JP3624932B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、記録媒体に転写された未定着トナー像の定着処理時に発生するおそれがある画像劣化を防止するのに好適な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の潜像担持体上に形成された未定着トナー像を用紙等の記録媒体に転写して印刷画像を得る方式がとられる。図４は、電子写真方式のプリンタの一例を示す模式図である。同図において、像担持体としての感光体ドラム（以下、「感光体」という）１の表面は帯電装置としての帯電ロール２により所定の電荷で一様に帯電され、露光装置３によるレーザー光の書き込み走査で画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体１の回転で現像位置に至り、現像器４でトナー現像される。感光体１上のトナー像は感光体１の回転により転写装置としての転写ロール５と感光体１との接触部つまり転写位置に至る。
【０００３】
一方、記録紙トレイ６には記録紙が収納されていて、該記録紙は感光体１上の画像形成動作に合わせて、給紙ロール７で搬送路に引き出される。搬送路には搬送ロール８が設けられていて、記録紙トレイ６から引き出された記録紙は転写位置に搬送される。転写位置の転写ロール５には感光体１上のトナー像の帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、前記トナー像が記録紙に転写される。なお、搬送路には記録紙を検出するためのセンサ９，１０が設けられ、感光体１上の画像形成と記録紙の搬送タイミングとを調節するために使用される。転写ロール５の後には、感光体１から記録紙を剥離するための剥離装置としての電極１１が設けられている。
【０００４】
感光体１上のトナー像が転写された記録紙は定着装置１２に送られ、加圧ロール１３および加熱ロール１４で加熱・加圧処理される。定着装置１２によりトナー像が固定された記録紙はゲート１５の切り替えに従ってフェースアップトレイ１６またはフェースダウントレイ（本体ハウジング上面）１７に排出される。定着装置１２の後段の搬送路には記録紙をフェースダウントレイ１７に排出するための搬送ロール１８や記録紙の位置を検出するためのセンサ１９が設けられている。なお、記録紙を供給するためには、記録紙トレイ６のほか手差トレイ２０を設けることもできる。半月型のロール２１は手差トレイ２０から記録紙を引き出すために設けられている。
【０００５】
上記構成の装置において、記録紙が定着装置１２における加圧ロール１３と加熱ロール１４との当接部（ニップ部）を抜けて、該記録紙後端が加熱ロール１４側から離れる際、記録紙上の電荷が剥離放電として加熱ロール１４に落ち、静電的な履歴が加熱ロール１４に残ってしまう。この静電的な履歴は加熱ロール１４が１周回するうちも残っており、次に記録紙と接触したときに記録紙上のトナー像が該履歴部分に吸着される。その結果、次の１周回後にそのトナー像が加熱ロール１４から記録紙に転写されて画像を乱してしまうおそれがある。このような記録紙への再転写は「オフセット」として知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記オフセットを防止するため、例えば、加圧ロールと加熱ロールとを電気的に接続し、かつトナー粒子の極性と同極性の電荷を保持するように整流素子を介して接地させたり、加熱ロールまたは加圧ロールに電圧を印加したりすることが考えられていた。加圧ロールと加熱ロールとを整流素子を介して接地させた画像形成装置の一例が特開平２−２５３２８３号公報に開示されている。
【０００７】
しかし、バイアス電圧を印加するようにした上記画像形成装置では、部品点数が増えるほか、構造が複雑化するという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決し、部品点数を増やさずに剥離放電によるオフセットを防止して良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、荷電粒子からなる画像を担持した記録媒体を加圧して前記荷電粒子を前記記録媒体に定着させる定着装置を有する画像形成装置において、前記記録媒体の表面および裏面にそれぞれ当接するように配置されて該記録媒体を挟み込む一対の加圧手段と、前記加圧手段の、記録媒体搬送方向下流側にあって、該記録媒体にその幅方向で非平坦となるような変形を付与する記録媒体変形手段とを具備した点に特徴がある。
【００１０】
この特徴によれば、加圧手段を出た記録媒体は、その幅方向において非平坦に変形される。したがって、加圧手段を通過するときに、記録媒体の後端は、加圧手段から不均一に離れていく。その結果、記録媒体の幅方向の広い範囲で発生していた剥離放電は狭い範囲に抑制される。
【００１１】
また、本発明は、前記加圧手段の、記録媒体搬送方向下流側にあって、該記録媒体を前記加圧手段のうち荷電粒子担持面の裏面と対向する方に押圧する記録媒体付勢手段とを具備した点に第２の特徴がある。
【００１２】
この第２の特徴によれば、加圧手段のうち記録媒体の後端は荷電粒子担持面の裏面と対向する方に押圧されるので、該加圧手段の一方に沿うように搬送される。その結果、荷電粒子担持面と対向しない加圧手段に剥離放電され、この剥離放電によっては「オフセット」は生じない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明を適用したカラー画像形成装置を詳細に説明する。ここでは、図４に関して説明した構成や動作等を援用し、適宜図４を参照しつつ説明する。
【００１４】
従来、記録紙が定着装置から離脱する場合、該記録紙は、その幅方向全域が加熱ロールからほぼ同時に離れることから、加熱ロールの軸方向に沿った帯状の剥離放電が発生し、広い範囲でのオフセットが生じるものと考えられる。そこで、本実施形態では、記録紙が定着装置から抜ける際に、記録紙後端が加熱ロールから一度に離れるのを防止できるように構成した。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の定着装置の構成を示す斜視図である。定着装置１２は、加圧ロール１３と加熱ロール１４とを有する。加熱ロール１４は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属製パイプの表面に弗素樹脂等、耐熱性・離型性の良好な材料をコーティングを施してなり、中心部にはランプヒータ１４ａが配置されている。加圧ロール１３は金属製の芯材に発泡樹脂等、高摩擦材料を積層してなり、図示しないばね手段で加熱ロール１４の方向に弾力的に押圧されている。転写位置から搬送された記録紙Ｐはこれら加圧ロール１３および加熱ロール１４のニップ部で加熱・加圧されながら搬送され、該記録紙Ｐ上のトナー像が固定される。
【００１６】
加圧ロール１３および加熱ロール１４の後（下流）には排出シュート２２および２組の排出ロール対２３，２４が配置されていて、定着装置１２を抜けた記録紙Ｐは排出シュート２２に沿って搬送されて排出ロール対２３，２４のニップ部に案内される。
【００１７】
排出ロール対２３，２４において、上下いずれか一方が駆動側となり、他方が押圧側となる。ここでは、上側に駆動側ロールとしての排出ロール２３ａ，２４ａを配し、下側に押圧側ロールとしてのピンチロール２３ｂ，２４ｂを配している。排出ロール２３ａ，２４ａならびにピンチロール２３ｂ，２４ｂはいずれもテーパを有する円錐状に形成されている。したがって、この排出ロール対２３，２４を通過する記録紙は排出ロール２３ａ，２４ａならびにピンチロール２３ｂ，２４ｂの形状に沿って変形される。
【００１８】
図３は、排出ロール対２３，２４を通過するときの記録紙の変形の状態を示す斜視図である。この図のように、記録紙Ｐは排出ロール対２３，２４を通過するときに中央部分から折れ曲がって山型となる。すなわち、記録紙Ｐはその幅方向つまり搬送方向と直交する方向の断面において非平坦な形状を呈する。記録紙Ｐは定着装置１２を抜けたとき、その後端Ｐｒｅにおいては、加熱ロール１４から両端部が離れた時点で、山型に盛り上がっている中央部は依然として加熱ロール１４に追従する。したがって、後端Ｐｒｅの中央部は両端よりも遅れて加熱ロール１４から離れ、その結果、記録紙Ｐの後端Ｐｒｅと加熱ロール１４との間で発生する剥離放電をこの中央部付近だけに抑制することができる。なお、排出ロール対によって記録紙Ｐを強制的に変形させているので剥離放電の位置を確実にコントロールすることができる。また、記録紙Ｐを山型に変形させることによって剥離放電を一個所に制限でき、「オフセット」を目立たなくすることができる。
【００１９】
次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、排出シュート２２の上面を平坦なものから立体的な形状にすることで記録紙に変形を与えるようにした。図２は、排出シュート２２の上面つまり記録紙が滑走する面を、記録紙の幅方向両端部で中央部よりも高くしている。つまり、図２（ｂ）に示すように、排出シュート２２のＸ−Ｘ断面形状が凹型となるように形成している。このような排出シュート２２の形状により、定着装置１２を抜けた記録紙は排出シュート２２に沿って搬送され幅方向の中央部が凹型に変形する。その結果、記録紙の後端の両端部が中央部よりも遅れて加熱ロール１４から離れ、記録紙の後端と加熱ロール１４との間で発生する剥離放電はこの両端部付近だけに抑制される。排出シュート２２の形状に記録紙Ｐを沿わせているので該記録紙Ｐに加わる変形は強制的なものと異なり、ゆるやかなものとなる。また、剥離放電の位置を両端部に抑えることで、画像中央部に「オフセット」が生じるという不都合を回避できる。なお、この実施形態では、排出ロール対２３，２４は円筒状の外形を有する。
【００２０】
第１および第２の実施形態はそれぞれ、記録紙を逆方向に変形させるようにしてもよい。すなわち、第１の実施形態では円錐の組み合わせを変えて、記録紙の幅方向中央部を凹ませるようにしてもよいし、第２の実施形態では、排出シュータ２２の上面を中凸にしてもよい。要は、定着装置１２から排出されたときの記録紙がその幅方向つまり加熱ロール１４の軸方向で平坦にならないように、排出ロール対２３，２４または排出シュート２２の形状を決定してあればよい。
【００２１】
次に、第３の実施形態を説明する。記録紙が定着装置１２を抜けるとき、加熱ロール１４ではなく加圧ロール１３側に電荷が落ちるようにすれば、剥離放電による「オフセット」は起こらない。そこで、第３の実施形態では、記録紙を加圧ロール１３に追従させるための対策を講じた。
【００２２】
図５は、第３の実施形態に係る定着装置近傍の要部断面図である。この実施形態では、加熱ロール１４が下側に、加圧ロール１３が上側に配置されている。排出シュート２２には、加熱ロール１４および加圧ロール１３寄りに山２５を設けた。すなわち、加熱ロール１４および加圧ロール１３のニップ部での接線Ｌよりも加圧ロール１３側に突出した部分を形成した。
【００２３】
この山２５により、加圧ロール１３と加熱ロール１４とのニップ部を通過した記録紙Ｐは、山２５を支点として加圧ロール１３側に回動する方向つまり矢印Ｒ方向に付勢される。その結果、記録紙Ｐの後端は加圧ロール１３に当接しながら変位する。したがって、記録紙Ｐの電荷は加圧ロール１３に落ちるようになり、加熱ロール１４側には電気的な履歴が残らない。このように、単に排出シュート２２の上面形状を特有のものとすることによって簡単に剥離放電を回避することができる。
【００２４】
前記山２５は排出シュート２２の幅と略同一程度にするか、幅方向全域に間欠状に配置するのがよい。また、山２５は、記録紙の滑走性向上のため排出シュート２２に通常形成される線状のリブの延長として構成してもよい。図６は排出シュート２２の斜視図であり、山２５にまで延長されたリブ２６が示されている。要は、定着装置１２から抜けた記録紙を加圧ロール１３側に付勢するため、一旦、前記接線Ｌを超えて加圧ロール１３側に入り、その直後で再び加熱ロール１４側に戻る搬送経路を排出シュート２２の外形によって形成してあればよい。
【００２５】
なお、記録紙を確実に加圧ロール１３側に付勢するためには、排出ロール対２３，２４による記録紙搬送速度を、定着装置１２の各ロール１３，１４による記録紙搬送速度よりも速くするのが好ましい。そうすると、記録紙には引張力が作用し、この引張力により前記山２５を支点として記録紙を回動させようとする力が増大するからである。
【００２６】
本発明は、加熱ロールを用いた熱定着方式に限らず、圧力のみでトナー像を固定させる圧力定着方式のものであっても、同様に適用することができる。さらに、記録紙を挟む手段として１対のロールを用いる上述の方式に限らず、ベルト装置と加熱ロールとで記録紙を加圧するものであってもよい。但し、ベルトと加熱ロールとで記録紙を加圧するものは、該ベルトのバックアップ部材の形状に変形を与えて記録紙がニップ部から離れるときの該記録紙の後端形状を好適に処理するという自由度があるのに対し、単純にロール対で加圧する上述の実施形態のものでは、ニップ部での記録紙の処理は困難であるため、より一層、本発明を適用する利点が大である。
【００２７】
また、感光体上に形成した画像を記録媒体に転写する上述の画像形成装置に限らず、記録媒体に直接画像形成を行う方式、例えば、感光記録紙を一様帯電し、露光および現像のプロセスを経て出力画像を得るという方式を採用した画像形成装置にも本発明を適用できる。さらに、荷電粉体トナーまたは荷電液体インクを画像信号に応じた電界制御下で直接記録媒体へ噴射させる画像形成装置にも本発明を適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、記録媒体からの加圧手段への電荷の移動が制御され、剥離放電による「オフセット」が抑制または排除されて画質の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の定着装置の斜視図である。
【図２】第２の実施形態に係る定着装置の斜視図である。
【図３】定着装置を通過した記録紙の変形の態様を示す斜視図である。
【図４】画像形成装置の構成を示す模式図である。
【図５】第３の実施形態に係る記録紙排出シュートの形状を示す断面図である。
【図６】記録紙排出シュートの表面に形成されたリブを示す斜視図である。
【符号の説明】
１…感光体、 １２…定着装置、 １３…加圧ロール、 １４…加熱ロール、１４ａ…ランプヒータ、 ２２…排出シュート、 ２３，２４…排出ロール対

Claims (1)

1. 荷電粒子からなる画像を担持した記録媒体を加圧して前記荷電粒子を前記記録媒体に定着させる定着装置を有する画像形成装置において、
   前記記録媒体の表面および裏面にそれぞれ当接するように配置されて該記録媒体を挟み込む一対の加圧手段と、
   前記加圧手段の記録媒体搬送方向下流側にあって、前記記録媒体にその幅方向で非平坦となるような変形を付与する、前記記録媒体の幅方向に対をなして配置された記録媒体搬送ロールとを具備し、
   前記記録媒体搬送ロールのニップ部形状は、前記記録媒体搬送ロールの軸方向に対して傾斜して形成されることを特徴とする画像形成装置。

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