合いが大きい。
【０００４】
したがって、用紙が定着部を通過すると、現像剤像が用紙の何れの面に定着したかに関らず、用紙が本来持っている性質によって用紙は裏面側へカールする。しかし、定着部が用紙の一方面側のみから用紙を加熱する場合、表面と裏面とでは供給される熱量が異なるので、表面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは小さく、裏面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは大きくなる。
【０００５】
用紙がカールすると、排紙部に用紙がカールした状態で積層されるので、カールしていない用紙が排紙部に排紙された場合に比べて、少ない枚数で、排紙部への排紙時に用紙詰まりが発生しやすくなる。
【０００６】
そこで、用紙がカールすることによる用紙詰まりを抑制する技術として、用紙のカール状態を検出し、検出結果に基づいて排紙部の適正収容枚数を判定して、画像形成処理を続行又は停止させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−９１３９９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述の従来技術は、用紙詰まりの抑制を期待することはできるが、用紙がカールすること自体を抑制することはできない。このため、カールした用紙が排紙部に積層することで、排紙部に収容できる用紙の適正枚数が低下する。したがって、大量印刷を行う場合は、排紙部上の用紙を頻繁に取り除く必要がある。
【０００９】
この発明の目的は、排紙部に排出される用紙のカールを抑制できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の画像形成装置は、用紙に電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置であって、収容部、画像形成部、定着部、カール矯正部、検出部、及び制御部を備える。収容部は、用紙を収容する。画像形成部は、収容部から搬送された用紙に現像剤像を転写する。定着部は、用紙に転写された現像剤像を加熱する加熱部及び加熱部との間に用紙を挟んで加熱部に圧接する加圧部を有し、現像剤像を用紙に定着させる。カール矯正部は、用紙搬送方向において定着部の下流側に配置され、前記加熱部と前記加圧部とを結ぶ方向において用紙を前記加熱部側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙を湾曲させない第２の位置とに変位自在である。検出部は、用紙搬送方向においてカール矯正部より上流側に配置され、用紙の表裏の配置状態を検出する。制御部は、検出部の検出結果に基づいてカール矯正部を変位させる。
【００１１】
この構成では、用紙の表裏の配置状態を検出することで、定着部において用紙がいずれの面から加熱されたのかを判定することができる。用紙が加熱されて乾燥した際の縮む度合いは表面より裏面の方が大きいので、定着部を通過して現像剤像が定着した用紙は、裏面側へカールする。しかし、定着部において用紙がいずれの面から加熱されたかによって表面と裏面とでは供給される熱量が異なるので、本発明のカール矯正部が無ければ、用紙が表面から加熱された場合即ち表面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは小さく、用紙が裏面から加熱された場合即ち裏面に現像剤像が定着した場合は用紙のカールは大きくなる。そこで、裏面に現像剤像が定着した場合は、カール矯正部を第１の位置へ変位させることで用紙をカールの方向と反対方向へ湾曲させるので、排紙部に排出される用紙のカールを抑制することができる。また、これによって、排紙部に収容できる用紙の適正枚数を増加させることができる。
【００１２】
上述の構成において、制御部は、用紙の裏面に現像剤像を定着させる場合に、カール矯正部を第１の位置へ変位させるように構成することができる。これによって、定着部を通過した用紙のカールが大きい場合は、カールを矯正する方向に用紙を湾曲させるので、排紙部へ排出される用紙のカールを抑制することができる。
【００１３】
また、カール矯正部は、用紙搬送方向における定着部の下流側の用紙搬送経路の加熱部側の壁面を構成する用紙案内部材であって用紙搬送方向における用紙案内部材の中間部において用紙搬送経路が加熱部と加圧部とを結ぶ方向に拡大するように湾曲した用紙案内部材と、第１の位置と第２の位置とに変位自在な変位部であって第１の位置において定着部から排出された用紙が用紙案内部材に沿って搬送されるように用紙を案内する変位部と、を有するように構成することができる。裏面に現像剤像が定着した場合は変位部を第１の位置へ変位させることで、用紙を用紙案内部材に沿って搬送させることができる。用紙案内部材は用紙搬送方向における用紙案内部材の中間部において用紙搬送経路が加熱部と加圧部とを結ぶ方向に拡大するように湾曲していること即ち用紙のカールの方向と反対方向に凸となるように湾曲していること、及び、用紙が用紙案内部材に沿って搬送されると搬送力によって用紙は用紙案内部材に押し当てられることから、用紙のカールが矯正される。したがって、排紙部へ排出される用紙のカールを抑制することができる。
【００１４】
さらに、変位部は、開放端部が用紙案内部材に離接する方向に揺動自在な揺動部を有するように構成することができる。揺動部を有することで、定着部から排出された用紙のカールの大きさに応じて、加熱部と加圧部とを結ぶ方向において用紙を加熱部側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と湾曲させない第２の位置とに容易に変位させることができる。
【００１５】
また、制御部は、定着部から排出された用紙の先端部を開放端部が用紙案内部材へ向けて押すタイミングで変位部を第１の位置へ変位させ、用紙が変位部を通過した後に変位部を第２の位置へ戻すように構成することができる。定着部から排出された用紙の先端部を揺動部の開放端部が用紙案内部材へ向けて押すことで、用紙を用紙案内部材に沿って搬送することができる。変位部を所定のタイミングで第１の位置へ変位させ、用紙が変位部を通過した後に変位部を第２の位置へ戻すことで、省電力化が可能となる。
【００１６】
さらに、用紙搬送方向においてカール矯正部より下流側に配置され、現像剤像が定着した用紙を互いのローラ間で圧接しながら用紙搬送方向の下流側へ搬送する搬送ローラ対をさらに備え、揺動部は、第２の位置において、定着部から排出された用紙を搬送ローラ対へ向けて直線状に案内するように構成することができる。揺動部が第２の位置に配置された場合に、搬送ローラ対へ向けて直線状に用紙を案内するガイド部材の役割を揺動部が果たすので、部品点数を抑え、製造コストを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、排紙部に排出される用紙のカールを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の断面図である。
【図２】検出部近傍の部分拡大断面図である。
【図３】カール矯正部の構成図であって、用紙の表面に現像剤像を定着させた状態を示す図である。
【図４】カール矯正部の構成図であって、用紙の裏面に現像剤像を定着させた状態を示す図である。
【図５】用紙の表面に現像剤像を定着させた場合の用紙のカール状態を示す図であって、（Ａ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と直交する方向に用紙を搬送した場合を示し、（Ｂ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と平行となる方向に用紙を搬送した場合を示している。
【図６】用紙の裏面に現像剤像を定着させた場合の用紙のカール状態を示す図であって、（Ａ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と直交する方向に用紙を搬送した場合を示し、（Ｂ）は、用紙の長手方向が加熱ローラの回転軸と平行となる方向に用紙を搬送した場合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の断面を示す。
【００２０】
画像形成装置１０は、画像形成ユニット２０、及び給紙ユニット３０を備えている。
【００２１】
画像形成ユニット２０は、画像形成部４０、排紙トレイ（排紙部）５０、検出部６０、及び制御部７０を備えている。
【００２２】
画像形成部４０は、感光体ドラム４１、帯電装置４２、露光ユニット４３、現像装置４４、転写装置４５、クリーニングユニット４６、及び定着装置（定着部）８０を備え、電子写真方式の画像形成処理を行う。
【００２３】
感光体ドラム４１は、静電潜像担持体であって、導電性基体、及び感光層を有している。導電性基体として、例えば円筒形又は円柱形のアルミニウム製素管が用いられる。アルミニウム製素管の直径は、例えば３０ｍｍである。感光層は、導電性基体の周面に形成されており、例えば、電荷発生物質を含む電荷発生層、及び電荷輸送物質を含み電荷発生層に積層された電荷輸送層を含む有機感光層である。有機感光層の層厚は、例えば３０μｍである。
【００２４】
帯電装置４２は、感光体ドラム４１の周面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電装置４２として、例えば帯電ローラが用いられる。帯電装置として、ブラシ型帯電装置、チャージャー型帯電装置、スコロトロン等のコロナ帯電装置を用いることもできる。
【００２５】
露光ユニット４３は、帯電した感光体ドラム４１の周面を画像データに応じて露光することによって、感光体ドラム４１の周面に画像データに応じた静電潜像を形成する。画像データは、制御部７０から入力される。露光ユニット４３として、例えばレーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられる。
【００２６】
現像装置４４は、感光体ドラム４１の周面に形成された静電潜像を、トナー等の現像剤で顕像化し、現像剤像を形成する。
【００２７】
転写装置４５は、感光体ドラム４１の周面に圧接している。転写装置４５は、感光体ドラム４１の周面に形成された現像剤像を、転写装置４５と感光体ドラム４１の周面との間の転写位置４７に搬送されてきた用紙に、転写する。
【００２８】
クリーニングユニット４６は、現像剤像が用紙に転写された後の感光体ドラム４１の周面に残留した現像剤を、除去及び回収する。
【００２９】
定着装置８０は、加熱ローラ（加熱部）８１及び加圧ローラ（加圧部）８２を有している。加圧ローラ８２は、所定の圧力で加熱ローラ８１に圧接している。定着装置８０は、未定着の現像剤像が転写された用紙を、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間に挟持しながら搬送することで、現像剤像を加熱及び加圧して用紙に定着させる。
【００３０】
用紙搬送方向において、定着装置８０の下流側に、搬送ローラ対９０が配置されている。搬送ローラ対９０は、定着装置８０を通過して現像剤像が定着した用紙を、互いのローラ間で圧接しながら排紙トレイ５０へ向けて搬送する。排紙トレイ５０は、画像形成ユニット２０の上面に配置されている。排紙トレイ５０には、現像剤像が定着した用紙が排出される。
【００３１】
給紙ユニット３０は、用紙の収容部である複数の用紙カセット３１，３２，３３，３４を備えている。用紙カセット３１〜３４のそれぞれに収容された用紙は、第１用紙搬送路（用紙搬送経路）３５、又は第２用紙搬送路３６を通って、画像形成部４０の転写位置４７へ搬送される。第１用紙搬送路３５は、給紙ユニット３０から画像形成部４０を経由して排紙トレイ５０まで垂直方向に配設されている。第２用紙搬送路３６は、給紙ユニット３０内で水平方向に延びた後に、第１用紙搬送路３５に合流している。
【００３２】
用紙搬送方向において転写位置４７の上流側に、レジストローラ４８が配置されている。第１用紙搬送路３５を搬送される用紙は、停止した状態のレジストローラ４８に突き当てられることで傾斜が補正される。レジストローラ４８は、感光体ドラム４１の周面に担持された静電潜像と用紙とが転写位置４７において合致する所定のタイミングで、用紙を転写位置４７へ搬送する。
【００３３】
用紙搬送方向において、定着装置８０の下流側からレジストローラ４８の上流側にかけて、第３用紙搬送路３７が配設されている。第３用紙搬送路３７は、用紙の両面に画像を形成する場合に用いられる。
【００３４】
制御部７０は、画像形成装置１０の全体を統括的に制御している。
【００３５】
図２は、検出部６０近傍の部分拡大断面を示す。
【００３６】
検出部６０は、用紙搬送方向において、定着装置８０より上流側であって、給紙カセット３１〜３４とレジストローラ４８との間に配置されている。検出部６０は、用紙の光沢度に基づいて用紙の表裏の配置状態を検出し、検出結果を制御部７０へ出力する。検出部６０として、光センサが用いられる。例えば、検出部６０として、ニチコン株式会社製「ＺＨＰＡ３０００」が用いられる。
【００３７】
この実施形態では、検出部６０は、２個の光センサ６１，６２を備えている。光センサ６１，６２のそれぞれは、現像剤像が転写される前の状態の用紙に光を照射し、反射光の光量を検出して、検出結果を制御部７０へ出力する。光センサ６１と光センサ６２とは、用紙の表裏それぞれの面の反射光の光量を検出できるように、第１用紙搬送路３５を挟んで対向するように配置されている。
【００３８】
制御部７０は、検出部６０から入力した検出結果に基づいて、光センサ６１の受光光量と光センサ６２の受光光量とを比較し、受光光量が大きい方の光センサに対向する面が用紙の表面であり、受光光量が小さい方の光センサに対向する面が用紙の裏面であると判定する。２個の光センサ６１，６２の受光光量を比較することで、容易かつ正確に用紙の表裏の配置状態を検出することができる。
【００３９】
検出部６０が用紙カセット３１〜３４とレジストローラ４８との間に配置されているので、現像剤像が転写されていない状態の用紙について表裏の配置状態を検出することができる。このため、より正確な検出を行うことができる。また、レジストローラ４８は用紙の搬送方向において転写位置４７の上流側近傍に配置されるので、検出部６０がレジストローラ４８と転写位置４７との間に配置された場合より、用紙カセット３１〜３４とレジストローラ４８との間に配置された場合の方が、検出部６０の現像剤による汚損をより防止することができるとともに、現像剤によって汚損されていない状態の用紙を検出することができる。したがって、より正確な検出を行うことができる。
【００４０】
図３及び図４は、カール矯正部１１０の構成を示す。図３は、用紙９９の表面に現像剤像を定着させた状態を示し、図４は、用紙９９の裏面に現像剤像を定着させた状態を示す。
【００４１】
定着装置８０は、加熱ローラ８１、加圧ローラ８２、第１用紙剥離爪８３、第２用紙剥離爪８４、及び温度センサ８５を備えている。
【００４２】
加熱ローラ８１は、図示しない駆動源によって図３において時計方向に回転可能である。加熱ローラ８１は、内部にヒータランプ８１１，８１２を有している。
【００４３】
加熱ローラ８１は、例えば、円筒状のアルミニウム製素管８１３、及びアルミニウム製素管８１３の表面に形成されるフッ素樹脂を含む被覆層８１４を用いて構成される。ヒータランプ８１１，８１２は、アルミニウム製素管８１３の内部に配置される。駆動源として、例えば駆動速度を変更可能なモータを用いることで、加熱ローラ８１の回転速度を変更できる。
【００４４】
加圧ローラ８２は、加熱ローラ８１に圧接し、回転自在に配置されている。加圧ローラ８２は、加熱ローラ８１の回転に従動して回転する。加圧ローラ８２は、例えば、アルミニウム製素管８２１、及びアルミニウム製素管８２１の表面に形成される弾性体層８２２を用いて構成される。
【００４５】
弾性体層８２２を構成する弾性体として、特に制限はないが、シリコーンゴムが好ましい。弾性体層８２２を構成する弾性体としてシリコーンゴムを用いることによって、次のような利点が得られる。即ち、加熱ローラ８１の表面層の硬度が高い一方、加圧ローラ８２の表面層である弾性体層８２２を構成するシリコーンゴムは弾性に富むので、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とが圧接するニップ部８６において、加圧ローラ８２の表面層が変形し、用紙９９が加熱ローラ８１の周面に少し巻き付くような状態になり、現像剤像の用紙９９への定着がより確実となる。また、ニップ部８６の面積が大きくなり、用紙９９に対する加熱容量が高まる。さらに、柔軟性のある加圧ローラ８２で加圧することで、現像剤の形状を変形させることなく定着させることができる。なお、加熱ローラ８１に巻き付いた用紙９９は、第１用紙剥離爪８３によって容易に加熱ローラ８１の周面から剥離することができる。
【００４６】
用紙搬送方向において加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部８６の上流側には、ニップ部８６へ用紙９９を案内する入紙案内板が配置されている。現像剤像を担持した用紙９９は、入紙案内板を経由してニップ部８６へ搬送される。第１用紙搬送路３５に対して加熱ローラ８１と感光体ドラム４１とは同じ側に配置されているので、用紙９９がニップ部８６へ搬送される際、用紙９９の現像剤像担持面は、加熱ローラ８１の周面に接触する。用紙搬送方向においてニップ部８６の下流側には、用紙９９を搬送ローラ対９０へ向けて案内する出紙案内板８７が配置されている。
【００４７】
加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とが互いに圧接した状態で回転し、現像剤像を担持した用紙９９がニップ部８６を経由することで、現像剤像が加熱されるとともに用紙９９に加圧され、現像剤像が用紙９９に定着する。
【００４８】
第１用紙剥離爪８３は、加熱ローラ８１の回転方向において、ニップ部８６の下流側で加熱ローラ８１の周面に先端部が軽く接触するように配置されている。第１用紙剥離爪８３は、この実施形態では加熱ローラ８１の回転軸に沿って複数個設けられるが、１個だけ設けることもできる。第１用紙剥離爪８３は、加熱ローラ８１の周面に巻き付く用紙９９を、加熱ローラ８１の周面から剥離する。第１用紙剥離爪８３の材料として、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド等の合成樹脂が挙げられる。また、第１用紙剥離爪８３の少なくとも先端部に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ）などのフッ素樹脂を被覆することができる。
【００４９】
第２用紙剥離爪８４は、加熱ローラ８１の回転に従動する加圧ローラ８２の回転方向において、ニップ部８６の下流側で加圧ローラ８２の周面に軽く接触するように配置されている。第２用紙剥離爪８４は、加圧ローラ８２の周面に巻き付く用紙９９を、加圧ローラ８２の周面から剥離する。第２用紙剥離爪８４は、第１用紙剥離爪８３と同様の材料で構成される。
【００５０】
温度センサ８５は、加熱ローラ８１を挟んでニップ部８６の反対側近傍に配置され、加熱ローラ８１の周面温度を検出し、温度データを制御部７０へ出力する。制御部７０は、温度センサ８５から入力した温度データに基づいて、ヒータランプ８１１，８１２に電圧を印加する図示しない電源を制御することで、加熱ローラ８１の周面温度を予め設定された所定温度に近付けるようにヒータランプ８１１，８１２の発熱温度を制御する。温度センサ８５として、例えば、サーミスタが用いられる。
【００５１】
搬送ローラ対９０は、上述のように、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側に配置されている。搬送ローラ対９０は、第１ローラ９１及び第２ローラ９２を有している。第１ローラ９１の外径と第２ローラ９２の外径とは、同じである。例えば、第１ローラ９１は駆動ローラであって、第２ローラ９２は従動ローラである。第２ローラ９２は、第１ローラ９１に圧接している。搬送ローラ対９０は、定着装置８０を通過して現像剤像が定着した用紙９９を、第１ローラ９１と第２ローラ９２との間で圧接しながら排紙トレイ５０へ向けて搬送する。
【００５２】
カール矯正部１１０は、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側であって搬送ローラ対９０の上流側に配置されている。カール矯正部１１０は、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向において用紙９９を加熱ローラ８１側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙９９を湾曲させない第２の位置とに変位自在である。カール矯正部１１０は、用紙案内部材１２０、及び変位部１３０を備えている。
【００５３】
用紙案内部材１２０は、第１用紙搬送路３５に対して加熱ローラ８１と同じ側に配置されている。用紙案内部材１２０は、用紙搬送方向において定着装置８０の下流側であって搬送ローラ対９０の上流側の第１用紙搬送路３５の加熱ローラ８１側の壁面を構成している。用紙案内部材１２０は、用紙搬送方向における用紙案内部材１２０の中間部において第１用紙搬送路３５が加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向に拡大するように湾曲している。即ち、用紙案内部材１２０は、定着装置８０から排出された用紙９９のカールの方向と反対方向に凸となるように湾曲している。加熱ローラ８１の回転軸方向における用紙案内部材１２０の寸法は、画像形成装置１０で使用される最大サイズの用紙の幅と略同サイズであることが好ましい。
【００５４】
変位部１３０は、用紙搬送方向において定着装置８０と出紙案内板８７との間であって、第１用紙搬送路３５を挟んで用紙案内部材１２０と対向するように配置されている。変位部１３０は、第１の位置と第２の位置とに変位自在であって、第１の位置において定着装置８０から排出された用紙９９が用紙案内部材１２０に沿って搬送されるように用紙を案内する。
【００５５】
変位部１３０は、揺動部１３１、支軸１３２、ソレノイド１３３、スプリング１３４、及び基板１３５を備えている。
【００５６】
基板１３５は、画像形成装置１０の所定位置に固定されている。支軸１３２、ソレノイド１３３、及びスプリング１３４は、基板１３５に固定されている。
【００５７】
揺動部１３１は、例えば棒状であって、支軸１３２によって中間部を軸支されている。これによって、揺動部１３１は、支軸１３２による軸支点１３２Ａを軸として、揺動自在である。この実施形態では、揺動部１３１は、用紙搬送方向において開放端部１３１Ａが軸支点１３２Ａより上流側になるように配置されている。開放端部１３１Ａは、用紙搬送方向において用紙案内部材１２０の上流側端部近傍に配置されている。
【００５８】
軸支点１３２Ａを挟んで開放端部１３１Ａの反端側端部である基端部１３１Ｂは、ソレノイド１３３に固定されている。ソレノイド１３３は、制御部７０によって、オンオフ制御される。また、揺動部１３１の軸支点１３２Ａより開放端部１３１Ａ側に、スプリング１３４の一端部が固定され、スプリング１３４の他端部は、基板１３５に固定されている。スプリング１３４は、揺動部１３１を第１用紙搬送路３５から離間する方向へ付勢する。
【００５９】
図３に示すように、ソレノイド１３３がオフの状態では、揺動部１３１は第２の位置に配置されている。揺動部１３１は、第２の位置において、用紙搬送方向の下流側端部（この実施形態では基端部１３１Ｂ）が出紙案内板８７の近傍に配置され、用紙搬送方向の下流側へ若干登り傾斜するように配置される。これによって、定着装置８０から排出された用紙９９は、揺動部１３１の上面に円滑に搬送され、揺動部１３１及び出紙案内板８７によって、搬送ローラ対９０へ向けて直線状に案内される。揺動部１３１は、第２の位置において、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部８６と、搬送ローラ対９０のニップ部とを結ぶ方向に平行となるように配置することもできる。
【００６０】
図４に示すように、ソレノイド１３３がオンの状態では、ソレノイド１３３が、揺動部１３１の基端部１３１Ｂを第１用紙搬送路３５から離間する方向へ引き続ける。これによって、揺動部１３１は、開放端部１３１Ａが用紙案内部材１２０に接近する方向へ揺動し、第１の位置に配置される。ソレノイド１３３がオフされると、揺動部１３１は、スプリング１３４の付勢力によって、開放端部１３１Ａが用紙案内部材１２０から離間する方向へ揺動し、図３に示すように第２の位置へ戻る。
【００６１】
用紙９９には、抄紙製造機による製造方法に起因して、フェルト面とも呼ばれる平滑性に優れた表面と、ワイヤ面とも呼ばれ表面よりも平滑性に劣る裏面とがある。用紙９９が加熱されて乾燥した際、表面は縮む度合いが小さく、裏面は縮む度合いが大きい。このため、用紙９９が定着装置８０を通過すると、用紙９９は一般的に裏面側へカールする。
【００６２】
また、用紙９９の表面に現像剤像が定着する場合即ち表面が現像剤像担持面である場合は、表面が加熱ローラ８１に接触するので、裏面より表面に多くの熱量が供給される。一方、用紙９９の裏面に現像剤像が定着する場合即ち裏面が現像剤像担持面である場合は、裏面が加熱ローラ８１に接触するので、表面より裏面に多くの熱量が供給される。このため、本発明のカール矯正部１１０が無ければ、定着装置８０を通過した後の用紙９９のカールの度合いは、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように表面が現像剤像担持面である場合は小さく、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように裏面が現像剤像担持面である場合は大きくなる。なお、図５（Ａ）及び図６（Ａ）は、用紙９９の長手方向が加熱ローラ８１の回転軸と直交する方向に用紙９９を搬送した場合を示し、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）は、用紙９９の長手方向が加熱ローラ８１の回転軸と平行となる方向に用紙９９を搬送した場合を示している。
【００６３】
検出部６０は、用紙搬送方向において、カール矯正部１１０より上流側に配置されている。制御部７０は、検出部６０による検出結果に基づいて、用紙９９の表面が加熱ローラ８１側に配置されていると判定した場合即ち表面が現像剤像担持面であると判定した場合は、ソレノイド１３３をオフする。これによって、表面に現像剤像が定着した場合は搬送ローラ対９０へ向けて用紙９９を直線状に搬送することができる。
【００６４】
また、制御部は、検出部６０による検出結果に基づいて、裏面が加熱ローラ８１側に配置されていると判定した場合即ち裏面が現像剤像担持面であると判定した場合は、定着装置８０から排出された用紙９９の先端部を揺動部１３１の開放端部１３１Ａが用紙案内部材１２０へ向けて押す所定のタイミングでソレノイド１３３をオンする。制御部７０は、用紙９９が変位部１３０を通過し終わった後にソレノイド１３３をオフする。
【００６５】
これによって、裏面に現像剤像が定着した場合は、用紙９９を用紙案内部材１２０に沿って搬送させることができる。用紙案内部材１２０は用紙搬送方向における用紙案内部材１２０の中間部において第１用紙搬送路３５が加熱ローラ８１と加圧ローラ８２とを結ぶ方向に拡大するように湾曲していること即ち用紙９９のカールの方向と反対方向に凸となるように湾曲していること、及び、用紙９９が用紙案内部材１２０に沿って搬送されると搬送力によって用紙９９は用紙案内部材１２０に押し当てられることから、用紙９９はカールの方向と反対方向へ湾曲し、用紙９９のカールが矯正される。このため、排紙トレイ５０へ排出される用紙のカールを抑制することができる。したがって、排紙トレイ５０に収容できる用紙９９の適正枚数を増加させることができる。
【００６６】
また、変位部１３０を所定のタイミングで第１の位置へ変位させ、用紙９９が変位部１３０を通過した後に変位部１３０を第２の位置へ戻すことで、省電力化が可能となる。
【００６７】
さらに、揺動部１３１が第２の位置に配置された場合に、揺動部１３１が、定着装置８０から搬送ローラ対９０へ向けて直線状に用紙９９を案内するガイド部材の役割を果たすので、部品点数を抑え、製造コストを抑制することができる。
【００６８】
制御部７０は、排紙トレイ５０に排出された用紙９９が所定枚数を超えると、画像形成処理を停止させるように構成されている。排紙トレイ５０に排出された用紙９９が所定枚数を超えると画像形成処理が停止することで、排紙トレイ５０に収容された用紙９９にカールが残っている場合でも、排紙トレイ５０近傍における用紙詰まりを防止することができる。また、排紙トレイ５０から用紙を取り除くことで、画像形成処理を継続できるように構成することもできる。
【００６９】
なお、加熱ローラ８１の回転軸方向における揺動部１３１の寸法は、画像形成装置１０で使用される最大サイズの用紙の幅と略同じに構成することもできる。
【００７０】
用紙案内部材１２０は、用紙搬送方向において定着装置８０と搬送ローラ対９０との間の少なくとも一部の第１用紙搬送路３５の加熱ローラ８１側の壁面を構成するように構成することができる。
【００７１】
変位部１３０は、用紙搬送方向において揺動部１３１の開放端部１３１Ａが軸支点１３２Ａより下流側になるように配置することもできる。これによれば、揺動部１３１が第１の位置へ変位した状態で用紙９９を揺動部１３１の上面の傾斜に沿って搬送することができるので、揺動部１３１を第２の位置から第１の位置へ変位させるタイミングのズレの許容度が大きくなる。
【００７２】
また、それぞれ異なる色相の現像剤を用いて画像を形成する複数の画像形成部を備えたカラー画像形成装置に、本発明を適用することもできる。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 画像形成装置
２０ 画像形成ユニット
３０ 給紙ユニット
３１〜３４ 給紙カセット（収容部）
３５ 第１用紙搬送路（用紙搬送経路）
４０ 画像形成部
４８ レジストローラ
５０ 排紙トレイ
６０ 検出部
７０ 制御部
８０ 定着装置（定着部）
８１ 加熱ローラ（加熱部）
８２ 加圧ローラ（加圧部）
９０ 搬送ローラ対
９９ 用紙
１１０ カール矯正部
１２０ 用紙案内部材
１３０ 変位部
１３１ 揺動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置であって、
用紙を収容する収容部と、
前記収容部から搬送された用紙に現像剤像を転写する画像形成部と、
用紙に転写された現像剤像を加熱する加熱部及び前記加熱部との間に用紙を挟んで前記加熱部に圧接する加圧部を有し、現像剤像を用紙に定着させる定着部と、
用紙搬送方向において前記定着部の下流側に配置され、前記加熱部と前記加圧部とを結ぶ方向において用紙を前記加熱部側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙を湾曲させない第２の位置とに変位自在であるカール矯正部と、
前記用紙搬送方向において前記カール矯正部より上流側に配置され、用紙の表裏の配置状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記カール矯正部を変位させる制御部と、を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、用紙の裏面に現像剤像を定着させる場合に、前記カール矯正部を前記第１の位置へ変位させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記カール矯正部は、
前記用紙搬送方向における前記定着部の下流側の用紙搬送経路の前記加熱部側の壁面を構成する用紙案内部材であって前記用紙搬送方向における前記用紙案内部材の中間部において前記用紙搬送経路が前記加熱部と前記加圧部とを結ぶ方向に拡大するように湾曲した用紙案内部材と、
前記第１の位置と前記第２の位置とに変位自在な変位部であって前記第１の位置において前記定着部から排出された用紙が前記用紙案内部材に沿って搬送されるように用紙を案内する変位部と、を有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記変位部は、開放端部が前記用紙案内部材に離接する方向に揺動自在な揺動部を有する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記定着部から排出された用紙の先端部を前記開放端部が前記用紙案内部材へ向けて押すタイミングで前記変位部を前記第１の位置へ変位させ、用紙が前記変位部を通過した後に前記変位部を前記第２の位置へ戻す請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記用紙搬送方向において前記カール矯正部より下流側に配置され、現像剤像が定着した用紙を互いのローラ間で圧接しながら前記用紙搬送方向の下流側へ搬送する搬送ローラ対をさらに備え、
前記揺動部は、前記第２の位置において、前記定着部から排出された用紙を前記搬送ローラ対へ向けて直線状に案内する請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項１】
用紙に電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置であって、
用紙を収容する収容部と、
前記収容部から搬送された用紙に現像剤像を転写する画像形成部と、
用紙に転写された現像剤像を加熱する加熱部及び前記加熱部との間に用紙を挟んで前記加熱部に圧接する加圧部を有し、現像剤像を用紙に定着させる定着部と、
用紙搬送方向において前記定着部の下流側に配置され、前記加熱部と前記加圧部とを結ぶ方向において用紙を前記加熱部側へ凸となる方向に湾曲させる第１の位置と用紙を湾曲させない第２の位置とに変位自在であるカール矯正部と、
前記用紙搬送方向において前記カール矯正部より上流側に配置され、用紙の表裏の配置状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記カール矯正部を変位させる制御部と、を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、用紙の裏面に現像剤像を定着させる場合に、前記カール矯正部を前記第１の位置へ変位させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記カール矯正部は、
前記用紙搬送方向における前記定着部の下流側の用紙搬送経路の前記加熱部側の壁面を構成する用紙案内部材であって前記用紙搬送方向における前記用紙案内部材の中間部において前記用紙搬送経路が前記加熱部と前記加圧部とを結ぶ方向に拡大するように湾曲した用紙案内部材と、
前記第１の位置と前記第２の位置とに変位自在な変位部であって前記第１の位置において前記定着部から排出された用紙が前記用紙案内部材に沿って搬送されるように用紙を案内する変位部と、を有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記変位部は、開放端部が前記用紙案内部材に離接する方向に揺動自在な揺動部を有する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記定着部から排出された用紙の先端部を前記開放端部が前記用紙案内部材へ向けて押すタイミングで前記変位部を前記第１の位置へ変位させ、用紙が前記変位部を通過した後に前記変位部を前記第２の位置へ戻す請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記用紙搬送方向において前記カール矯正部より下流側に配置され、現像剤像が定着した用紙を互いのローラ間で圧接しながら前記用紙搬送方向の下流側へ搬送する搬送ローラ対をさらに備え、
前記揺動部は、前記第２の位置において、前記定着部から排出された用紙を前記搬送ローラ対へ向けて直線状に案内する請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２０８７４４（Ｐ２０１０−２０８７４４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４７２８（Ｐ２００９−５４７２８）
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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