JP6977676B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
1.画像形成装置
1−1.全体構成
1−2.現像ユニットの構成
1−3.切断ユニットの構成
1−4.回収ユニットの構成
1−5.主要な構成要素の極性
1−6.動作
1−7.作用および効果
2.変形例
本発明の一実施形態の画像形成装置に関して説明する。
図1は、画像形成装置の平面構成を表している。この画像形成装置は、例えば、図1に示したように、処理ユニット100および供給ユニット200を備えている。この供給ユニット200は、例えば、処理ユニット100に媒体Mを供給可能となるように、その処理ユニット100に連結されている。
処理ユニット100は、供給ユニット200から供給される媒体Mに画像を切断したのち、その媒体Mに画像を形成する処理を行う。この処理ユニット100は、例えば、開閉可能である筐体101の内部に、現像ユニット10と、転写ユニット20と、定着ユニット30と、切断ユニット40と、回収ユニット50と、搬送ローラ61〜63と、制御基板70とを含んでいる。現像ユニット10、転写ユニット20および定着ユニット30は、切断ユニット40により切断された媒体Mに画像を形成する。ここで、現像ユニット10、転写ユニット20および定着ユニット30は、本発明の一実施形態の「画像形成ユニット」であると共に、回収ユニット50は、本発明の一実施形態の「圧接ユニット」である。
現像ユニット10は、静電潜像にトナーTを用いて付着処理(現像処理)を行う。具体的には、現像ユニット10は、例えば、静電潜像を形成すると共に、クーロン力を利用して静電潜像にトナーTを付着させる。
転写ユニット20は、現像ユニット10により現像処理されたトナーTを用いて転写処理を行う。具体的には、転写ユニット20は、例えば、切断ユニット40(後述するカッタ40)により切断された媒体Mに、現像ユニット10により静電潜像に付着されたトナーTを転写させる。
定着ユニット30は、転写ユニット20により媒体Mに転写されたトナーTを用いて定着処理を行う。具体的には、定着ユニット30は、例えば、転写ユニット20によりトナーTが転写された媒体Mを加熱しながら加圧することにより、そのトナーTを媒体Mに定着させる。
切断ユニット40は、供給ユニット200から供給されるロール状の媒体Mを切断する処理(切断処理)を行う。具体的には、切断ユニット40は、例えば、ロータリーカッタを含んでいるため、媒体Mを搬送させながら所定の寸法(長さ)となるように切断する。この切断ユニット40は、搬送方向Hにおいて回収ユニット50よりも上流側に配置されている。
回収ユニット50は、切断ユニット40により媒体Mが切断されることに起因して発生する後述する切断物D(図12〜図14参照)を回収する処理(回収処理)を行う。この切断物Dは、媒体Mの切断時に発生する不要な物質である。より具体的には、例えば、媒体Mが紙である場合には、切断物Dは紙片および紙粉などである。この回収ユニット50は、搬送方向Hにおいて切断ユニット40よりも下流側に配置されていると共に、その搬送方向Hにおいて現像ユニット10および転写ユニット20よりも上流側に配置されている。すなわち、回収ユニット50は、搬送方向Hにおいて切断ユニット40と現像ユニット10および転写ユニット20との間に配置されている。
搬送ローラ61〜63のそれぞれは、搬送方向Hに向かって搬送経路Pに沿うように媒体Mを搬送させる部材である。ここでは、搬送ローラ61,62は、例えば、搬送方向Hにおいて切断ユニット40よりも上流側に配置されていると共に、搬送ローラ63は、例えば、搬送方向Hにおいて定着ユニット30よりも下流側に配置されている。搬送ローラ61〜63のそれぞれは、例えば、搬送経路Pを介して互いに対向された一対のローラを含んでいる。
制御基板70は、例えば、中央演算処理装置(CPU)などを含んでおり、画像形成装置の全体を制御する。すなわち、媒体Mに画像を形成する処理などの一連の処理は、制御基板70により実行される。
供給ユニット200は、処理ユニット100に媒体Mを供給する。具体的には、供給ユニット200は、例えば、ロール状の媒体Mを搬送経路Pに沿うように搬送させることにより、その媒体Mを処理ユニット100に投入する。
図2は、図1に示した現像ユニット10(10Y,10M,10C)の平面構成を拡大して模式的に表している。この現像ユニット10は、例えば、図2に示したように、現像処理部11およびトナー収納部12を含んでおり、そのトナー収納部12は、例えば、現像処理部11に着脱可能である。この現像処理部11には、例えば、光源13が付設されている。
現像処理部11は、トナー収納部12から供給されるトナーTを用いて現像処理を行う。この現像処理部11は、例えば、筐体111の内部に、感光体ドラム112と、帯電ローラ113と、供給ローラ114と、現像ローラ115と、現像ブレード116と、クリーニングブレード117とを含んでいる。光源13は、例えば、筐体111の外部に配置されている。
感光体ドラム112は、静電潜像を担持する有機系感光体である。この感光体ドラム112は、例えば、X軸方向に延在する円筒状の部材であり、そのX軸方向に延在する回転軸を中心として回転する。帯電ローラ113は、感光体ドラム112に圧接されており、その感光体ドラム112の表面を帯電させる。供給ローラ114は、現像ローラ115に圧接されており、その現像ローラ115の表面にトナーTを供給する。現像ローラ115は、感光体ドラム112に圧接されており、供給ローラ114から供給されるトナーTを担持すると共に、その感光体ドラム112の表面に形成された静電潜像にトナーTを付着させる。
現像ブレード116は、現像ローラ115の表面に供給されたトナーTの厚さを規制する板状の部材である。この現像ブレード116は、例えば、現像ローラ115から所定の距離を隔てた位置に配置されており、その現像ローラ115と現像ブレード116との間の距離(間隔)に応じてトナーTの厚さが制御される。
クリーニングブレード117は、感光体ドラム112の表面に残留した不要なトナーTなどの異物を掻き取る板状の弾性部材である。このクリーニングブレード117は、例えば、感光体ドラム112の延在方向と略平行な方向に延在しており、その感光体ドラム112に圧接されている。
トナー収納部12は、トナーTを収納する部材であり、いわゆるトナーカートリッジである。現像ユニット10Yのトナー収納部12は、例えば、イエロートナーを収納している。現像ユニット10Mのトナー収納部12は、例えば、マゼンタトナーを収納している。現像ユニット10Cのトナー収納部12は、例えば、シアントナーを収納している。
光源13は、感光体ドラム112の表面を露光することにより、その感光体ドラム112の表面に静電潜像を形成する露光装置である。この光源13は、例えば、発光ダイオード(LED)素子およびレンズアレイなどを含むLEDヘッドである。
図3は、図1に示した切断ユニット40の斜視構成を拡大して表している。図4は、図3に示した切断ユニット40の断面構成を表している。図5は、図4に示した切断ユニット40の主要部の断面構成を拡大して表している。ただし、図4および図5のそれぞれでは、YZ面に沿った切断ユニット40の断面を示していると共に、図5では、搬送経路Pの一部も併せて示している。
上流側ガイド42は、切断ユニット40により切断された媒体Mが搬送方向Hに向かって搬送経路Pに沿うように搬送される際に、その媒体Mを支持しながらカッタ44に向けて誘導する部材である。この上流側ガイド42は、搬送方向Hにおいてカッタ44よりも上流側に配置されていると共に、媒体Mを支持する支持面42Mを有している。
下流側ガイド43は、カッタ44により切断された媒体Mを回収ユニット50に向けて誘導する部材である。この下流側ガイド43は、搬送方向Hにおいてカッタ44よりも下流側に配置されており、そのカッタ44により切断された媒体Mを支持しながら回収ユニット50まで誘導する。
カッタ44は、媒体Mを切断する部材であり、例えば、上記したように、ロータリーカッタである。具体的には、カッタ44は、例えば、固定刃441および回転刃442を含んでいる。固定は441および回転刃442は、互いに物理的に分離されていると共に、搬送経路Pを介して互いに対向している。ここで、固定刃441は、本発明の一実施形態の「第1切断部材」であると共に、回転刃442は、本発明の一実施形態の「第2切断部材」である。
中間ガイド45は、上流側ガイド42によりカッタ44に向けて媒体Mが誘導された際に、その媒体Mをさらにカッタ44に向けて誘導する部材である。この中間ガイド45は、搬送方向Hにおいて上流側ガイド42とカッタ44との間に配置されており、より具体的には、上流側ガイド42により媒体Mが誘導される方向に、その上流側ガイド42から離間されるように配置されている。この上流側ガイド42により媒体Mが誘導される方向とは、例えば、その上流側ガイド42(平坦ガイド部422)に傾斜部46が設けられている場合には、その傾斜部46の傾斜面46Mに沿った方向(誘導方向L)である。図5では、誘導方向Lを破線で示している。これにより、後述するように、上流側ガイド42から中間ガイド45を経由してカッタ44まで媒体Mが誘導される際に、その媒体Mが中間ガイド45(後述するガイド板452)に意図的かつ積極的に接触する(図9参照)。
図6は、図1に示した回収ユニット50の斜視構成を拡大して表している。図7は、図6に示した回収ユニット50の断面構成を表している。ただし、図7では、YZ面に沿った切断ユニット40の断面を示していると共に、搬送経路Pの一部も併せて示している。
加圧ローラ52は、切断ユニット40により媒体Mが切断される際に発生する切断物Dを回収する部材であり、レジストローラ53に圧接されている。この加圧ローラ52は、例えば、上記したように、X軸方向に延在する回転軸を中心として回転する。具体的には、加圧ローラ52は、例えば、シャフト521および表面層522を含んでいる。シャフト521は、X軸方向に延在する円筒状の部材であり、例えば、ステンレスなどの金属材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。表面層522は、シャフト521の表面を被覆している。
レジストローラ53は、加圧ローラ52が圧接される部材であり、例えば、上記したように、X軸方向に延在する回転軸を中心として回転する。具体的には、レジストローラ53は、例えば、シャフト531および表面層532を含んでいる。シャフト531は、X軸方向に延在する円筒状の部材であり、例えば、シャフト521の形成材料と同様の材料を含んでいる。表面層532は、シャフト531の表面を被覆している。
スクレーパ54は、加圧ローラ52により回収された切断物D、すなわち加圧ローラ52の表面に付着した切断物Dを掻き取る板状の部材であり、例えば、その加圧ローラ52に圧接されている。スクレーパ54により掻き取られた切断物Dは、その切断物Dの貯留室である回収室55に回収される。
この画像形成装置では、切断ユニット40により媒体Mが切断された際に発生する切断物Dを回収ユニット50において回収しやすくするために、その切断処理および回収処理に関わる主要な構成要素の極性(形成材料)が適正化されている。以下では、例えば、媒体Mが紙であるため、その媒体Mが正極性を有する場合に関して説明する。
切断ユニット40では、カッタ44の極性が適正化されている。具体的には、カッタ44(固定刃441および回転刃442)は、帯電列において媒体Mの極性と反対の極性を有している。すなわち、固定刃441および回転刃442のそれぞれは、例えば、媒体Mが正極性を有している場合には、負極性を有している。
また、回収ユニット50では、加圧ローラ52およびレジストローラ53のそれぞれの極性が適正化されている。具体的には、加圧ローラ52は、帯電列において媒体Mの極性と反対の極性を有していると共に、レジストローラ53は、帯電列において加圧ローラ52の極性値よりも反対の極性側にシフトした極性値を有している。すなわち、加圧ローラ52は、例えば、媒体Mが正極性を有している場合には、負極性を有している。また、レジストローラ53は、例えば、媒体Mが正極性を有している場合には、加圧ローラ53が有している負極性の値よりも正極性側にシフトした値の極性を有している。このため、レジストローラ53が有している極性値は、加圧ローラ52が有している負極性値よりも大きければ、正極性値でもよいし、負極性値でもよい。
この他、スクレーパ54は、帯電列において媒体Mの極性と反対の極性を有していることが好ましい。すなわち、スクレーパ54は、媒体Mが正極性を有している場合には、負極性を有していることが好ましい。媒体Mの極性とスクレーパ54の極性との違いを利用して、加圧ローラ52だけでなくスクレーパ54によっても切断物Dが回収されやすくなるからである。
また、上流側ガイド42は、帯電列において媒体Mの極性と反対の極性を有していることが好ましい。すなわち、上流側ガイド42は、媒体Mが正極性を有している場合には、負極性を有していることが好ましい。媒体Mの極性と上流側ガイド42の極性との違いを利用して、正極性を有する媒体Mの極性値が高くなり、すなわち正極性を有する媒体Mの帯電量が増加するからである。これにより、媒体Mの極性と加圧ローラ52の極性との違いを利用して、加圧ローラ52により切断物Dがより回収されやすくなる。
図8〜図10のそれぞれは、切断ユニット40の動作を説明するために、図5に示した切断ユニット40の断面構成の一部を拡大している。図11〜図14のそれぞれは、回収ユニット50の動作を説明するために、図7に示した回収ユニット50の断面構成の一部を拡大していると共に模式的に示している。
媒体Mに画像を形成する場合には、画像形成装置は、例えば、以下で説明するように、切断処理、現像処理、転写処理および定着処理をこの順に行うと共に、必要に応じてクリーニング処理を行う。
供給ユニット200おいて、供給軸202が回転することにより、その供給ユニット200から媒体Mが処理ユニット100に連続的に供給される。切断処理では、切断ユニット40において、回転刃442が固定刃441に当接されながら回転するため、カッタ44が媒体Mを搬送させながら切断する。
切断ユニット40により切断された媒体Mが現像ユニット10に投入されると、現像処理では、現像処理部11において、感光体ドラム112が回転すると共に、帯電ローラ113の回転に応じて感光体ドラム112に直流電圧が印加されるため、その感光体ドラム112が均一に帯電する。続いて、画像データに基づいて光源13が感光体ドラム112に光を照射すると、その光の照射領域において電位が減衰(光減衰)するため、静電潜像が形成される。この画像データは、例えば、パーソナルコンピュータなどの外部装置から画像形成装置に送信される。
転写ユニット20では、駆動ローラ22が回転すると、その駆動ローラ22の回転に応じて従動ローラ23が回転するため、搬送ベルト21が移動する。転写処理では、転写ローラ24が搬送ベルト21を介して感光体ドラム112に圧接されるため、その転写ローラ24に電圧が印加されると、現像処理により感光体ドラム112に付着されたトナーTが媒体Mに転写される。
定着処理では、定着ユニット30において加熱ローラ31と加圧ローラ32との間を媒体Mが通過する。この場合には、媒体Mに転写されたトナーTが加熱ローラ31により加熱されるため、そのトナーTが溶融すると共に、溶融状態のトナーTが加圧ローラ32により媒体Mに押圧されるため、そのトナーTが媒体Mに密着する。
現像ユニット10では、クリーニングブレード117に圧接された状態において感光体ドラム112が回転するため、その感光体ドラム112の表面に残留している不要なトナーTなどの異物がクリーニングブレード117により掻き取られる。
画像形成装置は、以下で説明するように、媒体Mに画像を形成する際に切断物Dの回収処理を行う。以下では、例えば、上記したように、媒体Mが紙であるため、その媒体Mが正極性を有する場合に関して説明する。
この画像形成装置によれば、カッタ44を含む切断ユニット40では、そのカッタ44が帯電列において媒体Mの極性と反対の極性を有している。また、加圧ローラ52およびレジストローラ53を含む切断ユニット40では、その加圧ローラ52が帯電列において媒体Mの極性と反対の極性を有しているのに対して、そのレジストローラ53が帯電列において加圧ローラ52の極性値よりも反対の極性側にシフトした極性値を有している。
上記した画像形成装置の構成は、適宜、変更可能である。なお、以下で説明する一連の変形例に関しては、任意の2種類以上が互いに組み合わされてもよい。
具体的には、媒体Mが正極性を有する場合に関して説明したが、その媒体Mが負極性を有してもよい。この場合においても、カッタ44および加圧ローラ52のそれぞれが帯電列において媒体Mの極性(負極性)と反対の極性(正極性)を有していると共に、レジストローラ53が帯電列において加圧ローラ52の極性値よりも反対の極性側にシフトした極性値を有していれば、同様の効果を得ることができる。この場合には、レジストローラ53が有している極性値は、加圧ローラ52が有している正極性値よりも小さければ、負極性値でもよいし、正極性値でもよい。
また、ガイド板452を用いたが、例えば、図5に対応する図15に示したように、そのガイド板452を用いなくてもよい。この場合には、例えば、固定刃441の全体にホルダ451が密接されているため、隙間45Sが設けられていなくてもよい。
また、上流側ガイド42(平坦部422)に突起状の傾斜部46を設けたが、例えば、図5に対応する図16に示したように、平坦部422に傾斜部46を設けずに、その平坦部422の全体を傾斜させてもよい。すなわち、搬送方向Hの下流側において上流側よりも高くなるように平坦部422の支持面42Mの全体を傾斜させてもよい。この場合においても、中間ガイド45(ガイド板452)に接近するように媒体Mが誘導されるため、同様の効果を得ることができる。
また、例えば、図5および図8〜図10に対応する図17に示したように、画像形成装置がさらに電源装置80を備えていてもよい。ここで、電源装置80は、本発明の一実施形態の「電源ユニット」である。
Claims (6)
- 媒体を切断すると共に、帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有する切断部材を含む切断ユニットと、
前記切断ユニットにより切断された前記媒体に画像を形成する画像形成ユニットと、
前記切断ユニットと前記画像形成ユニットとの間に配置され、前記切断ユニットにより切断された前記媒体を介して互いに圧接される第1圧接部材および第2圧接部材を含むと共に、前記第1圧接部材が帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有し、前記第2圧接部材が帯電列において前記第1圧接部材の極性値よりも反対の極性側にシフトした極性値を有する圧接ユニットと
を備え、
前記第1圧接部材は、回転可能であり、
前記圧接ユニットは、さらに、前記第1圧接部材に圧接されると共に、帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有する板状部材を含み、
前記板状部材の極性値の絶対値は、前記第1圧接部材の極性値の絶対値よりも大きい、
画像形成装置。 - 前記切断ユニットは、
固定された第1切断部材と、
前記第1切断部材に当接されながら回転する第2切断部材と
を含む、請求項1記載の画像形成装置。 - 媒体を切断すると共に、帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有する切断部材を含む切断ユニットと、
前記切断ユニットにより切断された前記媒体に画像を形成する画像形成ユニットと、
前記切断ユニットと前記画像形成ユニットとの間に配置され、前記切断ユニットにより切断された前記媒体を介して互いに圧接される第1圧接部材および第2圧接部材を含むと共に、前記第1圧接部材が帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有し、前記第2圧接部材が帯電列において前記第1圧接部材の極性値よりも反対の極性側にシフトした極性値を有する圧接ユニットと
を備え、
前記切断ユニットは、
固定された第1切断部材と、
前記第1切断部材に当接されながら回転する第2切断部材と
を含み、
前記切断ユニットは、さらに、
前記第1切断部材および前記第2切断部材に向けて前記媒体を支持しながら誘導すると共に、帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有する第1誘導部材と、
前記第1誘導部材により前記媒体が誘導される方向に配置され、前記第1誘導部材により誘導された前記媒体を前記第1切断部材および前記第2切断部材に向けて誘導すると共に、帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有する第2誘導部材と
を含む、画像形成装置。 - 前記第1誘導部材は、前記第2誘導部材に近い側において前記第2誘導部材から遠い側よりも高くなるように傾斜した傾斜部を含む、
請求項3記載の画像形成装置。 - 前記第2誘導部材は、
前記第1切断部材を保持する保持部材と、
前記第1誘導部材に近い側において前記保持部材から前記第1切断部材の途中まで被覆すると共に、帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有する延在する被覆部材と
を含む、請求項3または請求項4に記載の画像形成装置。 - さらに、帯電列において前記媒体の極性と反対の極性を有する電圧を前記切断部材に印加する電源ユニットを備えた、
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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