JPH07114277A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真式画像形成装置において、記録画像
ピッチムラや定着手段で発生する記録紙定着皺を防止す
る。また、簡便な構造で良好な画像形成ができる小型の
画像形成装置を提供する。 【構成】 給紙ローラー２または紙送り上ローラー１２
等で構成される給紙手段、感光体１４等で構成される転
写手段、ヒートローラー２０または耐熱ベルト２７等で
構成される定着手段の記録紙搬送速度および記録紙搬送
力を特定し、良好な画像形成を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンタ、ファクシミ
リ、複写機等に用いられる乾式電子写真技術を応用した
画像形成装置に関するものであり、さらに詳しくは画像
形成装置内における記録紙の搬送技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】乾式電子写真技術を応用した画像形成装
置の記録紙搬送に関する従来技術としては次のような技
術がある。

【０００３】まず、特開昭５２−７０８４１号公報では
転写後に位置する吸引機構付きベルト式搬送装置が定着
装置に記録紙を送り込む際のベルト速度を定着装置の周
速度よりも遅くすることを特徴とし、ベルト式搬送装置
と定着装置の間で記録紙を伸張させて定着装置での記録
紙皺を防止する技術が開示されている。これに類似した
技術として、特開平３−２９４８８７号公報では感光体
の周速度よりも定着手段の記録紙搬送速度を速くするこ
とを特徴とし、記録紙のスキューを防止する技術が開示
されている。

【０００４】また、実開昭６１−７０８５６号公報では
感光体周速度に対し転写部を基準として上流側の記録紙
搬送速度は速く、下流側の記録紙搬送速度は遅くするこ
とを特徴とし、転写部近傍で記録紙を弛ませることによ
り転写部での記録紙推進力の伝達を緩和し、良好な画像
形成を行う技術が開示されている。これとは逆に、特開
平３−２３８４８６号公報ではレジストローラーの周速
度よりも定着手段の周速度を速くすることを特徴とし、
レジストローラーと定着手段の間で記録紙を伸張させ、
レジストローラーから記録紙が離脱する際の画像汚れを
防止する技術が開示されている。

【０００５】さらに、特開平３−１４８６８０号公報で
は感光体の周速度よりも転写ローラーの周速度を速く、
かつ、転写手段前に位置するレジストローラーの周速度
を感光体周速度よりも速く設定することを特徴とし、転
写時に生じる画像の中抜けを防止する技術が開示されて
いる。

【０００６】ここで、前述の各従来技術における記録紙
搬送に係わる各手段の周速度の関係を明確にするため、
一覧表として表１に示す。なお、表１において前述の各
従来技術の実施例中で各手段の周速度比が具体的に開示
されてる項目については感光体周速度を１００とした場
合の比率で記載した。また、給紙ローラーの周速度に関
する具体的な開示は前述の各従来技術には記載されてい
なかった。

【０００７】

【表１】

【０００８】ここで、これらの従来技術を検証するため
に発明者らが構成した画像形成装置の一例を説明する。

【０００９】図１５は発明者らが構成した従来型画像形
成装置の概略構成を示す側面図であり、具体的にはレー
ザー走査光学系を有するプリンタである。この従来型画
像形成装置の概略動作を図１５に基づき説明する。

【００１０】図１５において、図示しない駆動源により
矢印Ｄ方向に回転する感光体１４の外周には帯電手段と
して帯電ローラー２８がある。帯電ローラー２８は感光
体１４と当接し、図示しない高電圧電源から電圧を印加
され、感光体表面を一様に帯電させる。帯電された感光
体１４は露光手段であるレーザー走査光学系２９によっ
て選択的に露光され、感光体１４上に潜像を形成する。
感光体１４の表面に形成された潜像は現像手段である現
像ローラー３０で供給されるトナーによって顕像化され
る。転写手段である転写ローラー１６は現像手段下流側
で感光体１４と当接し、図示しない高電圧電源から電圧
を印加される。給紙手段は給紙ローラー２と上レジスト
ローラー３３、下レジストローラー３４によって構成さ
れ、給紙トレイ３１に収納された記録紙１は給紙ローラ
ー２によって順次一枚分離され、上レジストローラー３
３および下レジストローラー３４によって給送され、感
光体１４と転写ローラー１６との間で挟持搬送される。
転写手段で感光体１４上のトナー像が転写された記録紙
１は、ベルトローラー３６に掛け回され、かつ、多数の
小径穴を有する搬送ベルト３７と図示しない吸引手段に
接続された吸引箱３８で構成された中間搬送手段に至
り、記録紙１の裏面が吸引箱３８により搬送ベルト３７
へ吸着されて搬送される。引き続いて記録紙１は内部に
棒状のハロゲンランプ２１を備えたヒートローラー２０
とこれに加圧当接された加圧ローラー２２で構成された
定着手段に挟持搬送されてトナー像が定着され、装置外
部へ排出される。また、転写バネ１８および加圧バネ２
４は転写ローラー１６および加圧ローラー２４の記録紙
搬送幅方向の両端に位置し、転写ローラーを感光体１４
へ、加圧ローラー２２をヒートローラー２０へそれぞれ
加圧当接させるものである。各ローラーの駆動方法は感
光体１４、給紙ローラー２、下レジストローラー３５、
現像ローラー３０、ベルトローラー３６、ヒートローラ
ー２０が図示しない駆動源によって駆動され、上レジス
トローラー３４は下レジストローラー３５に、帯電ロー
ラー２８は感光体１４に、転写ローラー１６は感光体１
４に、加圧ローラー２２はヒートローラー２０にそれぞ
れ従動する。また、前述の従来技術を検証するために、
前述の図示しない駆動源によって駆動される各ローラー
の周速度は感光体１４の周速度に対して調整可能なよう
に構成した。

【００１１】この従来型画像形成装置の主な仕様を表２
に示す。

【００１２】

【表２】

【００１３】（検証実験例１）前述の従来型画像形成装
置により、前述の従来技術の開示内容を検証する実験を
行った。実験条件および形成された画像の状況を表３に
示す。なお、表３において各手段の周速度は感光体周速
度を１００とした場合の比率で記載した。

【００１４】

【表３】

【００１５】表３において、搬送ベルト３７の周速度よ
りもヒートローラー２０の周速度が遅い場合に坪量６０
ｇ／ｍ²程度の薄い記録紙を用いると、定着が終了した
記録紙に不快な皺が発生する場合があった。また、転写
ローラー１６の周速を感光体周速よりも２〜５％速くす
ると記録紙送り方向に画像のピッチムラが発生した。他
の条件では各種記録紙にほぼ良好な画像記録を行うこと
ができ、前述の従来技術を適宜組み合わせることで良好
な画像形成が行えることが確認された。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】昨今の画像形成装置を
取り巻く環境は高速・高性能化が要求される一方で、小
規模オフィスや個人へ普及拡大を見せている。特に、後
者のニーズでは特に装置の小型化と低価格化が求められ
ている。

【００１７】装置の小型化と低価格化を達成するには画
像形成装置の記録紙搬送経路を短縮し、各ローラー等の
記録紙搬送方向幅を記録紙幅に近い寸法にすると共に、
前述の従来技術で用いられる吸引機構付きベルト方式の
中間搬送手段等を省略して記録紙搬送機構を簡素化する
必要がある。そこで、従来型画像形成装置に改造を加
え、装置の小型化と低価格化が可能であるかを調査する
ことにした。発明者らが構成した従来型画像形成装置の
改造例について説明する。

【００１８】図１６は発明者らが構成した従来型画像形
成装置改造例の概略構成を示す側面図である。従来型画
像形成装置からの改造点を表４に示す。

【００１９】

【表４】

【００２０】（検証実験例２）この改造例によって検証
実験例１を再度検証する実験を行った。実験条件および
形成された画像の状況を表５に示す。

【００２１】

【表５】

【００２２】表５に示すように実験例１で良好な画像形
成ができた条件でも定着が終了した記録紙に不快な皺が
発生し、特にヒートローラー周速度が速くなるほど坪量
が重い紙でも皺が顕著になる傾向が観察された。

【００２３】また、画質向上のために図１６に示す転写
バネ１８や加圧バネ２４のバネ力を変更すると、前述の
記録紙定着皺の状態が軽減または助長される現象や、記
録紙搬送方向の画像にピッチムラが発生する現象が観察
された。

【００２４】さらに、図１６に示す給紙ローラー２は二
枚目以降の記録紙の重送を防止するため、一枚目の記録
紙を上レジストローラー３４および下レジストローラー
３５で構成されるレジストローラー対に給送した後は図
示しないクラッチ機構によって駆動解除するように制御
されるが、記録紙先端が前述のレジストローラー対に至
った時点で給紙ローラー２を駆動解除した場合と、給紙
ローラー２が記録紙を後端付近まで搬送した時点で駆動
解除した場合でも記録紙定着皺の状態が異なり、後者の
方が軽微であった。同様な現象が給紙ローラー２の周速
度を変えた場合でも起こり、前述のレジストローラー対
の周速度に対して給紙ローラー２の周速度を遅くするほ
ど、記録紙定着皺が顕著であった。

【００２５】このように装置の小型化と簡素化を達成す
るため、画像形成装置の記録紙搬送経路を一枚の記録紙
が同時に給紙・転写・定着手段に跨って存在する程度ま
で短縮し、各記録紙搬送手段の軸方向幅を記録紙幅に近
い寸法に短縮し、記録紙搬送手段を簡略化した場合に
は、前述の従来技術を適応しても良好な画像形成を行う
ことができないという課題がある。

【００２６】本発明は上記の課題を解決するもので、そ
の目的とするところは、簡便な構造で良好な画像形成が
できる小型の画像形成装置を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、感光体に当接し電圧を印加したローラーにより感光
体上に形成されたトナー像を記録紙へ転写する転写手
段、記録紙上に転写されたトナー像を加熱加圧して記録
紙へ定着する定着手段を有する画像形成装置において、
転写手段の記録紙搬送力をＦｔ、定着手段の記録紙搬送
力をＦｆとした場合に、 Ｆｔ＞Ｆｆ であることを特徴とする。

【００２８】また、Ｆｔ＞Ｆｆなる特徴に加えて、本発
明の画像形成装置は転写手段の記録紙搬送力Ｆｔ、定着
手段の記録紙搬送力Ｆｆが、 Ｆｔ≧１．３×Ｆｆ であることを特徴する。

【００２９】また、Ｆｔ＞Ｆｆなる特徴に加えて、本発
明の画像形成装置は転写手段の記録紙搬送速度をＶｔ、
定着手段の記録紙搬送速度をＶｆとした場合に、 Ｖｆ＝（１〜１．００５）×Ｖｔ であることを特徴とする。

【００３０】また、本発明の画像形成装置は、複数枚の
記録紙を収納し順次一枚分離して給送する給紙手段、感
光体に当接し電圧を印加したローラーにより感光体上に
形成されたトナー像を記録紙へ転写する転写手段、記録
紙上に転写されたトナー像を加熱加圧して記録紙へ定着
する定着手段を有する画像形成装置において、転写手段
の記録紙搬送力をＦｔ、給紙手段の記録紙搬送力をＦｓ
とした場合に、 Ｆｔ＞Ｆｓ であることを特徴とする。

【００３１】また、Ｆｔ＞Ｆｓなる特徴に加えて、本発
明の画像形成装置は転写手段の記録紙搬送力Ｆｆとした
場合に、 Ｆｔ＞Ｆｆ であることを特徴とする。

【００３２】また、Ｆｔ＞Ｆｓなる特徴に加えて、本発
明の画像形成装置は、転写手段に記録紙が給送されて記
録紙搬送を行う時の給紙手段の記録紙搬送抵抗力をＲｓ
とした場合に、 Ｒｓ≦１５０ｇｆ であることを特徴とする。

【００３３】さらに、Ｆｔ＞Ｆｆ、または、Ｆｔ＞Ｆｓ
なる特徴に加えて、本発明の画像形成装置は定着手段に
用いるヒートローラー外径が通紙幅方向について一定で
あることを特徴とする。

【００３４】

【作用】本発明の画像形成装置によれば、前述の従来技
術のように各記録紙搬送手段の周速度だけでなく、各記
録紙搬送手段の記録紙搬送力に工夫を加え、記録紙に適
正な速度と張力を与えながら搬送することによって記録
紙の張力分布を平均化させ、簡便な構造で良好な画像形
成ができる小型の画像形成装置を提供することができ
る。

【００３５】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳しく説明す
る。

【００３６】図１は本発明の画像形成装置の全体構造を
説明する装置横断面図である。本装置の概略動作を図１
に基づき説明する。

【００３７】図１において、図示しない駆動源により矢
印Ａ方向に回転する感光体１４の外周には帯電手段とし
て帯電ローラー２８がある。帯電ローラー２８は感光体
１４と当接し、図示しない高電圧電源から電圧を印加さ
れ、感光体表面を一様に帯電させる。帯電された感光体
１４は露光手段であるレーザー走査光学系２９によって
選択的に露光され、感光体１４上に潜像を形成する。感
光体１４の表面に形成された潜像は現像手段である現像
ローラー３０で供給されるトナーによって顕像化され
る。転写手段である転写ローラー１６は現像手段下流側
で感光体１４と当接し、図示しない高電圧電源から電圧
を印加される。一方、給紙手段である給紙ローラー２は
給紙トレイ３１に収納された記録紙１を順次一枚分離し
て給送し、給送された記録紙１は感光体１４と転写ロー
ラー１６との間で挟持されつつ引き続いて定着手段へ向
けて搬送される。転写手段で感光体１４上のトナー像が
転写された記録紙１は、内部に棒状のハロゲンランプ２
１を備えたヒートローラー２０とこれに加圧当接された
加圧ローラー２２で構成された定着手段に挟持搬送され
てトナー像が定着され、装置外部へ排出される。

【００３８】ここで、本発明の画像形成装置における給
紙手段について詳しく説明する。

【００３９】図２および図３は本発明の画像形成装置に
おける給紙手段の第一実施例を示す側面図であり、図２
は給紙開始状態を、図３は給送途中状態を示す図であ
る。

【００４０】図２において、給紙底板４上に積層された
記録紙１は給紙バネ３によって給紙ローラー２に押圧さ
れ、摩擦パッド５は一端を図示しない固定フレームに接
続した分離バネ６によって給紙ローラー２へ押圧されて
いる。給紙動作を開始すると記録紙１は給紙ローラー２
の矢印Ｂ方向への回転によって送り出され、給紙ローラ
ー２と摩擦パッド５の間で摩擦分離されて一枚だけが転
写手段方向に送出される。図示しない転写手段が記録紙
１の搬送を開始すると、図３のようにソレノイド７の引
き込み動作によってリリースレバー８が給紙底板４を押
し下げ、積層された記録紙と給紙ローラー２を離間させ
る。また、摩擦パッド５は一端がリリースレバー８に接
続されたリリースバネ９に引かれ、給紙ローラー２への
押圧力が軽減され、給紙ローラー２および摩擦パッド５
の摩耗を低減する。なお、摩擦パッド５と給紙ローラー
２の間には摩擦分離によって停滞した二枚目以降の記録
紙が存在する可能性があり、摩擦パッド５と給紙ローラ
ー２を離間させると二枚目以降の記録紙が転写手段方向
に重送される可能性があるので、離間させずに押圧を低
減させる程度にとどめるのが好ましい。また、積層され
た記録紙を分離給送する目的では前述のソレノイド７を
動作源とする一連の機構は不要だが、摩擦パッド５の摩
耗低減に加えて、記録紙を転写手段に給送した後の給紙
転写間の記録紙搬送張力を緩和する効果も有するもの
で、これに関しては給紙ローラー２の駆動力伝達を制御
する図示しないクラッチ機構の制御方法と併せて実験例
４で後述する。

【００４１】次に、給紙手段第一実施例における給紙ロ
ーラー２の記録紙搬送幅方向の配置、給紙手段の記録紙
搬送力Ｆｓおよび記録紙搬送抵抗力Ｒｓの測定方法、記
録紙搬送速度Ｖｓの測定方法について述べる。

【００４２】図４は給紙手段第一実施例における給紙ロ
ーラー２の記録紙搬送幅方向の配置とＦｓの測定方法を
説明する平面図であり、図５はＲｓの測定方法を示す平
面図である。

【００４３】図４において、給紙ローラー２は寸法Ｗ２
なる２個のゴム部をＷ１なる幅寸法に配置してあり、幅
寸法Ｗ１は最小通紙幅よりも若干狭くしてある。幅寸法
Ｗ１を最小通紙幅よりも広く構成すると、記録紙１の幅
が狭い時に給紙ローラー２と本図に示さない摩擦パッド
５が直接接触して急激な摩耗を起こすので好ましくな
い。

【００４４】給紙手段の記録紙搬送力Ｆｓは、本例の給
紙手段を装置外へ取り外し、後端全幅を薄肉アルミ製の
パイプ材３２に固定した最大通紙幅の記録紙１をセット
し、給紙ローラー２を画像形成時と同一周速度で回転さ
せ、パイプ材３２の両端に固定したロープ３３を介して
図示しないテンションゲージによって測定される動的搬
送力とした。Ｆｓの値は理論的にも推定でき、給紙バネ
３のバネ力、分離バネ６のバネ力、記録紙１と給紙ロー
ラー２の摩擦係数、記録紙１と摩擦パッド５の摩擦係
数、積層された記録紙１相互の摩擦係数などから算出す
ることができる。

【００４５】また、図５において、記録紙搬送抵抗Ｒｓ
は先端全幅をパイプ材３２固定した最大通紙幅の記録紙
１を本例の装置にセットし、給紙ローラー２へ駆動伝達
する図示しないクラッチ手段を駆動解除し、パイプ材３
２の両端に固定したロープ３３を図示しない転写手段の
周速度と等速で引いた場合に、図示しないテンションゲ
ージによって測定される動的搬送力とした。Ｒｓの値に
ついてもＦｓと同様な条件から理論的に推定することが
可能である。

【００４６】記録紙搬送速度Ｖｓは給紙ローラー２を画
像形成時と同一周速度で回転させて搬送した時の記録紙
１の移動速度をレーザードップラー型速度計で測定し
た。この際に、Ｖｓの値は給紙ローラー２の周速度より
も小さくなる傾向が見られ、給紙ローラー２と記録紙１
の間でスリップが発生しやすいことが判明した。従っ
て、Ｖｓの値は実際の測定値で示す方が好ましい。

【００４７】次に、本発明の画像形成装置における給紙
手段の第二の実施例について説明する。図６は本発明の
画像形成装置における給紙手段の第二実施例を示す側面
図である。

【００４８】図６において、給紙底板４上に積層された
記録紙１は給紙バネ３によって先端部両サイドが分離爪
１０に押圧されて、給紙動作を開始すると記録紙１はＤ
カットローラー１１の矢印Ｃ方向への回転によって送り
出され、分離爪１０によって一枚だけが転写手段方向に
送出される。送出された記録紙１は図示しない駆動系に
よって駆動された紙送り下ローラー１３と図示しない加
圧機構によってこれに押圧されて従動する紙送り上ロー
ラー１２に挟持搬送され、図示しない転写手段へと送出
される。また、Ｄカットローラー１１は図示しない一回
転クラッチ機構によって記録紙一枚毎に一回転だけ動作
する。一方、紙送り上ローラー１２および紙送り下ロー
ラー１３は両ローラー間に記録紙が存在する間は常時回
転するように構成しても、従来技術のゲートローラー機
構のように紙送り下ローラー１３と図示しない駆動源の
間にクラッチ機構を設け、このクラッチ機構によって紙
送り下ローラー１３の駆動を解除してから記録紙１の先
端を両紙送りローラー間へ突き当てながら進入させるよ
うに制御し、記録紙１の斜行を修正した後に駆動を再開
するように構成しても良い。

【００４９】ここで、給紙手段第二実施例における分離
爪１０、Ｄカットローラー１１、紙送り上ローラー１２
および紙送り下ローラー１３の記録紙搬送幅方向の配
置、給紙手段の記録紙搬送力Ｆｓおよび記録紙搬送抵抗
力Ｒｓの測定方法、記録紙搬送速度Ｖｓの測定方法につ
いて述べる。

【００５０】図７は給紙手段第二実施例における分離爪
１０、Ｄカットローラー１１、紙送り上ローラー１２、
紙送り下ローラー１３の記録紙搬送幅方向の配置とＦｓ
の測定方法を説明する平面図であり、図８はＲｓの測定
方法を示す平面図である。

【００５１】図７において、Ｄカットローラー１１は寸
法Ｗ３なるゴム部を通紙幅方向の中央に配置してあり、
分離爪１０は記録紙の幅に応じて通紙幅方向に調整す
る。給紙上ローラー１２は軽量化のため、支持軸１２ｂ
上に回動可能な状態で樹脂ローラー１２ａを複数個配置
する構成とした。紙送り下ローラー１３の軸方向長さは
図７の如く最大通紙幅よりも広く構成しなくてもよい。

【００５２】給紙手段の記録紙搬送力Ｆｓは、本例の給
紙手段を装置外へ取り外し、後端全幅を薄肉アルミ製の
パイプ材３２に固定した最大通紙幅の記録紙１をセット
し、Ｄカットローラー１１のカット面を記録紙１と対向
させて非接触状態とし、紙送り下ローラー１３を画像形
成時と同一周速度で回転させ、パイプ材３２の両端に固
定したロープ３３を介して図示しないテンションゲージ
によって測定される動的搬送力とした。Ｆｓの値は理論
的にも推定でき、給紙下ローラー１３に対する給紙上ロ
ーラー１２の押し付け力、記録紙１と給紙下ローラー１
３の摩擦係数などから算出することができる。

【００５３】また、図８において、記録紙搬送抵抗Ｒｓ
は先端全幅をパイプ材３２固定した最大通紙幅の記録紙
１を本例の装置にセットし、Ｄカットローラー１１のカ
ット面を記録紙１と対向させて非接触状態とし、給紙上
ローラー１２を取り外した状態として、パイプ材３２の
両端に固定したロープ３３を図示しない転写手段の周速
度と等速で引いた場合に、図示しないテンションゲージ
によって測定される動的搬送力とした。

【００５４】記録紙搬送速度ＶｓはＤカットローラー１
１のカット面を記録紙１と対向させて非接触状態とし、
給紙下ローラー１３を画像形成時と同一周速度で回転さ
せて搬送した時の記録紙１の移動速度をレーザードップ
ラー型速度計で測定した。

【００５５】ここで、本装置における給紙手段第一およ
び第二実施例の仕様を表６に示す。なお、記録紙搬送速
度Ｖｓの設定については実験例３で後述する。

【００５６】

【表６】

【００５７】次に、本発明の画像形成装置における転写
手段について詳しく説明する。図９は本発明の画像形成
装置における転写手段の実施例を示す斜視図である。

【００５８】図９において、最大通紙幅よりも若干広い
幅を有する転写ローラー１６は両端を転写軸受け１７で
保持され、転写バネ１８によって感光体１４へ押圧され
ている。感光体１４は図示しない駆動源によって駆動さ
れ、駆動力は感光体１４の端部に配設された駆動ギア１
５から転写ローラー１６の端部に配設された従動ギア１
９へ伝達され、転写ローラーを回転させる。前述のよう
に導電性ゴム材料で形成された転写ローラー１６は図示
しない高電圧電源から電圧を印加され、感光体１４と転
写ローラー１６に挟持・搬送される記録紙１へ形成され
たトナー像を逐次転写するものである。

【００５９】また、駆動ギア１５および従動ギア１９は
感光体１４と転写ローラー１６の当接を阻害しないよう
に歯形形状や転移量を適宜選択する必要がある。駆動ギ
ア１５と従動ギア１９の歯数を増速比に設定すれば、前
述の特開平３−１４８６８０号公報の如く感光体１４の
周速度よりも転写ローラー１６の周速度を速くすること
が可能であるが、本例の転写手段では記録紙１が感光体
１４と転写ローラー１６の間に進入または離脱する時に
感光体１４が受ける回転方向の衝撃によって生じる画像
の乱れを軽減するため、感光体１４と転写ローラー１６
の周速度は等しく設定した。

【００６０】次に、この転写手段実施例における記録紙
搬送力Ｆｔ、および、記録紙搬送速度Ｖｔの測定方法に
ついて述べる。

【００６１】図１０は転写手段実施例における転写手段
記録紙搬送力Ｆｔの測定方法を示す斜視図である。図１
０において、Ｆｔは前述の給紙手段の場合と同様に、本
例の転写手段を装置外へ取り外し、感光体１４と転写ロ
ーラー１６を画像形成時と同一周速度で回転させ、パイ
プ材３２の両端に固定したロープ３３を介して図示しな
いテンションゲージによって測定される動的搬送力とし
た。Ｆｔの値は理論的にも推定でき、転写バネ１８のバ
ネ力、記録紙１と感光体１４の摩擦係数、記録紙１と転
写ローラー１６の摩擦係数などから算出することができ
る。本例では転写バネ１８のバネ力を調整することでＦ
ｔを調整可能とした。Ｆｔの適正値については実験例１
で後述する。

【００６２】ここで、本装置における転写手段実施例の
仕様を表７に示す。

【００６３】

【表７】

【００６４】次に、本発明の画像形成装置における定着
手段について詳しく説明する。

【００６５】図１１は本発明の画像形成装置における定
着手段の第一実施例を示す斜視図である。

【００６６】図１１において、アルミパイプ外周にフッ
素系樹脂皮膜を形成したヒートローラー２０の中央には
ハロゲンランプ２１が配設され、ヒートローラー２０は
内部から所望の温度へ均一に加熱され、本例では１５０
℃に設定した。最大通紙幅よりも若干広い幅を有する加
圧ローラー２２は両端を加圧軸受け２３で保持され、加
圧バネ２４によりヒートローラー２０へ押圧されてい
る。ヒートローラー２０は図示しない駆動源によって駆
動され、加圧ローラー２２は加圧バネ２４の押圧力によ
ってヒートローラー２０に従動する。トナー像が転写さ
れた記録紙１は、ヒートローラー２０と加圧ローラー２
２で挟持・搬送され、トナー像が記録紙１へ定着され
る。なお、加圧バネ２４の加圧力はヒートローラー２０
と加圧ローラー２２のニップ幅、加圧ローラー２２のゴ
ム硬度、トナー軟化温度、ヒートローラー温度、記録紙
搬送速度等の条件よって適宜選択されるものであり、本
例においては６Ｋｇｆ程度が好適であった。

【００６７】また、図１２は本発明の画像形成装置にお
ける定着手段の第二実施例を示す斜視図である。

【００６８】図１２において、ポリイミドフィルム等の
部材で形成された耐熱ベルト２７は厚膜抵抗体等を具備
した発熱体２５と補助ローラー２６により回動可能な状
態で保持される。図示しない駆動源によって駆動される
加圧ローラー２２は両端を加圧軸受け２３で保持され、
加圧バネ２４により発熱体２５の方向へ押圧されてい
る。トナー像が転写された記録紙１は、耐熱ベルト２７
と加圧ローラー２２に挟持・搬送され、発熱体２５の加
熱によりトナー像が記録紙１へ定着される。

【００６９】定着手段第一および第二実施例における記
録紙搬送力Ｆｆと記録紙搬送速度Ｖｆの測定方法は前述
の転写手段と同一であり、説明は省略する。本例では加
圧バネ２４のバネ力を調整することでＦｆを調整可能と
し、Ｖｆも調整可能なように構成した。ＦｔおよびＶｆ
の適正値については実験例１および２で後述する。

【００７０】ここで、本装置における定着手段第一およ
び第二実施例の仕様を表８に示す。

【００７１】

【表８】

【００７２】以上述べてきた画像形成装置によって、様
々な記録紙を用いて各記録紙搬送手段の搬送速度、搬送
力について検討を行った。

【００７３】（実験例１）まず、転写手段の記録紙搬送
力Ｆｔと定着手段の記録紙搬送力Ｆｆの関係を実験例１
として検討した。実験例１の実験条件および実験結果を
表９に示す。

【００７４】

【表９】

【００７５】表９の実験条件について追記すると、検証
実験１の結果に基づき、記録紙定着皺を軽減するために
転写手段記録紙搬送速度Ｖｔよりも定着手段記録紙搬送
速度Ｖｆを０．２％早く設定した。また、検証実験２の
結果に基づき、給紙手段記録紙搬送速度ＶｓをＶｔより
も０．２％早く設定し、かつ、装置には記録紙１を一枚
だけセットし、給紙ローラー２または給紙下ローラー１
３を記録紙１が存在している間は常時回転するように制
御することで、二枚目以降の記録紙の重送と給紙・転写
手段間で記録紙１の伸張を防止した。なお、実験例１の
条件下では転写手段の記録紙搬送速度Ｖｔは感光体周速
度Ｖｐに極めて近似した速度であった。

【００７６】表９に記入した記号はそれぞれの条件にお
ける記録紙定着皺の発生状態を示すものであり、◎は全
く皺の発生が見られない場合、○は皺は発生しないが皺
の兆候が見られる場合、△はわずかな皺の発生が時折見
られた場合、×は皺が頻発した場合を示す。また、実験
例１でＦｆ＜Ｆｔの条件下では画像ピッチムラが観察さ
れ、ＦｆとＦｔの差が大きいほど画像ピッチムラは顕著
であった。

【００７７】表９で明かなように、転写手段記録紙搬送
力Ｆｔは定着手段記録紙搬送力Ｆｆよりも大きいことが
記録紙定着皺の発生を抑制する上で好ましく、さらには
ＦｔはＦｆの１．３倍以上であることが好ましい。ま
た、Ｆｆは０．４Ｋｇｆ以上であることが好ましく、
０．５Ｋｇｆ以上であることがさらに好ましい。

【００７８】表９に示される結果から、Ｆｔ＞Ｆｆなる
関係とすることで記録紙１の伸縮が発生する定着手段よ
りも記録紙１の伸縮がない転写手段に記録紙１の搬送が
依存する状態とする事が記録紙定着皺を抑制する上で効
果があるものと推定される。

【００７９】なお、ＦｔおよびＦｆは記録紙１の幅が小
さい場合にはそれぞれ異なった変化をするため、全ての
条件においてＦｔ＞Ｆｆなる関係を保つことは困難とな
る場合が考えられるが、記録紙１の幅が小さくなれば定
着手段での記録紙１の伸縮量も小さくなり、記録紙定着
皺も発生しにくくなるため、記録紙１が画像形成が可能
な最大の幅を有する場合に上記関係が満たされれば記録
紙定着皺の発生しない画像形成装置が実現できる。

【００８０】（実験例２）次に、転写手段記録紙搬送速
度Ｖｔに対する定着手段記録紙搬送速度Ｖｆの関係を実
験例２として検討した。実験例２の実験条件および実験
結果を表１０に示す。なお、実験例２の諸条件は実験例
１と同一であり、Ｆｔは２Ｋｇｆ、Ｆｆは０．７５Ｋｇ
ｆに設定した。

【００８１】なお、表１０に記入した記号はそれぞれの
条件における記録紙定着皺の発生状態を示すものであ
り、◎は全く皺の発生が見られない場合、○は皺は発生
しないが皺の兆候が見られる場合、△はわずかな皺の発
生が時折見られた場合、×は皺が頻発した場合を示す。

【００８２】

【表１０】

【００８３】表１０で明かなように、定着手段記録紙搬
送速度Ｖｆは転写手段記録紙搬送速度Ｖｔに対して１．
０から１．００５倍の範囲とすることが記録紙定着皺の
発生を抑制する上で好ましく、さらに、ＶｔはＶｆに対
して１．００２倍程度であることがより好ましい。

【００８４】表１０に示される結果から、Ｆｔ＞Ｆｆの
関係下でＶｆをＶｔに対して１．０から１．００５倍と
することにより、転写手段と定着手段の間で記録紙１が
適度な張力で伸張され、記録紙１の定着手段直前部が搬
送幅方向に加熱されて膨張した場合のうねりが平均的に
抑止され、記録紙定着皺を抑制する効果があるものと推
測される。また、必要以上にＶｆを速くすると記録紙１
の定着手段直前部のうねりが局部的に集中してしまい、
記録紙定着皺となるものと推測される。

【００８５】なお、転写手段記録紙搬送力Ｆｔが定着手
段記録紙搬送力Ｆｆより大きいので、実験例２において
画像のピッチムラは発生しなかった。

【００８６】（実験例３）次に、転写手段記録紙搬送力
Ｆｔに対する給紙手段記録紙搬送力Ｆｓの関係を実験例
３として検討した。

【００８７】前述の従来技術の特開昭６１−７０８５６
号公報が開示しているように、給紙手段側の記録紙搬送
部周速度を転写手段側の記録紙搬送部周速度よりも速く
することは、転写手段における感光体から記録紙への画
像転写ズレを防止する上で効果があるが、本装置の給紙
手段第一実施例で述べたように記録紙１と給紙ローラー
間でスリップが発生した場合は転写ズレ防止効果が不充
分と推測される。そこで実験例３では給紙手段第一実施
例を用いて様々な摩擦係数を有する記録紙で実験を行っ
た。実験例３の実験条件および実験結果を表１１に示
す。

【００８８】なお、実験例３では転写手段記録紙搬送力
Ｆｔを１．５Ｋｇｆとし、定着手段の記録紙搬送力を
０．７５Ｋｇｆとし、転写手段記録紙搬送速度Ｖｔに対
する定着手段記録紙搬送速度ＶｆをＶｔの１．００２倍
とし、給紙ローラー２の周速度をＶｔの１．０２倍とし
た。また、給紙手段記録紙搬送力Ｆｓは図２に示す給紙
バネ３および分離バネ６のバネ力によって調整し、ソレ
ノイド７は動作しないように設定し、画像形成中のＦｓ
が変動しないようにした。これ以外の条件は実験例１と
同一である。

【００８９】

【表１１】

【００９０】表１１で明かなように、給紙ローラー２の
周速度を転写手段周速度Ｖｔに対して２％速く設定した
にもかかわらず、記録紙１の紙質によって給紙ローラー
２に対する摩擦係数が低い場合は実際の給紙手段記録紙
搬送速度ＶｓがＶｔよりも遅くなる傾向が観察された。
この時、転写手段記録紙搬送力Ｆｔが給紙手段記録紙搬
送力Ｆｓよりも大きければ記録画像のピッチムラや記録
紙定着皺を抑制できることが判明した。

【００９１】周知のように、画像形成装置では様々な紙
質の記録紙が使用され、かつ、給紙ローラー２の摩擦係
数は経時低下する傾向にあり、記録画像のピッチムラや
記録紙定着皺を抑制する上でＦｔ＞Ｆｓなる関係にする
ことが好ましい。

【００９２】また、本装置給紙手段第二実施例について
も同様な実験を試みたが、給紙下ローラー１３と記録紙
１の摩擦係数によって実験例３とほぼ同様な結果が得ら
れ、給紙手段第二実施例においてもＦｔ＞Ｆｓなる関係
が好ましいことが判明した。

【００９３】（実験例４）実験例１、２および３では給
紙手段に記録紙１を一枚だけセットし、給紙手段内に記
録紙１が存在する間は記録紙搬送を継続するように制御
したが、実際の画像形成装置では給紙トレイ１３に積層
収納された記録紙に順次画像記録をする必要があり、か
つ、記録紙１の長さは不特定なので、記録紙長さを検知
する手段を別途設けないと記録紙１の終端まで給紙手段
が記録紙搬送を継続することはできない。特に、給紙手
段第一実施例では摩擦パッド５が常に給紙ローラー２の
方向に当接される構成であり、二枚目以降の記録紙が重
送されるのを防止するには、転写手段へ一枚目の記録紙
が進入した後に給紙ローラー２の駆動を解除する必要が
ある。

【００９４】そこで、記録紙搬送抵抗Ｒｓが画像形成に
およぼす影響を実験例４として検討した。実験例４の実
験条件および実験結果を表１２に示す。

【００９５】なお、実験例４では給紙手段第一実施例を
用い、転写手段記録紙搬送力Ｆｔを１．５Ｋｇｆとし、
定着手段の記録紙搬送力Ｆｆを０．７５Ｋｇｆとし、給
紙手段記録紙搬送力Ｆｓを１．２Ｋｇｆ以下とし、転写
手段記録紙搬送速度Ｖｔに対する定着手段記録紙搬送速
度ＶｆをＶｔの１．００２倍とし、給紙ローラー２の周
速度をＶｔの１．０２倍とした。また、転写手段が記録
紙１の搬送を開始した時点で図３に示すソレノイド７を
作動させ、給紙手段第一実施例で説明した一連のリリー
ス動作を行わせ、同時に給紙ローラー２を駆動する図示
しないクラッチ機構によって駆動を解除するように制御
した。さらに、給紙手段記録紙搬送抵抗Ｒｓはリリース
バネ９のバネ力で調整した。これ以外の条件は実験例１
と同一である。

【００９６】

【表１２】

【００９７】表１２に示すように、給紙手段記録紙搬送
抵抗Ｒｓが１５０ｇｆ以下の条件でほぼ良好な画像形成
ができることが判明した。

【００９８】周知のように給紙手段第一実施例のような
給紙機構の場合に、ソレノイド７を動作源とするリリー
ス機構を設けないとＲｓの値は５００ｇｆ程度となり、
記録紙定着皺のない良好な画像形成を行う上では、画像
形成装置にこのリリース機構を備える方が望ましい。

【００９９】また、給紙手段第二実施例においてもＲｓ
に類する記録紙搬送抵抗が発生しないように設計上の配
慮をする必要がある。

【０１００】（実験例５）実験例１から４の結果から、
本画像形成装置では各記録紙搬送手段間で記録紙１が受
ける張力の状態によって画像ピッチムラや記録紙定着皺
が発生することが判明してきた。そこで、従来より定着
手段第一実施例のようなヒートローラー２０を用いる場
合は、定着手段ニップ部分で発生する記録紙１の搬送幅
方向の熱膨張によるうねりを緩和するため、ローラー幅
方向中央の外径をローラー幅方向端部の外径よりも細く
した逆クラウン形状とし、ローラー中央部よりもローラ
ー端部の記録紙搬送速度を速くすることが広く行われて
いるが、この逆クラウン形状が本装置の画像形成に与え
る影響を実験例５として検討した。

【０１０１】実験例５の実験条件および実験結果を表１
３に示す。なお、給紙手段記録紙搬送抵抗Ｒｓは１００
ｇｆとし、それ以外の条件は実験例４と同一とした。

【０１０２】表１３においてヒートローラークラウン量
はローラー中央部の外径に対するローラー端部の外径の
差で示してある。

【０１０３】

【表１３】

【０１０４】表１３に示すように、ヒートローラー２０
のクラウン量は±１００μｍ以下ででほぼ良好な画像形
成ができることが判明し、特にクラウン量０で最も良好
な画像が得られた。これは定着手段で発生する張力がク
ラウン量が少ないほど均一化されるためと考えられる。
従って、本画像形成装置をヒートローラー２０を用いた
構成とする場合には、従来のようにヒートローラー２０
を逆クラウン形状に加工する必要がなく、また、定着手
段での記録紙ニップ幅が通紙幅方向で均等化されるの
で、記録紙上で均一なトナーの定着性が得られる。

【０１０５】ここで、以上の各実験結果を総合し、従来
型画像形成装置と本画像形成装置で記録紙１が受ける張
力の関係を図１３および図１４で比較する。

【０１０６】図１３は従来型画像形成装置の検証実験例
１において記録紙１が各記録紙搬送手段から受ける力を
示す平面図である。検証実験例１で良好な画像形成がで
きた条件において、記録紙１は上レジストローラー３４
と下レジストローラー３５で構成されるレジストローラ
ー対と転写手段間では弛むのでこの間の張力Ｔ１は存在
しない。また、転写手段とベルトローラー３６に掛け回
され、かつ、多数の小径穴を有する搬送ベルト３７と図
示しない吸引手段に接続された吸引箱３８で構成された
中間搬送手段の間で、記録紙１は伸張または弛む状態で
あり、この間の張力はＴ２または０である。さらに、前
述の中間搬送手段と定着手段の間で記録紙１され、この
間には張力Ｔ３が発生する。図１３に示すように張力Ｔ
２およびＴ３は比較的均一な分布を有すると推測され
る。

【０１０７】一方、図１４は本画像形成装置の実験例１
から５において記録紙１が各搬送手段から受ける力を示
す平面図である。

【０１０８】実験例１から５で記録紙定着皺や画像ピッ
チムラが発生した条件において記録紙１は、給紙手段と
転写手段の間では記録紙搬送抵抗力Ｒｓと等価な張力Ｒ
ｓを受けるが、各記録紙搬送手段を近接配置したため、
各手段間に加わる記録紙搬送張力がＬ２、Ｌ３間で平均
化されにくく、図１４のように転写手段と定着手段の間
で、Ｒｓ、Ｆｔ、Ｆｆが合成された不均一な分布のＴ４
を受ける。

【０１０９】そこで、実験例１から５で良好な画像形成
ができ、課題を解決するための手段に記載した条件で画
像形成を行うことにより、転写手段と定着手段間の張力
を不均一なＴ４の状態から均一化されたＴ５の状態に改
善し、良好な画像形成を行うことが可能となる。

【０１１０】なお、本発明は感光体としてベルト状感光
体を、帯電手段として導電性フィルム部材やブラシ状部
材を、現像手段として磁性トナーを用いた非圧接磁気ロ
ーラー方式を用いた場合においても構成可能であり、同
一の効果が得られることは自明である。

【０１１１】

【発明の効果】以上述べたように本発明の画像形成装置
によれば、画像形成装置の記録紙搬送手段である給紙手
段、転写手段、定着手段の記録紙搬送速度と搬送力を特
定することによって記録画像のピッチズレや定着手段で
発生する記録紙定着皺が防止され、画質を向上させるこ
とができる。

【０１１２】さらに、本発明を用いた画像形成装置は各
記録紙搬送手段の配置間隔を従来よりも大幅に短縮し、
各ローラー等の記録紙搬送方向幅を記録紙幅に近い寸法
で構成し、簡便な記録紙搬送機構で画像形成を行っても
画質を損なうことがなく、小型かつ低価格で良好な画像
形成が可能な画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の全体構造を説明する
装置横断面図である。

【図２】 本発明の画像形成装置における給紙手段の第
一実施例を示す図であり、給紙開始状態を示す側面図で
ある。

【図３】 本発明の画像形成装置における給紙手段の第
一実施例を示す図であり、給送途中状態を示す側面図で
ある。

【図４】 本発明の画像形成装置の給紙手段第一実施例
における給紙ローラー２の記録紙搬送幅方向の配置と給
紙手段記録紙搬送力Ｆｓの測定方法を説明する平面図で
ある。

【図５】 本発明の画像形成装置の給紙手段第一実施例
における給紙手段記録紙搬送抵抗力Ｒｓの測定方法を説
明する平面図である。

【図６】 本発明の画像形成装置における給紙手段の第
二実施例を示す側面図である。

【図７】 本発明の画像形成装置の給紙手段第二実施例
における分離爪１０、Ｄカットローラー１１、紙送り上
ローラー１２、紙送り下ローラー１３の記録紙搬送幅方
向の配置と給紙手段記録紙搬送力Ｆｓの測定方法を説明
する平面図である。

【図８】 本発明の画像形成装置の給紙手段第二実施例
における給紙手段記録紙搬送抵抗力Ｒｓの測定方法を示
す平面図である。

【図９】 本発明の画像形成装置における転写手段の実
施例を示す斜視図である。

【図１０】 本発明の画像形成装置の転写手段実施例に
おける転写手段記録紙搬送力Ｆｔの測定方法を示す斜視
図である。

【図１１】 本発明の画像形成装置における定着手段の
第一実施例を示す斜視図である。

【図１２】 本発明の画像形成装置における定着手段の
第二実施例を示す斜視図である。

【図１３】 従来型画像形成装置の検証実験１において
記録紙１が各記録紙搬送手段から受ける力を示す平面図
である。

【図１４】 本発明の画像形成装置の実験例１から５に
おいて記録紙１が各搬送手段から受ける力を示す平面図
である。

【図１５】 発明者らが構成した従来型画像形成装置の
概略構成を示す側面図である。

【図１６】 発明者らが構成した従来型画像形成装置改
造例の概略構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１…記録紙 ２…給紙ローラー ３…給紙バネ ４…給紙底板 ５…摩擦パッド ６…分離バネ ７…ソレノイド ８…リリースレバー ９…リリースバネ １０…分離爪 １１…Ｄカットローラー １２…紙送り上ローラー １３…紙送り下ローラー １４…感光体 １５…駆動ギア １６…転写ローラー １７…転写軸受け １８…転写バネ １９…従動ギア ２０…ヒートローラー ２１…ハロゲンランプ ２２…加圧ローラー ２３…加圧軸受け ２４…加圧バネ ２５…発熱体 ２６…補助ローラー ２７…耐熱ベルト ２８…帯電ローラー ２９…レーザー走査光学系 ３０…現像ローラー ３１…給紙トレイ ３２…パイプ材 ３３…ロープ ３４…上レジストローラー ３５…下レジストローラー ３６…ベルトローラー ３７…搬送ベルト ３８…吸引箱

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体に当接し電圧を印加したローラー
   により前記感光体上に形成されたトナー像を前記記録紙
   へ転写する転写手段、前記記録紙上に転写されたトナー
   像を加熱加圧して前記記録紙へ定着する定着手段を有す
   る画像形成装置において、 前記転写手段の記録紙搬送力をＦｔ、前記定着手段の記
   録紙搬送力をＦｆとした場合に、 Ｆｔ＞Ｆｆ であることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記転写手段の記録紙搬送力Ｆｔ、前記
   定着手段の記録紙搬送力Ｆｆが、 Ｆｔ≧１．３×Ｆｆ 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. 【請求項３】 前記転写手段の記録紙搬送速度をＶｔ、
   前記定着手段の記録紙搬送速度をＶｆとした場合に、 Ｖｆ＝（１〜１．００５）×Ｖｔ であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 複数枚の記録紙を収納し順次一枚分離し
   て給送する給紙手段、感光体に当接し電圧を印加したロ
   ーラーにより前記感光体上に形成されたトナー像を前記
   記録紙へ転写する転写手段、前記記録紙上に転写された
   トナー像を加熱加圧して前記記録紙へ定着する定着手段
   を有する画像形成装置において、前記転写手段の記録紙
   搬送力をＦｔ、前記給紙手段の記録紙搬送力をＦｓとし
   た場合に、 Ｆｔ＞Ｆｓ であることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記転写手段の記録紙搬送力をＦｔと
   し、前記定着手段の記録紙搬送力Ｆｆとした場合に、 Ｆｔ＞Ｆｆ であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記転写手段に記録紙が給送されて記録
   紙搬送を行う時の前記給紙手段の記録紙搬送抵抗力をＲ
   ｓとした場合に、 Ｒｓ≦１５０ｇｆ であることを特徴とする請求項４または５記載の画像形
   成装置。
7. 【請求項７】 前記定着手段に用いるヒートローラー外
   径が通紙幅方向について一定であることを特徴とする請
   求項１または４または５記載の画像形成装置。