JP2006215152A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 両面画像形成時に排紙トレイに積載された用紙にタッキング現象を引き起こさない搬送手段を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 未定着のトナー像を担持する用紙を加熱部に通過させることにより、前記用紙にトナー像を定着させる定着手段と、前記用紙を装置外へ排出する排紙トレイと、前記用紙が非コート紙かコート紙かの種類を設定できる用紙設定手段および用紙搬送路上に前記種類を識別する用紙判別手段の内少なくとも１つの手段と、用紙両面にトナー像を形成可能な両面画像形成手段と、定着手段通過後の用紙を装置外へ排出する前に反転させる搬送路とを有する画像形成装置において、用紙の種類をコート紙に設定した場合もしくは用紙の種類がコート紙と判別した場合でかつ両面画像を複数枚作成する場合は、用紙の裏面画像を定着後に、用紙を自動的に反転させ、排出することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真複写機、プリンタ及びこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に関し、特に、熱定着後に排出される用紙を表裏反転させる搬送路を有する画像形成装置に関する。

近年、印刷用のコート紙に、電子写真方式の画像形成装置にて光沢度の高い画像を形成することが要求されてきている。前記コート紙は、電子写真用の普通紙に比べて、１）表面（コート層の部分）の熱容量が高い、２）表面平滑性が高い、３）トナーが溶融してもコート層内部に染み込み難い等々の特徴がある。

電子写真方式では、加熱した２つのローラやベルトを接触させニップ部を形成し、ニップ部に未固定のトナー像を担持する用紙を通過させることにより、用紙上にトナー像を熱定着させることが行われており、ニップ部を通過した用紙は高温に熱せられている。したがって、排紙される前に冷却ファン等によって用紙を冷却する方法が従来からとられているが、コート紙は熱容量が高いため冷え難く、排紙トレー上で、トナーが両面に定着された用紙が積載されると、非コート紙である所謂普通紙に比べてタッキング（用紙同士が貼着）現象が生じ易くなる。この現象は、用紙が積載されて行く速度が早い高生産性の機械ほど、排紙と例上に用紙が排出されてから次の用紙が上に積載される前に、トナーが冷えて完全に凝固しにくくなるため顕著に現れる。また、コート紙はトナーが染み込み難く、表面性も平滑なためトナー像が定着された表面は平滑になり易く、用紙が積載された場合の用紙上のトナー画像同士の接触面積も大きくなり易いこともコート紙のタッキングを助長する一因でもある。

近年、ワックスを従来に比べて多量に含有するトナーを使用し、定着装置に離型剤であるシリコーンオイルを塗布しない装置も多いが、常温でも液体であるシリコーンオイルと異なりワックスは常温で固化するため、シリコーンオイル塗布をする定着装置を使用する装置に比べタッキングし易いという問題がある。

上記問題を解決する対策としては、単に排出経路にファンを設置し用紙を冷却する対応が取られてきたが、最大消費電力の増加という問題が生じてしまう。

コート紙と非コート紙の定着状態の違いに対応するための従来技術として、コート紙に対するトナー定着状態の強度不足による用紙表面摺擦部への画像劣化防止に、画像情報による画像形成条件に応じて用紙搬送制御や整合条件を変更可能にしたり、用紙の種類を判別する用紙種類判別部からの情報で整合条件を変更するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−８５９８２号公報

しかしながら、上記の技術はタッキング現象を解決する対象ではなく、また、実施例の条件では解決は難しい。

本発明は、両面画像形成の場合、定着された用紙が、排紙トレイに積載する過程でファンの数や風量を上げたりすることなく、自然冷却し、タッキング現象を回避できる、画像形成装置を提供することを目的とする。

未定着のトナー像を担持する用紙を加熱部に通過させることにより、前記用紙にトナー像を定着させる定着手段と、前記用紙を装置外へ排出する排紙トレイと、前記用紙が非コート紙かコート紙かの種類を設定できる用紙設定手段および用紙搬送路上に前記種類を識別する用紙判別手段の内少なくとも１つの手段と、用紙両面にトナー像を形成可能な両面画像形成手段と、定着手段通過後の用紙を装置外へ排出する前に反転させる搬送路とを有する画像形成装置において、用紙の種類をコート紙に設定した場合もしくは用紙の種類がコート紙と判別した場合でかつ両面画像を複数枚作成する場合には、用紙の裏面画像を定着した後に、用紙を自動的に反転させた後、排出することを特徴とする画像形成装置。

裏面を熱定着後に用紙が自動的に反転搬送路を経由して排紙トレイに積載されるので、定着ニップ通過から排紙トレー積載までの冷却時間が加算され、より冷却効果が得られ、タッキング現象を回避できる

はじめに、本実施の形態の画像形成装置全体について説明する。

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本発明の技術範囲が限定されることはない。

図１は本実施の形態における画像形成装置の一例を示す模式図である。

図１において、Ａは画像形成装置を示し、その構成について説明すると、１０は感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２は画像書き込み手段である書き込み装置、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はクリーニングブレード、１６は現像スリーブ、２０は中間転写ベルトを示す。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１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。

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の順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。

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、転写器２５、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。

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。

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１の矢印で示す反時計方向に回転する。

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、書き込み装置１２によってスコロトロン帯電器１１で帯電された感光体１０上に投光され、潜像を形成する。

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の回転方向と最接近位置において同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を有しており、当該現像スリーブ１６の回転によって搬送された現像剤で前記潜像はトナー像として顕像化される。

中間転写ベルト２０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の半導電性シームレスベルトである。

２５は転写器で、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有する。転写器２５としてはコロナ放電器の他に転写ローラを用いることもできる。

２６はアースローラ２２から当接および当接解除可能な転写ローラで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー画像を用紙である転写材Ｐに再転写する。

２８はクリーニング装置で、中間転写ベルト２０を挟んで従動ローラ２４に対向して設けられている。トナー画像を用紙である転写材Ｐに転写後、中間転写ベルト２０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た除電ローラ２７で残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード２９によって周面上に残ったトナーが清掃される。

７は搬送路で、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。また、搬送路７には、転写材Ｐの紙種を識別するための用紙判別手段である光センサＳ２（図３参照）が設けられている。

図３は、搬送部に取り付けられた反射型の光センサを示す図である。

８１は排紙ローラで、８５は用紙設定手段である操作パネルである。９はＡＤＵ機構部であり、Ｂ１は画像形成プロセス、転写材搬送、定着温度の制御手段である画像形成装置Ａのコントロール部である。

４は定着手段である定着装置であり、加熱ローラ４１、加圧ローラ４２、分離ローラ４３、定着ローラ４４、加熱ベルト４０、加圧ベルト４５とを有しており、転写材Ｐを前記加熱ベルト４０と前記加圧ベルト４５とを介して前記定着ローラ４４と前記加圧ローラ４２とを圧接してニップ部Ｔを形成し、前記ニップ部Ｔに未定着トナー像を形成した転写材Ｐを通過させることにより、加熱、加圧によってトナー像が転写材Ｐ上に溶融される。トナー像が定着された転写材Ｐは、ニップ部Ｔの末端で加熱ベルト４０から分離され、前記加圧ベルト４５上に持着され、片面、両面プリントいずれの場合も、分離ローラ４３で加圧ベルト４５から曲率分離され、定着ガイド４７に沿って定着装置４から排出される。なお、ここで使用されるトナーはワックスを含有しているため、定着処理時にベルトからの離型性が優れているので、オイル塗布等をする必要はない。

本発明に用いられるトナーはワックスを含有していれば、従来公知のトナーを用いることができる。本発明において、ワックスには、例えばパラフィン系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、これらの変性物（例えば、酸化物やグラフと処理物）、高級脂肪酸、およびその金属塩、アミドワックス、エステル系ワックス等の従公知のワックスをもちいることができるが、例えば、高級脂肪酸エステルワックスを用いるのが好ましい。本発明に係るトナーののワックス含有率は７〜２０質量％であることが好ましい。また、定着装置の構成は、これに限定されるものではなく、所謂ローラ定着構成でも、転写材へのトナー定着が十分になされるものであるば構わない。ただし、いずれの場合にも、ニップ部Ｔを構成するベルトもしくはローラ部材の最表面が、離型性、耐熱性の良いフッ素樹脂（例えば、ＰＦＡ）で被膜されているものを使用している。

次に、定着装置４から排出された転写材Ｐの反転処理について図１、２を基に説明する。

図２は、図１のＦ領域を拡大した図である。

図１，２において、操作パネル８５上で、片面（表面）画像形成モードが選択されたときは、操作パネル上での転写材の種類の設定もしくは、光センサＳ２での転写材の種類判別にかかわらず、表面画像の定着を終えた転写材Ｐは、一点鎖線の状態にある反転切替部材９２をそのまま直進して排紙ローラ８１から排紙トレイ８２へ排出される。あるいは、転写材Ｐは、実線の状態にある反転切替部材９２によって搬送ローラ９１介して一時反転搬送路９０へ送られ、その後搬送ローラ９１等に挟時されたまま、搬送ローラ９１が逆転して上送され、上下面の反転を行ったのち排紙ローラ８１から排紙トレイ８２へ排出される。この場合、転写材が反転しないで排出されるか、転写材が反転され排出されるかは、ユーザの操作上のでの排出モードの選択によって一義的に決まる。片面プリントであるから排紙トレー上に転写材が複数枚積載されていっても、タッキングは発生しなく、排出終了までの時間を余計に増長させない。

また、両面画像形成のモード選択で他面（裏面）にもトナー画像を形成する場合には、上述した表面の画像定着を終えた転写材Ｐは、実線状態にある反転切替部材９２を経由して搬送ローラ９１で搬送され、反転搬送路９０、スイッチバック経路９０ａ、第２反転搬送路９０ｂから構成されるＡＤＵ機構の、反転搬送路９に沿って下降し、スイッチバック経路９０ａに一旦搬入されたのち搬出されて表面と裏面との反転が行われ第２反転搬送路９０ｂを通って、搬送部７に沿って再給紙され、シート材の傾きと偏りの補正を行うタイミングローラ７１によって転写材Ｐは一時停止を行ったのち中間転写ベルト２０上に再度形成された裏面画像のトナー像が転写ローラ２２によって転写材Ｐの裏面に転写されたのち分離搬送され、定着処理がなされる。

この時、操作パネル上での転写材の種類の設定もしくは、光センサＳ２での転写材の種類判別により、非コート紙である検出されている場合、もしくはコート紙であると検出されている少数枚（例えば、１枚）の画像形成モードであるときは、点線の状態にある反転切替部材９２の上側を通過して、排紙ローラ８１から排紙トレイ８２へ排出される。この場合、裏面定着後に余計な用紙反転動作を行わないため、画像形成開始してから転写材が排出し終わるまでの時間を余計に増長させない。非コート紙であったり、排紙トレー上への積載枚数が少ないために、タッキングは発生しない。

一方、コート紙であると検知されていて多数枚（例えば、２枚以上）の画像形成モードである時は、再度実線の状態にある反転切替部材９２を通過して、搬送ローラ９１介して一時反転搬送路９０へ送られる過程で、搬送ローラ９１は、転写材Ｐを挟持したまま逆転して転写材Ｐを上送し、上下面の反転を行ったのち排紙ローラ８１から排紙トレイ８２へ排出される。この場合、裏面を熱定着後に用紙が自動的に反転搬送路を経由して排紙トレイに積載されるので、定着ニップ通過から排紙トレイ積載までの冷却時間が加算され、より冷却効果が得られ、コート紙の多数枚積載であってもタッキング現象は回避できる。

ここでは、コート紙が両面画像形成モードで２枚以上、排紙トレイに積載されることを検知した場合に、裏面画像定着後に用紙を反転させるケースを記載したが、装置の条件により、枚数の閾値は変えてもよい。例えば、コート紙が両面画像形成モードで５枚以上、排紙トレイに積載されることを検知した場合に、裏面画像定着後に用紙を反転させることとし、それ以外の両面画像形成モードでは裏面画像定着後に用紙を反転させないこととしてもよい。

すなわち、オペレータは前記操作パネル８５で連続複数枚プリントの両面画像モード、コート紙装填の紙カセットを選択すると、転写材Ｐは自動的に反転切替部材９２によって反転され排出される。または同モードでもコート紙を指定しなくとも、搬送路７に設けられた図３に示すような光センサＳ２での信号がコントロール部Ｂ１に伝達されコート紙と判別し、同様に反転され排出される。

本発明は、コート紙使用で複数枚の両面画像形成時には、必ず反転切替部材によって反転処理がなされ排紙トレイ等に排出されることを特徴とする。

従って、排紙トレイに積載されるまでに、反転処理を加えることによって冷却時間を伸ばす効果があり、前出の転写材面に後出定着直後のトナー像面が重なってもタッキング現象が生じない利点があるとともに、タッキングを発生しにくい条件下であっては、用紙排出までの時間を余計に増長させることがない。

本実施の形態における画像形成装置の一例を示す模式図である。 図１のＦ領域を拡大した図である。 搬送部に取り付けられた反射型の光センサを示す図である。

符号の説明

１ 画像形成手段
１０ 感光体
１２ 書き込み装置
１３ 現像器
２０ 中間転写ベルト
３ ベルトユニット
４ 定着装置
４０ 定着ベルト
４１ 加熱ローラ
４２ 加圧ローラ
９ ＡＤＵ機構部
９０ 反転搬送路
９２ 反転切替部材

Claims (2)

1. 未定着のトナー像を担持する用紙を加熱部に通過させることにより、前記用紙にトナー像を定着させる定着手段と、前記用紙を装置外へ排出する排紙トレイと、前記用紙が非コート紙かコート紙かの種類を設定できる用紙設定手段および用紙搬送路上に前記種類を識別する用紙判別手段の内少なくとも１つの手段と、用紙両面にトナー像を形成可能な両面画像形成手段と、定着手段通過後の用紙を装置外へ排出する前に反転させる搬送路とを有する画像形成装置において、用紙の種類をコート紙に設定した場合もしくは用紙の種類がコート紙と判別した場合でかつ両面画像を複数枚作成する場合には、用紙の裏面画像を定着した後に、用紙を自動的に反転させた後、排出することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー像は、ワックスを含有する重合トナーで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

Images