JPH0713450A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、非通紙部昇温の問題を解決し、非
通紙部での昇温を緩和して、異なるサイズの記録材の定
着においても、定着ローラまたは加熱体を一様均一に加
熱し、適切な定着温度制御を行える画像形成装置を提供
することを目的とする。 【構成】 給紙カセット１４内に、矢印ｃ、ｄの左右に
移動して、ポジションＨ、Ｉ、Ｊに位置する小サイズ紙
用移動カセット７０を設け、小サイズ紙を連続して通紙
する際に、定着ローラ５１の定着部での記録材通紙域を
変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー像を記録材上に
加熱定着させる定着装置を有する画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の反転現像系画像形成装置の一例を
図７に示す。図７において１は感光ドラムであり、該感
光ドラム１は接地された金属等の導電性基材１ｂ上に感
光体層１ａを有しており、矢印Ａ方向に回転駆動するよ
うになっている。また、該感光ドラム１の上部には、帯
電バイアス電源１１により電圧が印加される芯金２ａ上
に弾性層２ｂを有する帯電ローラ２が配設されており、
上記感光ドラム１の表面は該帯電ローラ２により所定の
電位（暗電位）に一様均一に帯電される。そして、この
ように帯電された表面にレーザ光等の露光光３による露
光が行われると、該表面の電位は所定の電位（明電位）
となり、静電潜像が形成される。さらに、この静電潜像
は、現像バイアス電源１２より電圧を印加された現像ス
リーブ４ａより構成される現像装置４のトナーによって
顕画像化される。

【０００３】一方、給紙カセット１４内の記録材６１
は、一枚ずつ給紙カセット１４内より取り出され、入口
ガイド６により導かれて、転写バイアス電源１３により
電圧が印加された芯金５ｂ上に弾性層５ａを有する転写
ローラ５と、感光ドラム１とのニップ部に導入され、感
光ドラム１上のトナー像は記録材６１上に転写され、ト
ナー像を担持した記録材６１は、搬送ガイド８により導
かれて定着装置９に導入されてトナー像は記録材６１に
定着される。

【０００４】また、転写工程を終えた感光ドラム１上の
転写残りトナーは、クリーニングブレード７ａにより感
光ドラム１上から取り除かれてクリーニング装置７に回
収される、クリーニングされた感光ドラム１は、再び帯
電工程から順次、画像形成プロセスを繰り返して、画像
が形成される。

【０００５】従来、以上のような画像形成装置に使用さ
れる定着装置９は図８に示されるような構成となってい
る。図８におて５１は、定着ローラであり、アルミニウ
ムや鉄等の芯金５３上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型性樹
脂層５４を設け、また内部はヒータ５０によって加熱す
るようになっている。定着ローラ５１の温度は、定着ロ
ーラ５１に当接する温度検知素子５８によって検出さ
れ、温度制御装置（図示せず）によってヒータ５０を断
続的に作動させることで所定の温度に制御される。

【０００６】一方、５２は、定着ローラ５１に圧接回転
する加圧ローラであり、鉄やステンレス等の金属芯金５
６上に、弾性体層５７及び離型性の良いシリコーンゴム
やフッ素ゴム等の離型層５９を形成している。

【０００７】トナー像６０を担持した記録材６１は、定
着入口ガイド６３によって定着ローラ５１と加圧ローラ
５２との間の定着部（ニップ部）に導かれ、加熱・加圧
されることによってトナー像６０は記録材６１上に定着
された後、分離爪５５によって記録材６１は、定着ロー
ラ５１より剥離される。

【０００８】従って、定着ローラ５１の表面にはトナー
や紙粉が付着することがあるが、上記従来例では、定着
ローラ５１にクリーニングパッド６２を当接し、トナー
や紙粉の除去を行っている。

【０００９】しかしながら、このクリーニングパッド６
２を用いても一部のトナーや紙粉は定着ローラ５１の表
面に残留するので、温度検知素子５８を定着ローラ５１
の軸方向のほぼ中央部に近接または当接するように配設
すると、長時間の使用に伴って該温度検知素子５８の表
面にトナーや紙粉が付着し、定着ローラ５１表面の離型
層を摩耗させて傷を付け、画像上に黒い筋を生じさせる
ことがあった。

【００１０】そこで、上記温度検出素子５８は、定着ロ
ーラ５１端部に設置し、画像不良を防止している。

【００１１】また、このような従来の定着装置によれ
ば、定着ローラの温度を所定の定着温度に立ち上げるス
ピードが遅いという問題点があった。

【００１２】そこで、近年、図９における定着ローラ５
１の芯金５３の肉厚を、従来の３ｍｍ程度から０．５ｍ
ｍ程度に薄くした「薄肉定着ローラ」や、図９に示すよ
うに耐熱性フィルム２４の一面側に加熱体２０を、他面
側に記録材６１を密着させ、上記耐熱性フィルム２４を
介して加熱体２０の熱エネルギーを記録材６１に付与す
る「フィルム定着方式の定着装置」が提案されている。

【００１３】このフィルム定着方式の定着装置は、図９
に示すエンドレスベルト状の定着フィルム２４が、駆動
ローラ２５と、従動ローラ２６と、加熱体としての低熱
容量線状加熱体２０の互いに平行な三つの部材に懸回張
設してあり、加圧ローラ２８を定着フィルム２４に対向
圧接させたものである。この定着フィルム２４と加圧ロ
ーラ２８は記録材６１の搬送速度と同じ速度をもって回
転駆動され、未定着トナー画像６０を担持した記録材６
１がニップ部Ｎに搬送ガイド２９より導入されて加熱・
加圧され、記録材６１にトナー画像６０が定着される。
加熱体としての低熱容量線状加熱体２０は、絶縁・保護
を目的としたガラス層３０を表面層とする通電発熱体２
２、温度検知素子２３等を具備したヒータ基板２１から
構成され、剛性、耐熱性、断熱性を有する加熱体支持体
２７、及び２７ａで固定支持されている。

【００１４】この従来例によれば、定着装置が暖まり易
く、電源をＯＮすると、すぐに印刷を始めることができ
た。

【００１５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記各従来例においては、数種類のサイズの異なる記録材
を使用することが一般的であり、例えば、最大Ａ３（通
紙幅２９７ｍｍ）サイズの縦送りが可能な画像形成装置
において、Ａ４（通紙幅２１１ｍｍ）やＢ５（通紙幅１
８２ｍｍ）、封筒（通紙幅１０５ｍｍ）、名刺（通紙幅
５５ｍｍ）等の幅の狭い記録材を連続して通紙すると、
定着装置の定着部で非通紙部分が発生し、その非通紙部
では、熱量が記録材に吸収されないために、非通紙部の
定着ローラや加圧ローラが高温となり、「非通紙部昇
温」が発生する。その結果、以下のような問題があっ
た。

【００１６】非通紙部において、定着ローラが高温に
なり、加圧ローラのゴム材料の劣化を生じる。 通紙部と非通紙部で加圧ローラの熱膨張が不均一とな
り、軸方向での外形差を生じるために記録材の皺が発生
したり、斜行したりする。 小サイズ記録材の通紙後には、非通紙部が定着ローラ
設定温度よりも高温になってしまうために、小サイズ記
録材の通紙後に、より大きなサイズの記録材を通紙した
場合、非通紙部であったところでトナーが過溶融状態と
なってホットオフセットが発生する。これは、温度検知
素子が通紙域に設置されている場合であるが、非通紙部
に設置されている場合には、設定温度よりも通紙部が低
温になってしまうために定着不良またはコールドオフセ
ットが発生する。 非通紙部昇温を防止する対策として、記録材の通紙間
隔を通常の連続通紙よりも大きくして、定着ローラの局
部的な昇温を防止する方法が提案されているが、この方
式では、小サイズ紙を印刷するときに、非常に時間がか
かってしまい、印刷スピードが遅くなってしまう。 上述したような「薄肉定着ローラ」や「フィルム定着
方式の定着装置」によると、定着ローラや定着フィルム
の熱容量が小さいので、非通紙部昇温の問題が非常に顕
著に発生し、通紙域と非通紙域での温度差が２００℃に
達することがあった。

【００１７】本発明は、上記非通紙部昇温の問題を解決
し、非通紙部での昇温を緩和して、異なるサイズの記録
材の定着においても、定着ローラまたは加熱体を一様均
一に加熱し、適切な定着温度制御を行える画像形成装置
を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、記録材を挟持搬送する挟持搬送手段と、該挟持搬
送手段の内部に配設され通電により発熱する加熱手段
と、上記挟持搬送手段または加熱手段に当接または近接
して配設された温度検知手段と、該温度検知手段による
検知温度に基づいて上記加熱手段への通電量を制御する
ことにより、上記挟持搬送手段または加熱手段の温度を
所定温度に維持せしめる温度制御手段とを備えた画像形
成装置において、上記挟持搬送手段によって挟持搬送さ
れる最大の記録材よりも狭い幅の記録材の画像形成動作
を連続して行う際に、該狭い幅の記録材を上記最大の記
録材とほぼ同様の領域に亘って上記挟持搬送手段と接触
せしめる記録材搬送路選択手段を備えたことにより達成
される。

【００１９】

【作用】本発明によれば、最大の記録材よりも狭い幅の
記録材の画像形成動作を連続して行う際、例えば、記録
材の片面に画像を形成する場合であって複数枚の記録材
を搬送する場合には、記録材搬送路選択手段は、一枚目
の記録材が挟持搬送手段と接触する位置と、二枚目の記
録材が挟持搬送手段と接触する位置とが異なるように、
各記録材の挟持搬送手段に対する接触位置が変わるよう
に記録材を供給するので、記録材は挟持搬送手段の挟持
部のほぼ全域において該挟持搬送手段の表面と接するこ
とになるので、記録材挟持搬送手段または加熱手段の長
手方向における温度分布が均一になる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２１】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１及び図２に基づいて説明する。なお、図７及び図１０
に示した従来例との共通箇所には同一符号を付して説明
を省略する。

【００２２】図１は本発明の実施例１の説明図である。
本実施例装置は、図７に示した従来の画像形成装置とほ
ぼ同様な構成であり、図１は、図７の上方（矢印Ｂ方
向）から見た図である。なお、帯電ローラ２、現像装置
４、ガイド６及び８等は省略してある。

【００２３】本実施例では、給紙カセット１４内に、矢
印ｃ、ｄの左右に移動可能な小サイズ紙用移動カセット
７０を設け、小サイズ紙を連続して通紙する際に、定着
ローラ５１の定着部の記録材通紙域を変更する。すなわ
ち、本実施例は、記録材の搬送路を変化させる搬送路可
変手段を具備することによって、非通紙部昇温を防止す
るものである。

【００２４】この手順を説明する。先ず、複数枚の記録
材６１を搭載した小サイズ紙用移動カセット７０がホー
ムポジションＨにあるときに一枚目の記録材６１が給紙
され、次に、矢印ｃ方向の点線ポジションＩに移動した
ときに二枚目の記録材６１ａが給紙され、図１のように
感光ドラム１及び定着ローラ５１の左側に通紙される。
次に、小サイズ紙用移動カセット７０が、矢印ｄ方向の
一点鎖線ポジションＪに移動して三枚目の記録材６１ｂ
が給紙され、図１のように感光ドラム１及び定着ローラ
５１の右側に通紙される。なお、このとき、記録材６１
の搬送路に応じて感光ドラム１に形成される画像位置も
画像書き込み位置制御装置（図示せず）によって適宜の
位置に変更されている。

【００２５】このように、小サイズ紙用移動カセット７
０が矢印ｃ、ｄ方向（ポジションＨ→Ｉ→Ｊ→Ｈ…）に
順次移動しながら連続的に記録材６１を給紙し、定着装
置の定着部での記録材通紙域を変更するために、定着部
での連続的な非通紙部を極力少なくするように記録材の
搬送路を変化させて、非通紙部昇温を防止する。

【００２６】図２に本実施例において定着ローラの温度
分布を測定した結果を示す。図２においてＫは、Ｔ２側
のみが搬送基準である従来の画像形成装置において、小
サイズ紙を連続通紙した場合の温度分布であり、Ｔ１側
の非通紙部で定着ローラが、設定温度Ｔｆよりも非常に
高温になってしまっている。

【００２７】また、図２においてＬは、本実施例の小サ
イズ紙用移動カセット方式を用いて小サイズ紙を連続通
紙した場合の温度分布であり、定着ローラ全域において
設定温度Ｔｆに保たれている。

【００２８】なお、本実施例は、カセットの位置をＨ、
Ｉ、Ｊの３ポジションに移動する場合について説明した
が、封筒フィーダー等のように、より一層小サイズの記
録材を用いる場合では、移動を少しずつ行い、さらに複
数のポジションを用いる等、移動方法は、記録材の幅、
材質、厚さ、定着装置の非通紙部昇温の程度によって任
意に調節すると良い。

【００２９】上述したように、本実施例のように、搬送
路可変手段によると、非通紙部昇温を防止することがで
き、加圧ローラの劣化もなく、記録材の皺、ホットオフ
セット等のない鮮明な画像を得ることができた。さら
に、連続通紙が可能なので、小サイズ紙の印刷速度も向
上し、特に、上述した薄肉定着ローラやフィルム定着方
式の定着装置に適用すると非通紙部昇温防止の効果は大
きい。

【００３０】なお、本実施例では、給紙位置を可変とす
ることで記録材の搬送路を変更したが、給紙位置を固定
して、給紙後に記録材の搬送路を可変とする手段を用い
ても良い。例えば、給紙後の転写工程前や、転写工程終
了後の定着工程前に、記録材の搬送路可変手段を設置し
ても良い。

【００３１】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
３ないし図５に基づいて説明する。なお、実施例１との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３２】図３において８０は、小サイズ紙が６１
ｃ、６１ｄの左右に並列に配置されるような連装式給紙
カセットである。この連装式給紙カセット８０より、記
録材６１ｃ、６１ｄを左右交互に給紙することによっ
て、定着装置の定着部の記録材通紙域を適宜変更し、連
続的な非通紙部を少なくして、非通紙部昇温を防止する
ことができる。

【００３３】また、図４のように、同時に給紙したり、
図５のように、若干の時間差をもって給紙することによ
って、印刷スピードが向上し、非通紙部昇温も防止でき
る。本実施例においても画像書き込み位置制御（図示せ
ず）は必要であり、図４及び図５のように感光ドラム１
に２ページ以上にわたる画像を形成する場合には、例え
ばレーザプリンタでは、２ページ以上の画像を、コント
ローラで同時に処理すれば良い。

【００３４】図３ないし図５は二連装式カセットの例を
述べたが、複数連装式カセットでも、複数の封筒フィー
ダーでも良い。また、連装する記録材のサイズは異なっ
ていても良い。さらに、本発明の実施例１のような移動
式給紙カセットと組み合わせることによっては、連装し
たときに、定着ローラ５１の長手方向の幅より大きくな
っても問題はない。

【００３５】〈実施例３〉次に、本発明の実施例３を図
６に基づいて説明し、併せて本実施例との比較のために
図１０を用いて従来の画像形成装置についても説明す
る。なお、実施例１との共通箇所には同一符号を付して
説明を省略する。

【００３６】本実施では、両面画像や多重画像を形成す
る画像形成装置において、一面目の画像形成時と、二面
目または多重画像の形成時とで、搬送路を変更すること
によって、定着装置の定着部における記録材の通紙域を
変更するので、定着部での非通紙部昇温を防止すること
が可能である。

【００３７】図１０は、両面画像や多重画像の画像形成
機能を備えた従来の画像形成装置の一例を示している。
図１０において、給紙カセット１４から定着装置９に向
かって描かれた矢印線は記録材の移動経路を示してい
る。給紙カセット１４内の記録材６１は、入口ガイド６
から感光ドラム１と転写ローラ５のニップ部に挿通され
てトナー画像を担持し、定着装置９へ搬送されてトナー
画像を記録材６１の一面目に定着される。その後、矢印
Ｄ方向の矢印線の経路を通り、反転装置９０によって反
転され、再び入口ガイド６に挿通されて、一面目同様に
二面目に画像が形成され、定着装置９によりトナー画像
が定着されて矢印Ｕ方向の矢印線の経路を通り、両面画
像が形成される。ここで、反転装置９０をＯＦＦして、
反転させずに再び一面目に画像を形成することによって
多重画像が形成される。

【００３８】この両面画像や多重画像の形成が可能な画
像形成装置において、図６のように、一面目に画像が形
成された小サイズ記録材を反転装置９０を経た後、搬送
路可変装置９１によって搬送路を変化させることで、定
着装置での連続的な記録材非通紙部を無くすことにより
非通紙部昇温を防止することができた。

【００３９】また、搬送路可変装置９１は、記録材に一
面目の画像定着後から、二面目（または二重目）の画像
定着前ならば、任意の位置に配設して良く、反転装置９
０に搬送路可変機能を持たせても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送路可変手段や連装式給紙カセットを使用することに
よって、挟持搬送手段における記録材通過位置を適宜変
更するので、挟持搬送手段または加熱手段における記録
材非通過領域を無くし、非通過領域における昇温を防止
することが可能となり、挟持搬送手段としての加圧ロー
ラのゴム劣化や、記録材の皺、ホットオフセット、画像
形成スピードの低下等、記録材非通過領域の昇温による
問題を解決することができ、記録材のサイズによらず、
長期に亘り鮮明な画像を提供できる。

【００４１】さらに、挟持搬送手段としての定着ローラ
や加圧ローラの、挟持部における記録材やトナーとの摩
擦による削れ量を不均一とすることがなく、また、記録
材の端部との摺擦による傷等によって発生する定着性の
不均一や画像汚れ等を防止することができる。

【００４２】特に、薄肉定着ローラやフィルム定着方式
の定着装置等の熱容量が小さい定着部を有する定着装置
における記録材非通過領域の昇温を確実に抑え、定着部
の温度を容易に一様均一に保つことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における画像形成装置を説明
するための図である。

【図２】本発明の実施例１における定着ローラ表面の温
度分布を示す図である。

【図３】本発明の実施例２における画像形成装置を説明
するための図である。

【図４】本発明の実施例２における他の画像形成装置を
説明するための図である。

【図５】本発明の実施例２における他の画像形成装置を
説明するための図である。

【図６】本発明の実施例３における画像形成装置を説明
するための図である。

【図７】従来の画像形成装置の一例の縦断面図である。

【図８】従来のローラ方式の定着装置の一例の縦断面図
である。

【図９】従来のフィルム方式の定着装置の一例の縦断面
図である。

【図１０】従来の両面及び多重画像の形成が可能な画像
形成装置を説明するための図である。

【符号の説明】

５０ ヒータ（加熱手段） ５１ 定着ローラ（挟持搬送手段） ５２ 加圧ローラ（挟持搬送手段） ５８ 温度検知素子（温度検知手段） ７０ 小サイズ紙用移動カセット（記録材搬送路選択手
段） ８０ 連装式カセット（記録材搬送路選択手段） ９１ 搬送路可変装置（記録材搬送路選択手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材を挟持搬送する挟持搬送手段と、
   該挟持搬送手段の内部に配設され通電により発熱する加
   熱手段と、上記挟持搬送手段または加熱手段に当接また
   は近接して配設された温度検知手段と、該温度検知手段
   による検知温度に基づいて上記加熱手段への通電量を制
   御することにより、上記挟持搬送手段または加熱手段の
   温度を所定温度に維持せしめる温度制御手段とを備えた
   画像形成装置において、上記挟持搬送手段によって挟持
   搬送される最大の記録材よりも狭い幅の記録材の画像形
   成動作を連続して行う際に、該狭い幅の記録材を上記最
   大の記録材とほぼ同様の領域に亘って上記挟持搬送手段
   と接触せしめる記録材搬送路選択手段を備えたことを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 記録材搬送路選択手段は、記録材の幅方
   向に移動自在に配設された記録材収容容器であることと
   する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 記録材搬送路選択手段は、記録材の幅方
   向に対して並列に複数の供給口を有する記録材収容容器
   であることとする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 連続して行われる画像形成動作が、記録
   材の両面への画像形成動作、あるいは片面への多重の画
   像形成動作である場合には、記録材搬送路選択手段は、
   一面目または一重面における記録材の挟持搬送手段に対
   する接触位置と、二面目または二重目における該接触位
   置を変更せしめることとする請求項１に記載の画像形成
   装置。