JP2010262103A - 画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数定着部の後段側で剥離帯電によって転写材が定着部のローラなどに巻き付くのを防止する。
【解決手段】転写材Ｐに転写された画像を前記転写材Ｐに定着させる複数の定着部を備え、用紙搬送路３の上流側の第１定着部（第１定着器１）と下流側の第２定着部（第２定着器２）との間の前記用紙搬送路３に、前記転写材Ｐを帯電させて第２定着部で定着後の転写材の剥離を促す転写材帯電部４を備える。第２定着部で転写材と第２定着部側とが巻き付くことなく容易に剥離することができ、画像形成装置または画像形成システムの安定動作と信頼性向上を実現する。また、巻き付きによる不良品の発生を回避でき、生産性が向上する効果がある。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像形成された転写材の画像を定着する定着部を複数備える画像形成装置および画像形成システムに関するものである。

複写機、ファクシミリ、プリンタおよびこれら機能を複合させた複合機などの画像形成装置では、画像データに基づいて転写材に画像を転写し、さらに定着部によって前記転写材に加熱、加圧を行うことで前記画像を転写材に定着させている。さらに、最近では、画像の光沢度を増すなどの目的で、複数の定着器を備え、画像形成された転写材に対し前記定着器により複数回の定着を行うことが可能な画像形成装置も提案されている（例えば特許文献１）。
特許文献１に示される画像形成装置では、第１定着器と第２定着器との間に転写材に対して電界を印加して未定着現像剤中のトナー粒子にコロナを降らせてトナー粒子とキャリアとの分離を促して画質を向上させる工夫がなされている。

特開２００８−９０１１４号公報

ところで、複数の定着器を持つ前記特許文献１などの画像形成装置では、第２定着器によって定着された現像剤の影響で転写材が第２定着ローラなどに巻き付きを起こす可能性がある。このような巻き付きを起こすと転写材が破損したり紙詰まりなどを起こして動作が不安定になり、信頼性を損なうという問題がある。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、定着部での転写材の巻き付きを効果的に防止することができる画像形成装置および画像形成システムを提供することを目的とする。

すなわち、本発明の画像形成装置のうち、第１の本発明は、転写材に転写された画像を前記転写材に定着させる複数の定着部を備え、用紙搬送路の上流側の第１定着部と下流側の第２定着部との間の前記用紙搬送路に、前記転写材を帯電させて第２定着部で定着後の転写材の剥離を促す転写材帯電部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２定着部に転写材が搬送される前に転写材が帯電されており、第２定着部で転写材がローラなどに巻き付く不具合が生じるのを回避できる。
転写材への帯電は、第２定着部で転写材を転写する際に該転写材が接触・剥離する接触部が自然帯電する極性と同極性となるように行うことで、互いに反発をして転写材が第２定着部から容易に剥離して円滑に下流側に搬送される。上記接触部としては、一般的には、定着ローラまたは定着ベルトが相当する。

なお、上記第１、第２定着部は、複数の定着部における順番を示すものではなく、互いに上下流に位置していることを示すものである。また、転写材帯電部は、本発明としては特定のものに限定されるものではないが、定着が完全に完了していない転写材を対象とするので、非接触型放電方式のコロトロン型やスコロトロン型が望ましい。
転写材帯電部は、一つの極性の帯電が可能なものでもよく、また、正逆双方の帯電が可能なものであってもよい。なお、電圧の変更などによって帯電量を調整できるものが望ましい。

さらに、上記転写材帯電部に加えて、上記接触部を帯電させる定着部帯電部を備えるものとしてもよい。該定着部帯電部においても前記転写材帯電部によって帯電される転写紙の極性と同極性で前記接触部を帯電させることで、両者の反発力を高め、転写材の前記剥離を一層確実なものとすることができる。

上記転写材帯電部や定着部帯電部は、制御部によって転写材や定着部に対する帯電量を調整可能とするのが望ましい。これにより状況に応じた適切な帯電量を与えて第２定着部での転写紙剥離を一層確実なものとする。制御部は帯電部を制御するために専用に備えるものであってもよく、また、画像形成装置や画像形成システムの全体を制御する制御部によって上記機能を果たすものであってもよい。制御部は、通常はＣＰＵとこれを動作させるプログラム、該プログラムを格納したＲＯＭ、データの一時的な保存やワークエリアとして機能するＲＡＭ、各種データを格納した不揮発メモリなどを含む記憶部などにより構成することができる。

前記制御部では、環境変化、転写材状態に応じて前記転写材帯電部を制御して帯電量を調整することができる。環境変化としては湿度、転写材状態としては吸湿度が例示される。これらは、帯電のしやすさに影響を与え、したがって、第２定着部で発生する自然な帯電量も変わるため、上記環境変化等を考慮して転写材に対する帯電量を調整するのが望ましい。また、転写材帯電部を同じ電圧で動作させても環境の変化などによって転写材に与えられる帯電量も変化するため、環境の変化などがある場合には目的とする帯電量に合わせて転写材帯電部への付加電圧を調整するなどを行うこともできる。
湿度や転写紙の吸湿度は適宜の検知部で検知することができ、検知結果を制御部に送信することで、制御部では、検知結果に基づいて転写材帯電部における操作量を調整する制御を行うことができる。湿度や吸湿度と帯電量との関係は予め定めて上記不揮発メモリなどに格納しておき、これを適宜読み出して上記制御を行うことができる。

また、制御部では、第２定着部接触部の帯電量に基づいて前記転写材帯電部を制御して、前記転写材に対する帯電量を調整することができる。第２定着部では、転写紙が剥離する際に自然な帯電が発生するので、この帯電量を測定して転写材への帯電量を定めることで、第２定着部での転写材の剥離をより確実なものとする。
上記接触部での帯電量は、該接触部の表面電位を測定することにより容易に把握することができる。該電位を検知する電位検知部の検知結果を制御部に与えることで、接触部の帯電量に基づいて転写材の帯電量を適切に調整することができる。この場合にも、接触部の帯電量と転写材に対する必要な帯電量との関係は予め定めて上記不揮発メモリなどに格納しておき、これを適宜読み出して上記制御を行うことができる。なお、上記接触部の帯電量を測定することにより、環境の変化によって接触部での剥離帯電量が変化する場合にも、転写材の帯電量を適切に定めることができる。

以上説明したように、本発明の画像形成装置または画像形成システムは、転写材に転写された画像を前記転写材に定着させる複数の定着部を備え、用紙搬送路の上流側の第１定着部と下流側の第２定着部との間の前記用紙搬送路に、前記転写材を帯電させて第２定着部で定着後の転写材の剥離を促す転写材帯電部を備えるので、第２定着部で転写材と第２定着部側とが巻き付くことなく容易に剥離することができ、画像形成装置または画像形成システムの安定動作と信頼性向上を実現する。また、巻き付きによる不良品の発生を回避でき、生産性が向上する効果もある。

本発明の一実施形態における概略を示す図である。 同じく、定着と帯電の手順を示すフロー図である。 本発明の他の実施形態における概略を示す図である。 同じく、定着と帯電の手順を示すフロー図である。 本発明の他の定着と帯電の手順を示すフロー図である。 本発明のさらに他の実施形態における概略を示す図である。 同じく、定着と帯電の手順を示すフロー図である。

以下に、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
画像形成装置には、用紙搬送路３の上流側の第１定着部として第１定着器１、下流側の第２定着部として第２定着器２を備えている。各定着器は、図示しない加熱器を備える定着ローラ１ａ、２ａと加圧ローラ１ｂ、２ｂとを備えており、両ローラ間にトナー画像が転写されている転写材Ｐを通紙することで、トナー画像が加熱・加圧されて定着される。このうちで、定着ローラ１ａ、２ａでは、剥離帯電が生じやすい。したがって、上記定着ローラ１ａ、２ａは、本発明の第１、第２定着部の接触部に相当する。
第１定着器１で定着された転写材Ｐは、さらに第２定着器２で同様に定着がされることで、画像品質の向上（光沢度アップなど）が図られる。第２定着器２を通紙された転写材は、さらに下流側に搬送されて、排紙、後処理などが行われる。

この実施形態では、さらに、第１定着器１と第２定着器２との間の用紙搬送路３に近接して、転写材帯電部４が配置されており、用紙搬送路３を搬送される転写材Ｐを所望の極性で帯電させることができる。
転写材帯電部４は、前記したように、非接触型放電方式のコロトロン型やスコロトロン型が用いられる。
上記定着器では、特に第２定着器２において、転写材Ｐがローラから剥離する際に転写材Ｐおよび定着ローラ２ａが帯電しやすい。上記転写材帯電部４では、上記剥離に際し、定着ローラ２ａで帯電する極性と同極性で転写材Ｐを帯電させるものとする。帯電の極性は、通常は、接触帯電する材質間で定まり、一定の関係を保つ。したがって、一旦、定着ローラ２ａの剥離帯電の極性を把握しておけば、転写材に対し同じ極性で帯電させることができる。

以下に、図２のフローチャートを用いて、定着、帯電に至る手順を説明する。
図示しない画像形成部でトナー像が転写された転写材Ｐは、用紙搬送路３を搬送され、第１定着器１でトナー像の定着が行われる（ステップｓ１）。第１定着器１で定着された転写材Ｐは、さらに用紙搬送路３を搬送され、転写材帯電部４で、第２定着器２の定着ローラ２ａで生じる剥離帯電の極性と同極性で帯電される（ステップｓ２）。

転写材Ｐは、さらに用紙搬送路３で搬送されて第２定着器２に至り、定着ローラ２ａ、加圧ローラ２ｂ間を通紙されて、両ローラが圧着してトナー画像がさらに定着される（ステップｓ３）。定着が行われた転写材Ｐは、さらに用紙搬送路３を搬送されることで、定着ローラ２ａから剥離しつつ下流側へと搬送される。この際に、定着ローラ２ａと転写材Ｐとは同極性に帯電しており、互いに反発することで容易に剥離し、吸着などが生じることはない。したがって、定着ローラへの転写材の巻き付きは生じることはなく、転写材の巻き付きによる損傷などの発生は確実に防止される。
なお、第２定着で定着された転写材Ｐの除電を行う手段を第２定着器の下流側に配置するようにしてもよい。

上記実施形態では、転写材にのみ帯電させるものについて説明をしたが、転写材と定着ローラとを確実に同極性に帯電させるようにしてもよい。この形態を図３に基づいて説明する。
この形態では、上記実施形態と同様に、第１定着器１、第２定着器２を備え、第１定着器１と第２定着器２との間の用紙搬送路３に近接して、転写材帯電部４が配置されている。この実施形態では、さらに第２定着器２の定着ローラ２ａを帯電させる定着部帯電部５が設けられている。該定着部帯電部５の構成も特に限定されるものではなく、非接触型放電方式のコロトロン型やスコロトロン型を用ることができ、さらに接触型のものを用いることもできる。

この実施形態における定着、帯電に至る手順を図４のフローチャートを用いて説明する。
トナー像が転写された転写材Ｐは、上記実施形態と同様に用紙搬送路３を搬送され、第１定着器１でトナー像の定着が行われる（ステップｓ１０）。第１定着器１で定着された転写材Ｐは、さらに用紙搬送路３を搬送され、転写材帯電部４で、第２定着器２の定着ローラ２ａで生じる剥離帯電の極性と同極性で帯電される。さらに、同時期に、第２定着器２では、転写材Ｐに帯電させる極性と同極性で定着ローラ２ａを定着部帯電部５で帯電させる（ステップｓ１１）。

転写材Ｐは、さらに用紙搬送路３で搬送されて第２定着器２に至り、定着ローラ２ａ、加圧ローラ２ｂ間を通紙されて、両ローラが圧着してトナー画像がさらに定着される（ステップｓ１２）。定着が行われた転写材Ｐは、用紙搬送路３を搬送されて定着ローラ２ａから剥離しつつ下流側へと搬送される。この際に、定着ローラ２ａと転写材Ｐとは確実に同極性に帯電しており、互いに反発することで容易に剥離する。

次に、転写材への帯電量を制御する制御部を備える形態について説明する。なお、前記各実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
この実施形態では、環境の変化や転写材の状態に基づいて転写材帯電部に対する操作量を調整するものであり、その手順を図５のフローチャートに基づいて説明する。

環境の変化としては、装置内の湿度が挙げられ、転写材の状態としては転写材の吸湿度が挙げられる。装置内の湿度は湿度計などにより測定することができ、転写材の吸湿度は、給紙トレイ内の温度、湿度の測定などにより判定することができる。これらの測定、判定結果は、制御部に送信される（ステップｓ２０）。湿度や吸湿度が変わると、転写材や定着ローラの帯電のしやすさが変わる。
制御部では、この結果を受けて、目標帯電量と転写材帯電部に対する操作量を決定する。該操作量は、環境変化、転写材の状態を示す特性データと操作量と目標帯電量とを関連付けたデータテーブルを参照することにより容易に決定することができる。該データテーブルは予め制御部に格納しておくことで容易に参照することができる。
制御部では、データテーブルの参照などによって、上記環境の変化などに基づいて転写材帯電部の操作量を決定する（ステップｓ２１）。

転写材は、上記と同様に第１定着器１で定着され（ステップｓ２２）、次いで、用紙搬送路３において、上記において決定された操作量にしたがって、転写材帯電部４で帯電され（ステップｓ２３）、第２定着器２に搬送される。第２定着器２では、さらに定着がなされ、また、定着ローラ２ａから転写材が剥離する際には、適切に帯電量が与えられた転写材が容易に剥離される（ステップｓ２４）。
すなわち、環境の変化や転写材の状態が異なると、転写材帯電部から同一の電圧付与などをしても、転写材における帯電量は異なったものになる。また、定着ローラにおける帯電量も異なったものとなる。このため、環境の変化や転写材の状態が異なっても、転写材において適切な帯電量が得られるように転写材帯電部の操作量を変えることで、環境の変化や転写材の状態に影響を受けることなく、定着部における転写材の巻き付きを確実に防止することができる。

次に、上記制御部を用いた他の実施形態を図６、７に基づいて説明する。
この実施形態では、制御部１０に含まれる帯電部制御回路１０ｂによって転写材帯電部４の帯電量が調整される。制御部１０には、ＣＰＵ１０ａを有しており、該ＣＰＵ１０ａでは、帯電部制御回路１０ｂに指示をして転写材帯電部４の帯電量を調整する。第２定着器２には、定着ローラ２ａの表面電位を検出する電位検出部１１が備えられており、該電位検出部１１の検出結果が上記ＣＰＵ１０ａに送信されている。

以下に、上記実施形態の動作を図７のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ファーストプリント時の手順を説明する。
上記実施形態と同様に、トナー像が転写された転写材Ｐは、第１定着器１でトナー像の定着が行われ（ステップｓ３０）、さらに用紙搬送路３を搬送され、転写材帯電部４で、第２定着器２の定着ローラ２ａで生じる剥離帯電の極性と同極性で帯電される（ステップ３１）。この際の帯電量は、制御部１０において初期値として定められたものとする。

転写材Ｐは、さらに用紙搬送路３で搬送されて第２定着器２に至り、定着ローラ２ａ、加圧ローラ２ｂ間を通紙されて、両ローラが圧着してトナー画像がさらに定着される（ステップｓ３２）。定着が行われた転写材Ｐは、用紙搬送路３を搬送されて定着ローラ２ａから剥離しつつ下流側へと搬送される。

上記ファーストプリントが行われて第２定着器２から転写材が剥離される際に、剥離帯電が生じるので、該剥離後、第２定着器２における定着ローラ２ａの表面電位を電位検知部１１で検知する（ステップｓ３３）。該検知結果は、ＣＰＵ１０ａに送信される。ＣＰＵ１０ａは、該表面電位から転写材の目標帯電量を算出する。制御部１０では、帯電量と転写材帯電部４を制御すべき制御量が定められており、その関係がデータテーブルとして図示しない記憶部に読み出し可能に格納されている。ＣＰＵ１０ａでは、このデータテーブルを参照して、目標帯電量から制御量を決定し、帯電部制御回路１０ｂに制御指示を与える。帯電部制御回路１０ｂでは、指示に従って転写材帯電部４を制御して転写材Ｐに対し、目標となる帯電量で帯電できるようにする。

次に転写材Ｐは、転写材帯電部４によってこの目標帯電量で帯電される（ステップｓ３４）。上記転写ローラの表面電位を検出してから所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップｓ３５）。これは相当時間経過すると、定着ローラの表面電位が次第に低下して、目標帯電量と合わなくなるためである。所定の時間は適宜選定することが可能であり、操作者が操作表示部などを通して変更できるようにしてもよい。また、湿度などの環境変化に応じて制御部により上記所定の時間が変更されるようにしてもよい。

上記所定の時間が経過している場合（ステップｓ３５、ＹＥＳ）、ステップｓ３３に戻り、再度定着ローラの表面電位を測定し、転写材帯電部での目標帯電量を変更して転写材に帯電を行う（ステップｓ３４）。
上記所定の時間を経過していない場合（ステップｓ３５、ＮＯ）、転写材に対する帯電量は適切と考えられるため、プリント作業を続行し（ステップｓ３６）、上記手順を繰り返す（ステップｓ３７）。上記手順を繰り返すことで、転写材には定着ローラの帯電状態に適応した適切な帯電量で帯電を行うことができ、定着後に定着ローラから転写材が確実に剥離される。

上記各実施形態では、いずれも画像形成装置として説明をしたが、画像形成システムの一部として上記構成が含まれるものであってもよい。
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない限りは適宜の変更が可能である。

１ 第１定着器
１ａ 定着ローラ
２ 第２定着器
２ａ 定着ローラ
３ 用紙搬送路
４ 転写材帯電部
５ 定着部帯電部
１０ 制御部
１１ 電位検知部

Claims (13)

1. 転写材に転写された画像を前記転写材に定着させる複数の定着部を備え、用紙搬送路の上流側の第１定着部と下流側の第２定着部との間の前記用紙搬送路に、前記転写材を帯電させて第２定着部で定着後の転写材の剥離を促す転写材帯電部を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写材帯電部は、前記第２定着部で転写材を転写する際に該転写材が接触・剥離する接触部が自然帯電する極性と同極性で前記転写材を帯電させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記接触部が定着ローラまたは定着ベルトであることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第２定着部の前記接触部を帯電させる定着部帯電部を備え、該定着部帯電部は、前記転写材帯電部によって帯電される転写材の帯電極性と同極性で前記接触部を帯電させることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記転写材帯電部を制御して、前記転写材に対する帯電量を調整可能な制御部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、環境変化、転写材状態に応じて前記転写材帯電部を制御して、前記転写材に対する帯電量を調整することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記環境変化または転写紙状態を検知する検知部を備え、前記制御部は該検知結果に基づいて前記転写材帯電部を制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記環境変化が湿度、前記転写紙状態が転写材の吸湿度であることを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記第２定着部の前記接触部の帯電量に基づいて前記転写材帯電部を制御して、前記転写材に対する帯電量を調整することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記接触部の電位を検知する電位検知部を有し、前記制御部は該検知結果に基づいて前記転写材帯電部を制御することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記定着部帯電部を制御して前記第２定着部における前記接触部の帯電量を調整可能であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の第１定着部と、第２定着部と、転写材帯電部とを備えることを特徴とする画像形成システム。
13. 請求項５〜１１のいずれかに記載の制御部を備えることを特徴とする画像形成システム。

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