JPH06314048A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧ローラを駆動する方式の定着手段を有す
る画像形成装置の加圧ローラの熱膨張による転写ブレ、
画質の劣化を防止する。 【構成】 転写手段として転写ローラを用い、室温状態
での加圧ローラの周速を転写ローラよりも低く設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置に関し、特に、加熱部材とニップを形成しゴ
ム層をを有する加圧回転体を駆動する定着器を有する画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】電子写真装置等の画像形成装置では像担持
体上に形成したトナー像を記録材に転写した後、加熱部
材と加圧部材と、を有する定着器で熱と圧力とにより定
着することが広く行なわれている。

【０００３】また、近年、オゾンの発生の抑制等に適し
た転写手段として転写ローラが用いられている。

【０００４】更に、特開平４−４４０７５号公報、特開
平４−４４０７６号公報等で加圧ローラを駆動する定着
器を有する画像形成装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし加圧ローラを駆
動する加熱定着器を用いた場合、加圧ローラはシリコン
ゴム等のゴム層を有し、このゴム層が熱膨張するため定
着器での搬送速度が速くなる。

【０００６】このため室温で加圧ローラの周速と転写ロ
ーラの周速を等しく設定すると熱膨張した時に加圧ロー
ラの周速が大きくなり、転写ブレや転写画像の大きな伸
びが発生するという問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、トナー像を担持する像担持体と、像担持体上のト
ナー像を記録材に転写する転写回転体と、記録材上のト
ナー像を定着するための加熱部材及びこの加熱部材とニ
ップを形成しゴム層を有する加圧回転体と、この加圧回
転体を駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置にお
いて、室温での加圧回転体の周速を転写回転体の周速よ
り遅く設定したことを特徴とするものである。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【０００９】図１、図２は本発明の実施例の画像形成装
置の断面図、及び斜視図である。

【００１０】本実施例の搬送系３は図１・図２に示すよ
うに、装置本体Ａの内底部にカセット３ａの装置部３ｈ
を有している。ここでカセット３ａは装置本体Ａの底面
ほぼ全域にわたって設けられており、装置部３ｈに対し
て装置の前面Ｆ側から矢示Ｚ方向へ抜き差しして、装置
・取り外し可能である。なお、カセット３ａの装置部３
ｈに対する位置決めは、カセット側当接部３ａ１を本体
側突き当て部３ｈ１に突き当てることによって行う。そ
してこのカセット３ａ内に収納された記録媒体２をピッ
クアップローラ３ｂによって上部から一枚ずつ送り出
す。そして反転ローラが画像形成動作に応じて駆動回転
して記録媒体２を画像形成部の転写域Ｙへと搬送する。
更に画像形成後の記録媒体２を定着手段５へ搬送し、そ
の後排出ローラ対３によって積載部６へと排出する。こ
こで、コロ３ｅは反転ローラ３ｃに従動して回転する。
なお３ａ２はカセット把手である。

【００１１】さらに詳細に説明する。

【００１２】プリント開始信号により一回転制御クラッ
チ（不図示）に駆動力が伝達されて、前記ピックアップ
ローラ３ｂが１回転駆動されてカセット３ａ内の記録媒
体２がカセット３ａの手前方向（装置Ａの手前方向）に
１枚宛繰り出される。

【００１３】その繰り出された記録媒体２は、反転ロー
ラ３ｃ・ガイド３ｄ・コロ３ｅ等からなる第１反転シー
トパス３ｆを通って表裏を１８０°反転搬送されて装置
Ａ内後方へ送られる。そして記録媒体２は感光体ドラム
７と転写手段４との圧接ニップ部Ｙ（転写域）へ導入さ
れて、ドラム７面に形成担持されているトナー画像の転
写を受ける。そして、トナー画像の転写を受けた記録媒
体２は、搬送ガイド４１にガイドされて定着手段５へ至
り、定着手段５を通過時に加熱・加圧力によってトナー
像を記録媒体２に定着させる。そして定着手段５を通過
後の記録媒体２は中継ぎ搬送ローラ対３ｇを経て弓状の
第２反転シートパス３ｉに至る。この第２反転シートパ
ス３ｉを通過時に記録媒体２は再び表裏を１８０°反転
されて、排出ローラ対３ｊによって積載部６へ排出され
る。

【００１４】すなわち本実施例プリンタ装置において
は、装置底部に設けられたカセット３ａから一旦装置手
前方向へ送り出された記録媒体２は、第１反転シートパ
ス３ｆを通過時に表裏を反転されて装置後方へ進む。記
録媒体２は装置後方へ進行する過程において、転写域Ｙ
でトナー像の転写を受け、その後定着手段５でトナー像
の定着作用を受ける。また定着後の記録媒体２は、第２
反転シートパス３ｉを経て再び表裏を反転されて装置前
方へ向って進行し、装置上部の積載部６へ排出されて積
載される。そこで端的に言えば、本実施例では記録媒体
の搬送経路は所謂「Ｓ」字形状となっている。

【００１５】転写手段４は画像形成部で感光体ドラム７
に形成されたトナー像を記録媒体２に転写するものであ
る。本実施例の転写手段４は図１に示すように、転写ロ
ーラ４によって構成している。即ち、装着したプロセス
カートリッジＢの有する感光体ドラム７に転写ローラ４
によって記録媒体２を押圧し、転写ローラ４に感光体ド
ラム７に形成されたトナー像と逆極性の電圧を印加する
ことにより、感光体ドラム７上のトナー像を記録媒体２
に転写する。なお４ａはバネであって、転写ローラ４を
感光体ドラム７に押圧する。転写ローラ軸にはギア（不
図示）が嵌合しており、感光体ドラム７端部のギア（不
図示）とかみ合って所定の速度で回転する。

【００１６】定着手段５は、前記転写ローラ４の電圧印
加によって記録媒体２に転写したトナー像を記録媒体２
に定着させるものである。その構成は図３に示す通りで
ある。すなわち定着装置５において、５ａは横断面略半
円樋形の耐熱性のフイルムガイド部材、５ｂはこのフイ
ルムガイド部材の下面中央部に長手に沿って配設した低
熱容量の平板状セラミックヒータ（加熱体）、５ｃはこ
のセラミックヒータ付のフイルムガイド部材５ａに対し
てルーズに外嵌した。耐熱性樹脂の円筒型（エンドレ
ス）の薄膜フィルム（定着フィルム）、５ｄは加圧ロー
ラでフイルムガイド部材５ａの下側に配設され、フイル
ムガイド部材５ａはバネ５ｉにより加圧ローラ５ｄに常
時押圧されている。即ちセラミックヒータ５ｂと加圧ロ
ーラ５ｄとがフィルム５ｃを挟んで圧接して定着ニップ
部５ｅを形成している。

【００１７】そしてセラミックヒータ５ｂは通電系によ
り通電されて発熱し、制御部（不図示）の温調系により
定着時所定の定着温度に一定に維持されるように管理さ
れる。

【００１８】加圧ローラ５ｄは図３に示す様にその軸端
部にギア５ｈが嵌合しており、駆動部（不図示）のギア
とかみ合い、矢示の反時計方向に所定の周速度をもって
回転駆動される。この加圧ローラ５ｄの回転駆動により
該ローラの回転摩擦力で円筒型のフィルム５ｃが従動し
定着ニップ５ｅにおいてセラミックヒータ５ｂの下面に
密着して該ヒータを摺動しながらフイルムガイド部材５
ａの外回りを矢示の時計方向に所定の周速度にて回転駆
動される。５ｊは加圧ローラ５ｄの軸を支持する軸受け
である。

【００１９】画像転写を受けて定着装置５へ搬送された
記録媒体２は入口側ガイド５ｆで案内されて、温度制御
されたセラミックヒータ５ｂと加圧ローラ５ｄとの定着
ニップ部５ｅの回転駆動状態の円筒型フィルム５ｃと加
圧ローラ５ｄとの間に進入して、フィルム５ｃを介して
セラミックヒータ５ｂの下面に密着し、フィルム５ｃと
一緒の重なり状態で定着ニップ部５ｅを通過していく。

【００２０】この定着ニップ部５ｅを通過していく過程
で、記録媒体２上の未定着トナー画像がセラミックヒー
タ５ｂの熱をフィルム５ｃを介して受けて加熱され画像
の加熱定着がなされる。

【００２１】定着ニップ部５ｅを通った記録媒体２は回
転するフィルム５ｃの面から分離して出口側ガイド５ｇ
にガイドされ搬送ローラ３ｇに至る。

【００２２】次に本実施例の定着装置５における記録媒
体２の搬送について説明する。

【００２３】本定着装置５において記録媒体２は加圧ロ
ーラ５ｄによって搬送される。即ち、駆動部とかみ合っ
た加圧ローラギア５ｈが駆動されることにより加圧ロー
ラ５ｄに回転が伝達され紙を搬送する。

【００２４】本実施例の画像形成装置はスタンバイ時に
はヒータ５ｂへの通電はオフされており、ホストコンピ
ュータからの画像形成信号入力後にヒータ５ｂへの通電
が開始される。

【００２５】但し、連続的な画像形成中はヒータ５ｂの
温調を継続している。

【００２６】未定着のトナーを記録媒体に定着させるに
は所定の熱量を定着ニップ部５ｅでトナーに加える必要
がある。

【００２７】定着ニップ部５ｅの温度はセラミックヒー
タ５ｂと加圧ローラ５ｄの温度によって決定される。

【００２８】そこで加圧ローラ５ｄの温度が高い状態に
ある時、ヒータ５ｂの温調温度を高く、加圧ローラ５ｄ
が昇温した状態にある時ヒータ５ｂの温調温度を低く切
換えるように管理している。

【００２９】連続プリント時における温度変化を図４に
示す。

【００３０】まず長時間スタンバイ状態にある時、ヒー
タ５ｂには通電されてないため加圧ローラ５ｄの温度は
室温である。プリントがスタートするとヒータ５ｂに通
電され温度が上がる。

【００３１】定着ニップ部５ｅの温度が定着温度になる
様に、温調制御部は加圧ローラ５ｄの温度に合わせてヒ
ーター温度を決定している。加圧ローラ５ｄの温度は通
紙によって徐々に温度が上がっていくため、連続プリン
ト枚数に応じてヒータ５ｂの温度を下げることにより定
着ニップ部５ｅの温度を一定に保つ。

【００３２】従って加圧ローラ５ｄの温度は図４に示す
様に通紙状態によって変化する。図５は加圧ローラ５ｄ
の温度と径について表わしたものである。

【００３３】加圧ローラ５ｄはシリコンゴム層を有する
ため熱膨張する。

【００３４】本実施例では加圧ローラ５ｄは常温のとき
φ１５．７であるが通紙中はローラ温度が約１２０°Ｃ
°程度まで上昇し、その時のローラ径はφ１６．４程度
となる。

【００３５】次に本実施例の画像形成装置における記録
材の搬送について説明する。

【００３６】ホストコンピュータからプリント開始信号
が入力されると、カセット３ａ内の記録媒体２が給紙さ
れ反転ロ−ラ３ｃ、ガイド３ｄ、コロ３ｅ等からなる第
１反転パスシート３ｆを通って１８０°反転、搬送され
転写手段４へ導かれる。転写ローラ４により転写搬送さ
れた記録媒体２は定着手段５へ導かれる。図６は搬送さ
れた記録媒体２が定着ニップ部５ｅに突入した所を示し
たものである。

【００３７】この記録媒体は装置で使用される最大長の
ものを示している。

【００３８】このとき記録媒体２は搬送ガイド４１に沿
って定着手段５へ進入する。その後記録媒体２は転写−
定着間距離よりも長いため転写手段４と定着手段５に同
時に挟持されて搬送される。

【００３９】加圧ローラ５ｄの温度が室温である時、転
写ローラ搬送速度より加圧ローラの搬送速度が小さくな
るように加圧ローラの駆動速度と径を設定している。

【００４０】従って図７に示す様に定着−転写間で搬送
中に記録媒体２がループを形成する。ループは転写と定
着が同時に搬送されている時間が長い程大きく、一枚の
記録媒体２では後端が転写ローラ４を抜ける時が、又、
記録媒体２の種類では長い紙が本実施例ではリーガルサ
イズの記録紙が最もループが大きくなる。即ちリーガル
サイズの記録紙の後端が転写ローラ４を抜ける瞬間が最
もループが大きくなるが、本実施例では転写ローラ４の
搬送速度に対し９６％程度とし、又搬送ガイド４１上部
に空間を持たせたので、未定着のトナー画像が本体内部
でこすれて乱れる様なことは無い。この時、画像の部分
倍率は図９に示す様に転写ローラ４ｈによる搬送速度で
決定し加圧ローラ５ｄの影響は受けず、その時の倍率は
およそ１００％である。

【００４１】連続してプリント動作を行なうと、加圧ロ
ーラ５ｄの温度は上昇していく。

【００４２】この加圧ローラ温度は１０〜２０枚程度連
続プリントした頃にほぼ飽和し、１１０〜１２０°Ｃと
なる。

【００４３】この１１０〜１２０°Ｃの温度では加圧ロ
ーラは熱膨張し径がφ１６．４である。

【００４４】本実施例ではこの加圧ローラが略飽和温度
にある時は熱膨張による径の増大により加圧ローラの周
速が転写ローラの周速よりも速くなる。

【００４５】この時の紙搬送状態は定着装置５の方が転
写ローラ速度よりも速くなるため、図８に示す様に転写
−定着間で張った状態となる。この時の画像倍率は図１
０に示す様になる。即ち、紙先端が定着ニップ５ｅに突
入してから、紙を引っぱりだすために画像の部分倍率が
延び出す。特に長い紙が延び、本実施例ではリーガルサ
イズの紙で約１０５％程度となる。しかしながら部分倍
率が１０５％程度となっても実用上問題無く、又全体倍
率で考えた場合、画像が延びるのは定着に紙が突入して
からで画像の後半であるため、１０２％以下であり実用
上も問題無い。

【００４６】尚、室温での加圧ローラの周速は転写ロー
ラの周速の９５％以上とすることが好ましい。

【００４７】これより加圧ローラの周速が遅くなるとル
ープが大きくなり転写−定着間に大きな空間を設けなけ
れば画像のこすれが発生し易くなる。

【００４８】また、略飽和温度での加圧ローラの周速は
転写ローラの周速の１０５％以下とすることが好まし
い。

【００４９】これより加圧ローラの周速が早くなると画
像の伸びが目立ってくるからである。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば転写部で転写回転体が記
録材をしっかり挟持しているため定着器の加圧回転体の
搬送速度の影響は受けにくく、更に、室温での加圧回転
体の周速を転写回転体の周速より遅くしているため、加
圧回転体のゴムの熱膨張により搬送速度が速くなっても
転写ブレ、画質の劣化が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の画像形成装置の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例の画像形成装置の斜視図であ
る。

【図３】本発明の実施例の画像形成装置に用いられる定
着装置の斜視図である。

【図４】加圧ローラの温度とプリント枚数の関係を示し
たグラフである。

【図５】加圧ローラ径とプリント枚数の関係を示したグ
ラフである。

【図６】記録材の搬送状態を示した断面図である。

【図７】記録材の搬送状態を示した断面図である。

【図８】記録材の搬送状態を示した断面図である。

【図９】記録材上の画像倍率を示す図である。

【図１０】記録材上の画像倍率を示す図である。

【符号の説明】

４ 転写ローラ ５ 定着装置 ５ｂ セラミックヒータ ５ｄ 加圧ローラ ７ 感光ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 達雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像を担持する像担持体と、像担持
   体上のトナー像を記録材に転写する転写回転体と、記録
   材上のトナー像を定着するための加熱部材及びこの加熱
   部材とニップを形成しゴム層を有する加圧回転体と、こ
   の加圧回転体を駆動する駆動手段と、を有する画像形成
   装置において、 室温での加圧回転体の周速を転写回転体の周速より遅く
   設定したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 連続画像形成時上記ゴム層の熱膨張によ
   り加圧回転体の周速は転写回転体の周速よりも速くなる
   ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 スタンバイ時上記加熱部材への通電はオ
   フされ、画像形成信号入力後に加熱部材への通電が開始
   されることを特徴とする請求項１もしくは２の画像形成
   装置。
4. 【請求項４】 上記室温での加圧回転体の周速は転写回
   転体の周速の０．９５倍以上であることを特徴とする請
   求項１から３の画像形成装置。