JP2004020914A

JP2004020914A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004020914A
Application number: JP2002175595A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Onodera; 小野寺　正泰
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】斤量の大小に係わらずオフセットや分離不良を起こすこなく正常な画像を得る定着ベルトを用いたベルト式定着装置を装着した画像形成装置の提供。
【解決手段】加熱手段を有する加熱ローラと、前記加熱ローラに平行な支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して設けられた加圧ローラと、該加圧ローラを前記定着ベルトを介して前記支持ローラに押圧する押圧手段とを有するベルト式定着装置を装着した画像形成装置において、前記支持ローラの転写材搬送方向下流側に設置位置が移動可能な排紙ガイドを設け、該移動可能な排紙ガイドにはその移動を制御する制御手段が設けられ、前記排紙ガイドは使用する紙の斤量に応じて設置位置が変化するように制御される画像形成装置。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転写材の定着ベルトへの貼り付きや巻き付きを防止し安定した高画質のトナー画像が得られる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
定着ベルトを用いた定着装置においては、転写材の先端部はニップ部で加熱されて回収部に排紙されてゆくとき、実験的に斤量の大きい紙（普通紙で概ね６４ｇ／ｍ^２よりも大きい紙）では問題なく分離できるが、斤量の小さい紙（普通紙で概ね６４ｇ／ｍ^２よりも小さい紙）は分離しにくく、定着ベルトへの巻き付き（貼り付き）が多発し、ジャムを起こし正常な画像を得ることができないという状況があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような不具合を解消し、斤量の小さい紙でも分離性を確保し、斤量の大小に係わらず常に正常な画像が得られる定着ベルトを用いたベルト式定着装置を装着した画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）〜（４）項の何れかによって達成される。
【０００５】
（１）　加熱手段を有する加熱ローラと、前記加熱ローラと平行で離間して配設される支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して設けられた加圧ローラと、該加圧ローラを前記定着ベルトを介して前記支持ローラに押圧する押圧手段とを有するベルト式定着装置を装着した画像形成装置において、前記支持ローラの転写材搬送方向下流側に設置位置が移動可能な排紙ガイドを設け、該移動可能な排紙ガイドにはその移動を制御する制御手段が設けられ、前記排紙ガイドは、使用する前記転写材としての紙の斤量に応じて設置位置が変化するように制御されることを特徴とする画像形成装置。
【０００６】
（２）　前記排紙ガイドの設置位置は、前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２以上のときは待避位置にあり、前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２よりも小さいときは排紙ガイドとしての役割を果たす位置にあることを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【０００７】
（３）　前記制御手段には画像形成の範囲を制御する手段も設けられ、使用する前記紙の斤量に応じて前記排紙ガイドの設置位置及び画像形成範囲が決められることを特徴とする（１）又は（２）項に記載の画像形成装置。
【０００８】
（４）　前記排紙ガイドは前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２よりも小さいときには、前記排紙ガイドが排紙ガイドとしての役割を果たす位置にあり、また前記画像形成範囲は前記紙の先端部に紙移動方向に幅２ｍｍ以上に非画像領域を設けるように制御され、前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２以上のときは前記排紙ガイドは待避位置にあり、また前記画像形成範囲は特に制限がないことを特徴とする（３）項に記載の画像形成装置。
【０００９】
斤量の小さい紙の時のみ分離補助手段（一様な先端部又は複数の分離爪）の役目をする排紙ガイドを用いる。
【００１０】
しかし、前記分離爪等の排紙ガイドは画像傷の原因となるので、分離に問題のない斤量の大きい紙の時は待避させ、分離に問題のある斤量の小さいときのみ使用する。
【００１１】
更に分離性と画質を確保するために、斤量の小さい紙の時は、転写材先端には非画像部を設けることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【００１４】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着手段としてのベルト式定着装置２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００１５】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００１６】
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００１７】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００１８】
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００１９】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。
【００２０】
二次転写ローラ５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００２１】
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ，８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
【００２２】
筐体８は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１，７２，７３，７４を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００２４】
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００２５】
筐体８の図示左側の支持レール８２Ｌは、無端ベルト状中間転写体７０の左方で、定着手段２４の上方空間部に配置されている。筐体８の図示右側の支持レール８２Ｒは、最下部の現像手段４Ｋの下方付近に配置されている。支持レール８２Ｒは、現像手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを筐体８に着脱する動作に支障を来さない位置に配置されている。
【００２６】
本発明の画像形成装置は、これに搭載されるベルト式定着装置２４に大きな特色を有するものであり、そのベルト式定着装置２４について図２の構成図を用いて順次説明する。
【００２７】
これは、ハロゲンランプによる加熱手段２４２を有する加熱ローラ２４０と、該加熱ローラ２４０と平行で離間して配設される支持ローラ２５０と、前記加熱ローラ２４０及び前記支持ローラ２５０にエンドレスに掛け渡された定着ベルト２６０と、該定着ベルト２６０を介して前記支持ローラ２５０に対向してこれを押圧手段としてのバネ２７１で軸受部２７２を押圧してニップ部を形成する加圧ローラ２７０とを有する定着装置２４を基本構成とするものであり、更に前記ニップ部の下流側で且つ前記転写ベルト２６０の外側でそれに近接する位置に排紙ガイド２８０が移動可能に設けられている。
【００２８】
排紙ガイド２８０はトナーが加熱定着された転写材Ｐが前記定着ベルト２６０に貼り付いて巻き付きジャムを起こすことなく安全に分離が行われるように配置されたものであり、排紙ガイド２８０の先端部２８１は定着ベルト２６０に近接していて転写材Ｐが定着ベルト２６０へ貼り付いて巻き込まれるのを防止している。
【００２９】
この貼り付きは後程実施例で図７，図８，図９，図１０，図１１，図１２の分離性能を示す各グラフを用いて詳しく述べるように、転写材Ｐが薄くて軽いもの即ち、斤量の小さいものに起こりやすく、斤量の大きいものには起こらないことが実験的に分かり、しかも図５に示すようなローラ定着装置２４Ａよりも定着ベルトを使ったベルト式定着装置２４に起こりやすいことがわかった。
【００３０】
従って、斤量の大きい転写材Ｐに対しては排紙ガイド２８０の先端部２８１を定着ベルト２６０との近接状態から開放するために、バネ２８４の付勢に抗してソレノイド２８５を作動させ、排紙ガイド２８０を支軸２５２の周りに回動させて上側固定ガイド板２８７からも離して退避させるようにしてある。そして斤量の小さい転写材Ｐに対しては前記ソレノイド２８５の作動を切り、排紙ガイド２８０を支軸２６２の周りに逆方向に回動させストッパ２８３に当接して位置決めさせ、その先端部２８１を定着ベルト２６０との近接状態に戻して前記上側固定ガイド板２８７と連結するようにしてある。そして上記上側固定ガイド板２８７の下側には下側固定ガイド板２８８が設けられている。また、これについての制御は図６の回路図に示すような制御手段２９０によって行っている。
【００３１】
また、図３の斜視図に示すように、側板２８０Ａ，２８０Ｂと共にブリッジ形に形成される排紙ガイド２８０の先端部２８１は定着ベルト２６０に一様に近接した形状にしてあるが、図４の斜視図に示すように、複数の爪状のものが定着ベルト２６０に近接して分離爪２８１Ａを形成させたものを用いても良く何れも良好な分離効果を示している。
【００３２】
また、このように排紙ガイド２８０の先端部２８１又はその変形である分離爪２８１Ａが定着ベルト２６０に近接しているときは分離作用に際して画像を傷める怖れがあるため、転写材Ｐの先頭部に余白を作り画像形成範囲を制限することが望ましい。その場合、図６の回路図に破線で示す箇所を付加することにより、各露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋのレーザ光書き込み開始時期を遅らしてずらすように制御をすることができる。
【００３３】
【実施例】
分離性能について、先ず転写材Ｐとして斤量の小さい紙を用いて図５に示すようなローラ定着装置２４Ａを用いたものと本発明に装着したベルト式定着装置２４を用いたものとを比較するために、実施例１〜４のテストを行って図７〜図１２のグラフに示すような結果を得た。前記各グラフにおいて○は分離可であり、●はオフセットの発生があるものであり、×は全く分離不可となるものである。
【００３４】
また、ベルト式定着装置２４においては、定着ベルト２６０は支持ローラ２５０に接する側からＮｉ４０μｍ、Ｓｉ２００μｍ、ＰＦＡ樹脂層３０μｍの層構成を示すものを用い、トナーは粒径４．５μｍの重合トナーにより１０ｇ／ｍ^２の割合で画像形成を行い、加圧ローラ２７０の表面温度は１４０℃、加圧は２１４ｋＰａにした。
【００３５】
実施例１
転写材Ｐに斤量５６ｇ／ｍ^２のＰＰＣ用普通紙を用いて、ローラ定着器とベルト定着器の分離性能の比較を行った。ローラ定着においては、図７に示すように低温側で分離できない温度領域はあるが、加熱ローラ温度１６０℃以上では問題なく分離できている。
【００３６】
一方ベルト定着においては、図８に示すように中温度域に分離できない領域があり、これはベルト定着特有の現象と考えられる。このメカニズムの詳細については現時点では不明である。
【００３７】
実施例２
次に転写材Ｐに斤量６０ｇ／ｍ^２の印刷用塗工紙を用いてローラ定着器とベルト定着器の分離性の比較を行った。ローラ定着においては、図９に示すように低温側で分離できない温度領域はあるが、加熱ローラ温度１６０℃以上では問題なく分離できている。
【００３８】
一方ベルト定着においては、図１０に示すように中温度域に分離できない領域があり、これはベルト定着特有の現象と考えられる。このメカニズムの詳細については現時点では不明である。
【００３９】
実施例３
実施例１、２を踏まえて、転写材Ｐに斤量が６４ｇ／ｍ^２のものと、５６ｇ／ｍ^２のものを用いてベルト定着についてテストを行った。その結果を図１１、１２に示す。
【００４０】
図１１は転写材Ｐの斤量が６４ｇ／ｍ^２のもので、分離性に全く問題はない。しかし図１２に示したように斤量が５６ｇ／ｍ^２のものでは、中温温度域に分離できない領域がある。
【００４１】
実施例４
そこで、分離が不可能な領域がある斤量６０ｇ／ｍ^２及び５６ｇ／ｍ^２の転写材Ｐを用いるときには、ベルト式定着装置の構成を図２に示すように、分離補助手段（先端部２８１又は分離爪２８１Ａ）の役目が果たせる排紙ガイド２８０を設置した。排紙ガイド２８０を設置すると、図１３（斤量６０ｇ／ｍ^２の場合）、図１４（斤量５６ｇ／ｍ^２の場合）に示すように、分離性に全く問題はなく、安定した良好な画像を得ることができた。転写材Ｐの斤量が６４ｇ／ｍ^２より大きい場合は分離性には問題がないので、排紙ガイド２８０を待避させても問題なく、安定した良好な画像を得ることができた。
【００４２】
【発明の効果】
斤量の小さい転写材を用いるときは排紙ガイドに設けた分離補助の役目をする分離板又は分離爪を出口側の定着ベルトに近接させ、斤量の大きい転写材を用いるときは、前記分離板又は分離爪を出口側の定着ベルトの近接位置から退避させるように制御することにより、転写材の斤量の大小に係わらず、常に安定した定着済みの転写材が定着ベルトに貼り付いて巻き付きジャム等のトラブルを生ずることが無くなり、常に安定した定着済みの転写材が回収可能になり、更に、前記分離板又は分離爪を作動させるときは転写材先端部に余白を設けさせる制御をすることによって画像への障害の怖れを全く無くし常に安定した高画質の画像が得られる画像形成装置が提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例のカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置に装着されるベルト式定着装置の断面構成図である。
【図３】移動可能な排紙ガイドの一例の斜視図である。
【図４】移動可能な排紙ガイドの他の一例の斜視図である。
【図５】ローラ定着装置の模式図である。
【図６】本発明における制御手段の回路図である。
【図７】加熱ローラの温度と線速の関係よりローラ定着装置における斤量の小さい転写材の分離性能を示すグラフである。
【図８】定着ベルトの温度と線速の関係よりベルト式定着装置における斤量の小さい転写材の分離性能を示すグラフである。
【図９】加熱ローラの温度と線速の関係よりローラ定着装置における斤量が中程度の印刷用塗工紙を転写材として用いたときの分離性能を示すグラフである。
【図１０】定着ベルトの温度と線速の関係よりベルト式定着装置における斤量が中程度の印刷用塗工紙を転写材として用いたときの分離性能を示すグラフである。
【図１１】定着ベルトの温度と線速の関係よりベルト式定着装置における斤量が稍大きい中程度の転写材の分離性能を示すグラフである。
【図１２】定着ベルトの温度と線速の関係よりベルト式定着装置における斤量が小さい転写材の分離性能を示すグラフである。
【図１３】定着ベルトの温度と線速の関係よりベルト式定着装置における斤量が稍小さいので分離爪を用いたときの転写材の分離性能を示すグラフである。
【図１４】定着ベルトの温度と線速の関係よりベルト式定着装置における斤量が小さいので分離爪を用いたときの転写材の分離性能を示すグラフである。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ　感光体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ　現像手段
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ　一次転写手段としての一次転写ローラ
５Ａ　二次転写手段としての二次転写ローラ
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ　クリーニング手段
２４　ベルト式定着装置
２４０　加熱ローラ
２４２　加熱手段
２５０　支持ローラ
２５２　支軸
２６０　定着ベルト
２７０　加圧ローラ
２７１　バネ
２７２　軸受部
２８０　排紙ガイド
２８１　先端部
２８１Ａ　分離爪
２８３　ストッパ
２８４　バネ
２８５　ソレノイド
２８７　上側固定ガイド板
２８８　下側固定ガイド板
２９０　制御手段

Claims

加熱手段を有する加熱ローラと、前記加熱ローラと平行で離間して配設される支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して設けられた加圧ローラと、該加圧ローラを前記定着ベルトを介して前記支持ローラに押圧する押圧手段とを有するベルト式定着装置を装着した画像形成装置において、前記支持ローラの転写材搬送方向下流側に設置位置が移動可能な排紙ガイドを設け、該移動可能な排紙ガイドにはその移動を制御する制御手段が設けられ、前記排紙ガイドは、使用する前記転写材としての紙の斤量に応じて設置位置が変化するように制御されることを特徴とする画像形成装置。
前記排紙ガイドの設置位置は、前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２以上のときは待避位置にあり、前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２よりも小さいときは排紙ガイドとしての役割を果たす位置にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段には画像形成の範囲を制御する手段も設けられ、使用する前記紙の斤量に応じて前記排紙ガイドの設置位置及び画像形成範囲が決められることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記排紙ガイドは前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２よりも小さいときには、前記排紙ガイドが排紙ガイドとしての役割を果たす位置にあり、また前記画像形成範囲は前記紙の先端部に紙移動方向に幅２ｍｍ以上に非画像領域を設けるように制御され、前記紙の斤量が６４ｇ／ｍ^２以上のときは前記排紙ガイドは待避位置にあり、また前記画像形成範囲は特に制限がないことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。