説明

画像形成装置

【課題】定着手段へ転写後の用紙を安定して搬送できる制御手段を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着する定着手段と、前記転写手段と前記定着手段との間で、前記転写手段の転写部と前記定着手段の定着部とを結ぶ面より下方に設けられたベルト状の搬送手段とを有する画像形成装置において、前記用紙のサイズが、前記転写手段と前記定着手段との距離よりも短く、前記搬送手段の搬送寄与部の長さより長い場合は、前記定着手段における用紙搬送速度より前記転写手段における用紙搬送速度の方を速くするよう制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機、プリンタ、FAX等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特にトナー像が転写された用紙を定着手段へ搬送する搬送手段の搬送効果を向上させるよう制御する制御手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写手段と、当該トナー像を用紙に定着する定着手段との間にベルト状の用紙搬送手段(以下、単にベルトユニットともいう。)を有する画像形成装置においては、葉書のような極小サイズの用紙(以下、極小紙ともいう。)を搬送する場合、定着下ガイド板と転写後ガイドとの間で、用紙が搬送寄与部である通紙面(搬送ベルト面)から離れる方向にカール(ブリッジ)した状態(図2参照)が生じる場合がある。
【0003】
すなわち、用紙の先端は定着手段の入口の定着下ガイド板に達っするが定着部に挟持されないうちに、用紙の後端が転写部を離れた状態になる。
【0004】
この状態では吸引力が弱いため用紙が通紙面に接触しないので吸引箱の吸引効果が得られず、停止する不具合が発生する。特に、定着性を確保するため定着時の用紙搬送速度を遅くしなければならない極小紙の厚紙搬送の場合この現象が顕著となる。
【0005】
図2は、極小紙が、搬送ベルト上で搬送不能となった状態を示す図である。
【0006】
図3は、搬送ベルト上での搬送不能を回避する従来技術の例を示す図である。
【0007】
上記不具合を回避するための公知の技術として、図3(a)に示すように、転写手段の転写部と定着手段の定着部のそれぞれのニップ部N1、N2とを結ぶ面より下方に設けられたベルトユニットに、当該ベルトユニットの通紙面fより上方に突出する駆動ローラと同軸に回動する補助ローラ機構を設け、極小サイズの用紙のプリントの場合のみソレノイドを作動させて補助ローラ機構の補助ベルトを上昇(実線)させることでカールした用紙の先端部を接触させ、定着手段(以下、定着装置という。)への安定した用紙搬送を確保する方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、図3(b)の点線で示すように、極小サイズの用紙のプリントの場合のみローラ軸Aを支点として不図示機構で昇降(回動)させ、搬送ベルト(吸引箱)を用紙に近接させることにより吸引力を強めて定着手段への安定した用紙搬送を確保する方法もある。
【特許文献1】特開2003−327342号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記の補助ローラ機構やベルトユニットを回動させる機構を設けることは、搬送手段近傍に必要スペースの確保や、コストアップを伴う。
【0009】
本発明は、付加機構のスペースの確保やコストアップを伴わず、定着手段へ転写後の用紙を安定して搬送できる制御手段を有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的は下記の構成によって達成される。
像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着する定着手段と、前記転写手段と前記定着手段との間で、前記転写手段の転写部と前記定着手段の定着部とを結ぶ面より下方に設けられたベルト状の搬送手段とを有する画像形成装置において、前記用紙のサイズが、前記転写手段と前記定着手段との距離よりも短く、前記搬送手段の搬送寄与部の長さより長い場合は、前記定着手段における用紙搬送速度より前記転写手段における用紙搬送速度の方を速くするよう制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【0011】
付加機構を必要とせず、コストアップを伴うことなく、極小紙を安定した搬送状態で定着装置へ送ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
はじめに、本発明に係わる画像形成装置について図1を基に説明する。
【0013】
本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により技術範囲が限定されることはない。
【0014】
図1は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【0015】
図1において、10は像担持体である感光体、11は帯電手段であるスコロトロン帯電器、12はデジタル式の露光書込み手段である書込装置、13は現像手段である現像器、14は感光体10の表面を清掃するためのクリーニング装置、15は感光体10のクリーニング用のブレード、16は現像スリーブ、20は中間転写体である中間転写ベルトを示す。
【0016】
画像形成手段1は感光体10、スコロトロン帯電器11、現像器13、およびクリーニング装置14等からなっており、各色毎の画像形成手段1の機械的な構成は同じであるので、図ではY(イエロー)系列のみの構成について参照符号を付けており、M(マゼンタ)、C(シアン)およびK(黒)の構成要素については参照符号を省略した。
【0017】
各色毎の画像形成手段1の配置は中間転写ベルト20の走行方向に対して、Y、M、C、Kの順になっている。転写時には、1次転写ローラ25が中間転写ベルト20を感光体10に圧着させる。なお、圧着領域では感光体10は中間転写ベルト20の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
【0018】
中間転写ベルト20は駆動ローラ21、アースローラ22、テンションローラ23、除電ローラ27、従動ローラ24に張架され、これらのローラと中間転写ベルト20、1次転写ローラ25、クリーニング装置28等で中間転写ユニット2を構成する。なお、前記アースローラ(バックアップローラ)22は、アルミ地肌のままの導電性アルミローラで、接地されている。
【0019】
感光体10は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、a−Si層あるいは有機感光体(OPC)等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図の矢印で示す反時計方向に回転する。
【0020】
読み取り装置80からの画像データに対応する電気信号は、画像形成レーザで光信号に変換され、書込装置12によって感光体10上に投光される。
【0021】
現像器13は、感光体10の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体10の回転方向と逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ16を有している。
【0022】
中間転写ベルト20の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ21の回転によって行われる。当該中間転写ベルト20の材質は、体積抵抗率106〜1012Ω・cmの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ0.04〜0.10mmの半導電性フィルム基体の外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚さ5〜50μmのフッ素コーティングを行った、2層構成のシームレスベルトである。ベルトの基体としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム等に導電材料を分散した厚さ0.5〜2.0mmの半導電性ゴムベルトを使用することもできる。
【0023】
1次転写ローラ25は、トナーと逆極性の直流電圧が印加され、不図示の圧着および圧着解除機構によってベルト内側から中間転写ベルト20を感光体10に押し当て、アースローラ22とで形成されたニップ部Sで、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像を用紙Pに再転写(2次転写)する。
【0024】
26は、転写手段としての電極ローラである2次転写ローラで、不図示の圧着および圧着解除機構によって用紙Pを介してアースローラ22を押圧し、中間転写ベルト20上のトナー像を用紙Pに転写する機能を有する。なお、2次転写ローラ26は、表面がコート層で覆われた導電性のソリッドゴムからなり、転写時にはトナーと逆極性バイアス電圧(本実施の形態では正極性)が印加されいる(または、アースローラ22にトナーと同極性の電圧印加し、転写ローラ26をアースしてもよい。)。
【0025】
除電ローラ27には、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加され、トナー像を用紙Pに転写後、中間転写ベルト20に残留するトナーの電荷を弱めている。
【0026】
3は、トナー像が転写された用紙Pを定着手段へ搬送する搬送手段(搬送部)であるベルトユニットである。なお、ベルトユニット3の詳細については後述する。
【0027】
4は定着手段である定着装置で、加熱ローラ41と圧着ローラ42を有している。
【0028】
前記加熱ローラ41は薄手のアルミから形成された円筒状のもので、内側から所定の温度まで加熱するハロゲンヒータ47等を有し、その温度は、前記加熱ローラ41に設置された不図示の接触温度センサにより検出され、制御される。
【0029】
70は紙送り出しローラ、71はタイミングローラ、72は紙カセット、73は搬送ローラである。81は排紙ローラで、定着された用紙を排紙皿82へ排出する。
【0030】
制御部B1は、画像形成プロセス制御、定着温度制御、用紙搬送速度制御、トナー濃度制御等を行う。
【0031】
次に、図1に基づいて画像形成プロセスを説明する。
【0032】
画像記録のスタートと同時に不図示の感光体駆動モータの始動により色信号Yの感光体10は矢印で示す反時計方向に回転され、同時にスコロトロン帯電器11の帯電作用により感光体10に電位の付与が開始される。
【0033】
感光体10は電位を付与されたあと、書込装置12によってYの画像データに対応する画像の書込みが開始され、感光体10の表面に原稿画像のYの画像に対応する静電潜像が形成される。
【0034】
前記静電潜像はYの現像器13により非接触の状態で反転現像され、感光体10の回転に応じYのトナー像が感光体10上に形成される。
【0035】
当該感光体10上に形成されたYのトナー像は、Yの1次転写ローラ25の作用により、中間転写ベルト20上に一次転写される。
【0036】
その後、前記感光体10はクリーニングのブレード15によって残留トナーが清掃され、次の画像形成サイクルにはいる(以下、M、C、Kのクリーニングプロセスにても同様故、説明を省略する)。
【0037】
次いで、書込装置12によってM(マゼンタ)の色信号すなわちMの画像データに対応する画像書き込みが行われ、感光体10の表面に原稿画像のMの画像に対応する静電潜像が形成される。当該静電潜像は、Mの現像器13により感光体10上にMのトナー像となり、Mの1次転写ローラ25において、中間転写ベルト20上の前記Yのトナー像と同期が取られ、前記Yのトナー像の上に重ね合わされる。
【0038】
同様のプロセスにより、Y、Mの重ね合わせトナー像と同期が取られ、C(シアン)のトナー像が、Cの1次転写ローラ25において、前記のY、Mの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされる。次に、すでに形成されているY、M、Cの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Kのトナー像が、Kの1次転写ローラ25において、前記のY、M、Cの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ、Y、M、CおよびKの重ね合わせトナー像が形成される。
【0039】
重ね合わせトナー像が担持されている中間転写ベルト20は矢印のように時計方向に送られ、用紙Pが紙カセット72より、紙送り出しローラ70によって送り出され、搬送ローラ73を経て、タイミングローラ71へ搬送され一時停止し、その後前記タイミングローラ71の駆動によって、中間転写ベルト20上の重ね合わせトナー像と同期がとられて、トナーと逆極性の直流電圧が印加されている2次転写ローラ26(中間転写ベルト20に圧着状態にある)の転写部のニップ部Sに給送され、中間転写ベルト20上の重ね合わせトナー像が一括して転写材Pに2次転写される。
【0040】
その後、中間転写ベルト20は走行し、除電ローラ27によって残留トナーの電荷が弱められ、クリーニング装置28でベルト上の残留トナーがクリーニング装置28のブレード29によって清掃され、次の画像形成サイクルに入る。
【0041】
掻き落とされたトナーは、クリーニング装置28内に溜められ、不図示の搬送スクリューの回転によって軸方向(図において紙表面から紙裏面方向)に搬送し、不図示の廃棄管を介して貯留箱に溜められる。
【0042】
前記重ね合わせトナー像が2次転写ローラ26で転写された用紙Pは、ベルトユニット3で搬送され、定着装置4へと送られ、加熱ローラ41と加圧ローラ42とのニップ部Tで挟持、加圧され定着される。トナー像が定着された用紙Pは、排紙ローラ81によって排紙皿82へ搬送される。
【0043】
以下、本発明について説明する。
【0044】
図4は、図1のベルトユニットを拡大した図である。
【0045】
図4(a)は側面から視た断面図で、図4(b)は図4(a)の矢印Y方向から視た平面図である。
【0046】
図4において、ベルトユニット3は、複数の貫通孔tをもつ搬送ベルト30と、当該搬送ベルト30を張架する駆動ローラ31、従動ローラ32と、前記搬送ベルト30の内側にベルト裏面に当接する吸引箱33等で構成されている。当該吸引箱33の上面に多数の吸引孔nがあり、前記搬送ベルトは吸引孔n上を摺動する。駆動ローラ31は不図示のカップリングを介して駆動源から動力を得て回転する。また、吸引箱33の側面には吸引ダクト34に連通する排気口35が設けられ、当該吸引ダクト34を介して不図示の吸引ファンによって用紙Pを通紙面fに引き寄せ搬送する。
【0047】
前述したが、極小紙の厚紙が上方にカール(ブリッジ)して搬送される場合、定着下ガイド板と転写後ガイドとの間で、用紙が通紙面(搬送ベルト面)から離れる方向にカールした状態(図2参照)が生じ、搬送不能となることがある。
【0048】
本発明によると、極小紙を搬送する場合でも用紙の搬送速度を制御することによって安定した用紙搬送ができる。
【0049】
上記安定した用紙搬送を行うために、転写部のニップ部Sと定着部のニップ部Tとの距離Ln>用紙Pのサイズ>搬送ベルトの用紙搬送寄与部の長さLbの場合、定着部のニップ部Tの用紙搬送速度Vf<ニップ部Sの用紙搬送速度Vtなる条件で搬送速度を制御する。
【0050】
すなわち、ニップ部Tの速度は定着性を確保するため低く設定するが、転写部のニップ部Sより上流側の用紙搬送速度をより速い所定の速度に設定する。これによって、ニップ部Sでの用紙排出速度が高くなり、用紙後端の落下地点がニップ部Sから遠退き、用紙の後端部が転写後ガイド板36に残るのを防止できる。
【0051】
次に、上記用紙排出速度に関して、転写部から定着部へ搬送される用紙の位置、搬送速度を、本発明の場合と従来技術の場合との比較を図5に示す。
【0052】
図5は、極小紙の、転写部、搬送部、定着部における位置、搬送速度を示す図である。
【0053】
図5(a)は、本発明に係わる用紙の位置、搬送速度を示すものである。
【0054】
図5(b)は、従来技術(改良前)の用紙の位置、搬送速度を示すものである。
【0055】
図5(a)において、例えば、転写処理までは所定の速度2Vで搬送されれば、用紙後端は転写部のニップ部Sから初速2Vで排紙され、転写後ガイド板36を飛び越えて搬送ベルト30上に落下し、そのまま搬送され、用紙先端が定着のニップ部Tに挟持され速度Vで定着される。なお、速度2Vは、後続の用紙が先行の用紙との間に所定の長さが保てる範囲の速度に設定する。
【0056】
一方、図5(b)では、転写処置から定着処理まで一定の速度Vで搬送され、用紙後端は転写部のニップ部Sから低速の初速Vで排紙されるので、転写後ガイド板36上に落下し、用紙先端部は定着ローラに到達せず、定着部入口辺で停止し、搬送不良となる場合がある。
【0057】
なお、ニップ部Sおよびニップ部Tでの用紙搬送速度の切り替えは、極小紙(厚紙)が装填されている紙カセット72を使用する際、当該紙カセット72に不図示の紙サイズセンサからの信号が制御部B1に伝達され、定着装置4および中間転写ベルト20の駆動部が制御される。
【0058】
本実施の形態では、転写手段に2次転写ローラ26を適用しているが、ワイヤー電極(図4(a)参照)を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【図2】極小紙が、搬送ベルト上で搬送不能となった状態を示す図である。
【図3】搬送ベルト上での搬送不能を回避する従来技術の例を示す図である。
【図4】図1のベルトユニットを拡大した図である。
【図5】極小紙の、転写部、搬送部、定着部における位置、搬送速度を示す図である。
【符号の説明】
【0060】
1 画像形成手段
2 中間転写ユニット
26 二次転写ローラ
3 ベルトユニット
30 搬送ベルト
31 駆動ローラ
32 従動ローラ
33 吸引箱
36 転写後ガイド板
4 定着装置
41 加熱ローラ
42 圧着ローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体上のトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着する定着手段と、前記転写手段と前記定着手段との間で、前記転写手段の転写部と前記定着手段の定着部とを結ぶ面より下方に設けられたベルト状の搬送手段とを有する画像形成装置において、前記用紙のサイズが、前記転写手段と前記定着手段との距離よりも短く、前記搬送手段の搬送寄与部の長さより長い場合は、前記定着手段における用紙搬送速度より前記転写手段における用紙搬送速度の方を速くするよう制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記用紙のサイズにより前記用紙搬送速度を切り替え可能ならしめる制御手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記転写手段は電極ローラである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。
【請求項4】
前記転写手段はワイヤー電極である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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2008−216738(P2008−216738A)
【公開日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−55327(P2007−55327)
【出願日】平成19年3月6日(2007.3.6)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】