JP2006337898A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブリスタを回避でき、定着部材の温度差による光沢段差のない定着装置を有する画像形成装置を提供すること
【解決手段】 像担持体上のトナー像が転写された前記転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を第１の押圧部材と前記定着部材に当接した第２の押圧部材とに挟持押圧し予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、前記第２の押圧部材と前記定着部材とで定着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、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、加熱部材を用いた定着装置を有する画像形成装置に関する。

カラー画像をプリントする場合、転写材として表面が平滑で光沢ムラの発生し難い塗工紙（コート紙）が用いられることが多いが、当該塗工紙を加熱された定着装置に通す際、通気性が悪い塗工紙が急激に加熱されるため、水分が逃げきれずに転写材表面に泡粒が現れる、所謂ブリスタ現象が発生し易い。そこで従来技術として、転写材に予備加熱を行って、定着前に紙内の水分と空気を放出させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−３２５６３１号公報

しかしながら、前記予備加熱を行う装置は専用の熱源を有しており、この予備加熱装置と定着装置からの熱で機内温度が上昇し、現像装置やトナー補給装置内のトナーが融着して固まったり、機内の加熱による誤動作が発生するという問題が生じる。また、熱源となるヒータ等が追加されるため、電力消費もその分増えコストアップにつながる。

上記の問題の他に、定着装置に転写材を連続通紙したとき、当接する紙の有無で定着部材の周面部に温度差が生じ、当該定着部材が１回転したときその温度差により光沢段差が生じるという問題もある。殊にウォームアップの早い定着装置では、定着部材の熱容量を小さくしているため、この傾向は顕著である。

本発明は、ブリスタを回避でき、定着部材の温度差による光沢段差のない定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の構成によって達成できる。

（１）像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を第１の押圧部材と前記定着部材に当接した第２の押圧部材とに挟持押圧し予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、前記第２の押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置（第１の発明）。

（２）像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を熱せられた押圧部材近傍を通過させるか、または当該押圧部材に接触させて通過させることによって予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、前記押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置（第２の発明）。

（３）像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を第１の押圧部材と前記定着部材に挟持押圧し予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、第２の押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置（第３の発明）。

（４）像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を前記定着部材近傍を通過させるか、または前記定着部材に接触させて通過させることによって予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置（第４の発明。）

転写前に転写材を予備加熱して紙内の水分、空気を放出する事でブリスタが回避でき、また、転写材が温まることで定着部材の周面部の温度差も軽減され、光沢段差の問題も回避できる。

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。

はじめに、第１、２の発明に関わる定着装置を有する画像形成装置について説明する。

図１は縦型のカラー画像形成装置の一例を示す模式図である。

図１において、１０は像担持体である感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器（以下、単に帯電器という。）、１２は画像書き込み装置、１３は現像装置、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は像担持体でもある中間転写ベルトを示す。画像形成部である画像形成手段１は感光体１０、スコロトロン帯電器１１、現像装置１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、各色毎の画像形成部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、画像書き込み装置１２によって感光体１０上に投光される。

現像装置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逆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を有している。

像担持体である中間転写ベルト２０は、体積抵抗率１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍで、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画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像を転写材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。トナー像を転写材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。

４は定着装置で、第１の押圧部材である加圧ローラ４１と、第２の押圧部材である加圧ベルトユニット４２と、定着部材であるハロゲンヒータ４３ａを内包した加熱ローラ４３等から構成され、前記加圧ベルトユニット４２、前記加圧ローラ４１、前記加熱ローラ４３は、不図示の加圧機構により互いに圧着および圧着解除可能で、非通紙時は圧着解除の状態にある。なお、定着処理の詳細については後述する。

７０は紙送り出しローラ、７１、７３、７４、７６は搬送ローラ、７２はレジストローラ、７５はスイッチバックローラ、７８は転写材収納部である紙カセットである。

８１は排紙ローラで、８２は排紙皿である。

９は、両面プリント作成時の反転搬送手段である反転通紙路である。

Ｂ１は、各駆動部、画像形成プロセス、定着温度等の制御手段であるコントロール部である。

以下、本発明に関わる定着装置について説明する。

図２は、図１の定着装置の押圧部材、定着部材近傍を拡大した図である。

図２においては、加圧ローラ４１はステンレス材の芯金軸４１１に熱伝導率の低いシリコーンスポンジゴム（硬度２０〜４０°）４１２を圧入し、ＰＦＡ樹脂チューブ４１３を被膜したローラである。当該加圧ローラ４１は不図示の回転軸移動機構により点線で示した位置間を移動でき、無端ベルト４２１との巻き付き領域であるニップ部Ｔ１のニップ幅を転写材の厚み（または斤量）に応じて増減して変化させることができる。そのニップ部Ｔ１のニップ幅は、第２の押圧部材（加圧ベルトユニット４２）と定着部材（加熱ローラ４３）とのニップ部Ｔ２のニップ幅の２０〜５０％程度が好ましい。ここで言う定着部材とは、未定着トナーに直接当接して、溶融し転写材上に定着する部材をいう。

加圧ベルトユニット４２は少なくとも２本以上のローラに張架されている。そのベルト組成は、内側がＰＩ（ポリイミド樹脂）中間がシリコーンゴム、外側がＰＦＡ樹脂の層から構成された無端ベルト４２１と、当該無端ベルト４２１を張架する駆動ローラ４２２と、アルミ円筒に補助ヒータｈを内包する従動ローラ４２３と、テンションローラ４２４等からなっており、無端ベルト４２１は不図示の駆動部から動力を得て回転する駆動ローラ４２２によって回動する。

また、ニップ部Ｔ１におけるニップ幅の変更に関しては、転写材が加圧ローラ４１に到達する前に、厚み検知センサＳ１で厚みが測定され、コントロール部Ｂ１へその情報が伝達される。コントロール部Ｂ１は、厚みに応じて最適のニップ幅となるように前記加圧ローラ４１を不図示の移動機構を介して例えば点線で示した位置に移動させ、ニップ幅を変更し、転写材を適正な温度まで上げて除湿する。なお、コントローラＢ１は転写材の厚みに対する最適なニップ幅となるプログラムを記憶している。

紙カセット７８の近傍には温度センサＳ２、湿度センサＳ３を配置し、装置内の温度、湿度に対応してニップ部Ｔ１における前記ニップ幅を前記移動機構を用いて変化させることができる。すなわち、センサＳ２、Ｓ３で検知されたデータはコントローラＢ１に伝達され、そのときの温度、湿度に応じて最適なニップ幅となるように制御される。この場合、コントローラＢ１は温度、湿度に対する最適なニップ幅となるプログラムを記憶している。

加熱ローラ４３（定着部材）は、アルミから形成された円筒状の芯金４３１に弾性体である耐熱シリコーンゴム層４３２がライニングされ、当該耐熱シリコーンゴム層４３２の外周にＰＦＡ層４３３が被覆された構成となっており、当該加熱ローラ４３の空洞部に不図示の支持接片を介して配設された、加熱部材であるハロゲンヒータ４３ａによって所定の温度まで加熱され、画像形成および定着処理の稼働中は不図示の駆動部からの動力を得て矢印Ｗの方向に回転する。また、その温度は、前記加熱ローラ４３の表面から所定量離して設置された非接触の温度センサ４３４により検出され、コントロール部Ｂ１に伝達され、当該コントロール部Ｂ１は前記ハロゲンヒータ４３ａをＯＮ、ＯＦＦすることによって、加熱ローラ４３の表面温度が規定の温度となるように制御している。

転写材の通紙時は、前記加圧ローラ４１と無端ベルト４２１を介した駆動ローラ４２２と加熱ローラ４３とは互いに圧着状態にあり、非通紙時は、不図示に機構によって圧着が解除されている。

前述したが、塗工紙を急激に加熱すると、水分や空気が逃げきれずに転写材表面に泡粒が現れる、所謂ブリスタ現象が発生したり、当接する紙の有無で定着部材の周面部に温度差が生じ、当該定着部材が１回転したときその温度差により光沢段差が発生する問題がある。本発明は、これらの問題を防止するために提案するものである。

第１の発明は、定着ニップ部以外の箇所で転写材を第１の押圧部材と第２の押圧部材とで挟持押圧することによって、専用の予備加熱装置を設けることなく転写材を予備加熱できることを特徴とし、予備加熱してから前記像担持上のトナー像を転写材に転写した後、前記第２の押圧部材と前記定着部材にて定着する。これによって、転写材の含水量を減少させ、定着時に発生しがちなブリスタを回避することができる。また、加圧ベルトユニット４２（第２の押圧部材）を介して転写材が加熱ローラ４３（定着部材）から熱を奪うことになるので、温度を低めに保つことが可能となり、光沢段差回避に対し特に効果がある。すなわち、定着部材が間接的に第１の押圧部材に熱を奪われるので、定着部材の温度が低くなり、連続通紙時の紙間で紙有り部と紙無し部との温度差が縮まり、加熱バランスも安定し、転写材の温度も均一となり、光沢段差が更に小さくなる。

すなわち、図１、図２において、紙カセット７８から送られた転写材Ｐが搬送経路ａを通り、加熱された前記無端ベルト４２１を介して圧着状態にある前記加圧ローラ４１と加圧ベルトユニット４２とのニップ部Ｔ１で挟持搬送され、予備加熱され、搬送経路ｂを通り、レジストローラ７２を経て転写ローラ２６で中間転写ベルト２０上のトナー像が転写材上に転写され、さらに前記無端ベルト４２１に載って搬送され、前記加熱ローラ４３と加熱ベルトユニット４２とのニップ部Ｔ２に挟持加熱され定着される。転写材は予備加熱されてから定着処理が行われるので、ブリスタ現象を防止することができる。ただし、本実施の形態では、予備加熱での排出直後の転写材の温度は６０℃程度が好ましく、これ以上温めると、画像形成部が加熱されてトナーが固まる危険がある。

また、図２（ｂ）のように、第２の押圧部材として加圧ベルトユニット４２１でなく、外周にポリイミド樹脂が塗布された中間ローラ４２ａを配し、加熱ローラ４３から熱が伝導され、図２（ａ）と同様に、加圧ローラ４１と中間ローラ４２ａとで予備加熱を行ってもよい。この場合、加圧ローラ４１の移動または加圧力を変え、ニップ部Ｔ１でのニップ幅を変えてもよい。

第２の発明は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示す定着機構で、図２（ｃ）に示すように、第１の押圧部材を取り払い、転写材を（第２の）押圧部材近傍を通過させるか、押圧部材に当接させて通過させる通紙ガイド４２Ａを設けることによってか、または図のように（第２の）押圧部材近傍を通過させるかによって転写前の予備加熱を行うことを特徴とする。

なお、この場合、転写材が熱せられた押圧部材に付き易くするように無端ベルト４２１と転写材との双方または片方に帯電手段にて帯電してもよい。

この方法は第１の押圧部材が無い分、定着部材から熱が奪われず熱拡散が少ない利点がある。

以上、上記図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の方式において、転写材を予備加熱する前に定着装置４の熱を利用して転写材を温めることもできる。すなわち、図１で説明すると、定着装置４の熱を送風ファン６２を介して送風ダクト６の排風口６１から熱風を送り転写材収納部（紙カセット７８）や複数の通気穴が設けられた搬送経路ａを通過する転写材を温めておくと、押圧部材が加熱ローラ４３から奪う熱量も低減できニップ部Ｔ２での温度変動を小さくすることができる。

また、画像形成部１に現像装置やトナー補給装置のような熱の影響を受けやすい未定着トナーを格納および画像形成する部所でもあることから、定着および予備加熱の熱を遮る断熱壁７９が設けられ、トナーの融着による固まりの発生を防止することができる。本実施の形態における断熱壁の材質は、ガラスウール（熱伝導率０．０４Ｗ／ｍＫ）、セラミックファイバ（熱伝導率０．０６Ｗ／ｍＫ）からなり、断熱壁の厚さは５〜１２ｍｍである。

以上のように、転写材の温度に係わる予備加熱およびニップ部、装置内での温度管理を行うことでブリスタや光沢段差による不都合を最小限に抑えることができる。

以下、画像形成プロセス（画像形成工程）について図１を基に説明する。

画像記録のスタートにより不図示の感光体１０の駆動モータの始動によりイエロー（Ｙ）の画像形成手段１の感光体１０が矢印で示す方向に回転され、同時に帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。

感光体１０は電位を付与されたあと、画像書き込み装置１２によって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による画像書込が開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

前記の潜像は現像装置１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

上記画像形成プロセスによって感光体１０上に形成されたＹのトナー像が、転写器２５によって、中間転写ベルト２０上に転写される。

次いで中間転写ベルト２０は、Ｙのトナー像と同期が取られ、マゼンタ（Ｍ）の画像形成手段１により、帯電器１１の帯電作用により電位が付与され、画像書き込み装置１２によってＭの色信号すなわちＭの画像データに対応する電気信号による画像書込が行われ、現像装置１３による非接触の反転現像によって感光体１０上に形成されたＭのトナー像が、Ｍの転写器２５によって、前記のＹのトナー像の上から重ね合わせて形成される。

同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、シアン（Ｃ）の画像形成手段１により、感光体１０上に形成された、Ｃの色信号によるＣの画像データに対応するＣのトナー像が、Ｃの転写器２５によって、前記のＹ、Ｍ、のトナー像上から重ね合わせて形成され、更にＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、黒色（Ｋ）の画像形成手段１により、感光体１０上に形成された、Ｋの色信号によるＫの画像データに対応するＫのトナー像が、Ｋの転写器によって、前記のＹ、Ｍ、Ｃ、のトナー像の上からＫのトナー像が重ね合わせて形成され、中間転写ベルト２０上それぞれにＹ、Ｍ、Ｃ、およびＫの重ね合わせカラートナー画像が形成される。

また、一次転写後の各色の感光体１０上の面に残ったトナーは、クリーニングユニット１４により残留トナーが除去され、不図示の帯電前の一様露光器により先の画像形成における感光体１０、履歴が解消されて、次の画像形成サイクルにはいる。

前記重ね合わせトナー画像を担持している中間転写ベルト２０は矢印Ｆの方向に送られる。

一方、送風ダクト６の排風口６１から熱風で温められた転写材Ｐは、給紙カセット７８より、送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７１を経て複数の通気穴のある搬送経路ａを通り、通過する過程で定着装置４からの熱風で温められ、さらに加熱ベルトユニット４２で予備加熱されて、レジストローラ７２へ搬送され、一時停止して、中間転写ベルト２０上のトナー像と同期がとられて、レジストローラ７２の駆動によって、転写ローラ２６の転写領域Ｓに給送される。

中間転写ベルト２０に重畳した転写材Ｐは、転写領域Ｓでアースローラ２２と転写ローラ２６に挟持転写される。トナー像が転写された転写材Ｐは、定着装置４の加熱ローラ４３と加圧ベルトユニット４２とで挟持、加圧、加熱され定着される。片面プリントの場合は、転写材Ｐは、搬送ローラ７３から点線状態にある搬送切替弁９２で排紙ローラ８１へ送られ、排紙皿８２へ排紙される。また、両面プリントの場合は、転写材Ｐは、定着処理後、実線で示す状態にある搬送切替弁９２で用紙下降経路ｃへ搬送され、搬送ローラ７４および点線状態にある搬送切替弁９３を経て、さらにＡＤＵ機構部９の用紙反転経路ｄのスイッチバックローラ７５に転写材の後端部が挟持された状態で、一旦収納され、次に、前記スイッチバックローラ７５が逆転し、実線状態になった搬送切替弁９３を経て、搬送経路ｅ側に搬送され、反転され、搬送経路ｂを通り、レジストローラ７２へ搬送され、一時停止して、中間転写ベルト２０上のトナー像と同期がとられて、レジストローラ７２の再駆動によって、転写ローラ２６の転写領域Ｓに給送され、以下、片面プリントの場合と同じ画像形成プロセスで裏面画像が転写され、排紙皿８２に排紙される。

なお、当然のことながら、両面プリントの場合は、片面画像形成時に転写材内部の水分は蒸発しており、かつ暖められているため、予備加熱の必要はない。

次に、第３、４の発明に関わる定着装置を有する画像形成装置について説明する。

図３は、横型のカラー画像形成装置を示す模式図である。

図３において、各色毎の画像形成部１は図１におけるものと同じ機構、機能を有しているので同じ参照符号を付してあり、画像形成プロセスも前述した図１の構成のものと同じ故、詳細は省略する。

横型のカラー画像形成装置の実施の形態として、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すような転写材へ感光体からの直接転写方式と、中間転写ベルトを介して転写材に転写する図３（ｃ）の間接転写方式とがある。

本構造の画像形成装置においても、塗工紙を急激に加熱すると、水分や空気が逃げきれずに転写材表面に泡粒が現れる、所謂ブリスタ現象が発生したり、当接する紙の有無で定着部材に温度差が生じ、当該定着部材が１回転したときその温度差により光沢段差が発生する問題がある。

第３の発明は、上記の問題を防止するため、定着ニップ領域以外の箇所で転写材を第１の押圧部材である加圧ローラ４１と定着部材部材である加熱ローラ４３（または、加熱ベルトユニット４４）とで挟持押圧し、専用の予備加熱装置を設けることなく予備加熱できることを特徴とし、当該予備加熱によって転写材含水量を減少させ、定着時に発生しがちなブリスタを回避することができる。また、転写材が定着部材である加熱ローラ４３（または、加熱ベルトユニット４４）から熱を奪うことになるので、加熱ローラ４３（または、加熱ベルトユニット４４）の温度を低めに保つことが可能となり、光沢段差回避に対し特に効果がある。すなわち、加熱ローラ４３（または、加熱ベルトユニット４４）の温度が低いと、連続通紙時の紙間で、加熱ローラ４３（または、加熱ベルトユニット４４）が加圧ローラ４１によって熱を奪われることで紙有り部と紙無し部との温度差が縮まり、加熱バランスも安定し、転写材の温度も均一となり、光沢段差が更に小さくなる。

第４の発明は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す機構構成あるが、図４に示すように第１の押圧部材を取り払い、定着部材近傍に転写材を通過させるか、または定着部材に接触させて通過させる通紙ガイド４２Ｂを設けることによって転写材の予備加熱を行うことを特徴としている。

図３（ｂ）においては、加圧ローラ４１と、図３（ａ）の加熱ローラ４３の代わりに定着部材である加熱ベルトユニット４４とで予備加熱を行っているが、画像形成プロセスは図４（ａ）の構造の場合と全く同じである。加熱ベルトユニット４４は、定着ベルト４４０と、ハロゲンヒータｗを内包し、不図示の駆動部から動力を得て矢印方向に回転する駆動ローラ４４１と、定着ローラ４４２等とから構成されている。

第３、４の発明の場合、転写材収納部から定着部材または第１の押圧部材と転写材との接触部への搬送経路は、前記定着装置より上方に位置しており、転写材を前記定着部材と前記第１の押圧部材で挟持搬送後、前記転写材収納部の下方近傍を通過させて転写入口に導き、トナー像を転写および定着することになる。

図４は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）における第１の押圧部材の代わりに定着部材近傍に通紙ガイドを設けた場合の図である。

なお、第４の発明の場合、転写材が熱せられた定着部材に付き易くするように定着部材である加熱ローラ４３（または、加熱ベルトユニット４４）と転写材との双方または片方に帯電手段にて帯電してもよい。

以上、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、送風ダクト６を設けることによって転写材を予備加熱する前に温めることもできる。すなわち、定着装置４近傍の熱を送風ファン６２を介して送風ダクト６で転写材収納部（紙カセット７８）や複数の通気穴が設けられた搬送経路ａに送り転写材を温めておけば加熱ローラ４３または、加熱ベルトユニット４４から奪う熱量が低減できニップ部での温度変動を小さくすることができる。このことでブリスタの発生を抑える効果が更に上がり、特に高湿時、塗工紙（コート紙）でのブリスタを防止効果が大きい。また、定着部材で消費される熱量を軽減させことができ、省エネの利点がある。

また、画像形成部１は、熱の影響を受けやすい未定着トナーを現像装置等に格納および画像形成する部所でもあることから、定着および予備加熱の熱を遮る断熱壁７９を設け、トナーの融着による固まりの発生を防止することもできる。

また、横型の直接転写方式の構造では、予備加熱で加熱された転写材が転写材収納部（紙カセット７８）の下方（間接転写方式では上方）を通り、画像形成部１の周りを搬送され転写入口に向かうため、画像形成部１の温度が上がりすぎると、現像装置やトナー補給装置の熱の影響を受け易いトナーが固まる危険性があるため、転写材が予備加熱後に転写入口迄の工程で転写材および画像形成部近傍を冷却している。すなわち、冷却ダクト５を設け、冷却ファン５１から送られる風を排風口５２から搬送経路ｂに送り画像形成部１の温度上昇を抑え、トナーの融着によるトナーの固まりを防止できるように、転写口上流の温度制御をしている。

また、紙収納部（または装置内部、外部）近傍に湿度センサＳ２を設け、湿度により予備加熱のニップ幅を変更し、転写材の温度を必要以上に上げないよう、かつブリスタが生じない含水率に下げ、省エネに努めている。

また、温度センサＳ３を設け、環境温度が変化しても、適正な予備加熱温度になるようにニップ幅を変え、転写材を適正な温度まで上げるようにしている。

また、画像形成部の温度を検知し、画像形成部でトナーが、定着及び予備加熱による熱により固まる危険がある温度以上にならないよう、転写口上流の冷却状態を制御する。

また、非通紙時およびウォームアップ時、第１の押圧部材、第２の押圧部材、定着部材は、不図示のモータ駆動等による圧着および圧着解除機構により互いに圧着解除の状態にあり、押圧部材への熱伝導による熱拡散を防止している。

また、予備加熱時におけるニップ部Ｔ３（またはＴ４）も厚み検知センサＳ１で検知された転写材の厚さに応じて、図１、図２で説明したようにそのニップ幅を変更し、転写材を適正な温度なで上げて除湿することができる。

以上のように、転写材の温度に係わる予備加熱およびニップ部、装置内での温度管理を行うことでブリスタや光沢段差を最小限に抑えることができる。

以下、直接転写方式の画像形成プロセスについて説明する。

図３（ａ）の構成の装置において、はじめに転写材Ｐは、温まった給紙カセット７８より送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７１を経て不図示の搬送路に沿って搬送され、第１の押圧部材である加圧ローラ４１と定着部材である加熱ローラ４３とに挟持搬送され、予備加熱され、さらに搬送ローラ７１ａ、７１ｂに挟持搬送されてレジストローラ７２へ搬送され、一時停止する。なお、加熱ローラ４３は、加熱手段であるハロゲンヒータｗを内包し、不図示の駆動部から動力を得て矢印方向に回転する。

Ｙの画像形成部１の感光体１０が矢印で示す方向に回転され、同時に帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。感光体１０は電位を付与されたあと、画像書き込み装置１２によって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による画像書込が開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

前記の潜像は現像装置１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じＹ（イエロー）のトナー像形成が開始される。当該トナー像形成にタイミングを合わせ、一時停止していた転写材は再スタートし、駆動ローラ３１、搬送ローラ３２、テンションローラ３３、従動ローラ３４に張架された搬送ベルト３０上に載ってで搬送され、Ｙの前記トナー像と同期して転写領域Ｓ１に入り転写ローラ２５ａで転写材上にＹのトナー像が転写される。

さらに、Ｙのトナー像が転写された転写材には、Ｍ（マゼンタ）の感光体１０上に同様なプロセスで形成されたのＭのトナー像と同期してＹ、Ｍの重ね合わせトナー像が形成され、その後、同様にＣ（シアン）、Ｋ（ブラック）の重ね合わせトナー像が形成され、第２の押圧部材である加圧ローラ４２ａと定着部材である加熱ローラ４３とに挟持加熱され定着処理が完了する。その後、転写材Ｐは、片面画像の場合はＦ１方向に搬送され、不図示の排紙皿に載積される。両面画像の場合は、不図示の搬送切替弁によってＦ２方向に搬送され、不図示のＡＤＵ機構部の用紙反転経路で転写材の表裏反転が行われ、Ｆ３方向に逆送して、レジストローラ７２ａへ搬送され、一時停止して、Ｙのトナー像と同期して転写領域Ｓ１に入り転写ローラ２５ａで転写材の裏面上にＹのトナー像が転写される。以下、表面画像転写、定着プロセスの場合と同様にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの重ね合わせトナー像が形成されＦ１方向に搬送され、不図示の排紙皿に載積される。

図３（ｃ）に示す間接転写方式の画像形成プロセスでは、図１における縦型のカラー画像形成装置の画像形成プロセスの場合と全く同じで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像形成部１で形成されたトナー像が同期して転写ローラ２５ａで中間転写ベルト２０上に転写され、重ね合わせトナー像が中間転写ベルト２０上に形成される。一方、転写材Ｐは、紙カセット７８から送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７１を経て不図示の搬送路に沿って搬送され、第１の押圧部材である加圧ローラ４１と定着部材である加熱ベルトユニット４４とに挟持搬送され、予備加熱され、さらに搬送ローラ７１ａ、７１ｂに挟持搬送されてレジストローラ７２へ搬送され、一時停止する。なお、加熱ベルトユニット４４は、定着ベルト４４０と、ハロゲンヒータｗを内包し、不図示の駆動部から動力を得て矢印方向に回転する駆動ローラ４４１と、定着ローラ４４２等とから構成さている。

その後、前記中間転写ベルト上の重ね合わせトナー像と同期して、転写材Ｐは、再スタートして中間転写ベルト２０上の画像領域に重畳し、転写ローラ２６で転写材Ｐ上にトナー像が一括転写され、第２の押圧部材である加圧ローラ４２ａと定着ベルト４４０とで定着され、転写材の表面に画像が形成される。

裏面画像形成は図３（ａ）と同じプロセスが採用されている。

また、本タイプの場合でも加熱ベルトユニットに代わって、図３（ａ）のように加熱ローラに置き換えてもよい。

縦型のカラー画像形成装置の一例を示す模式図である。 図１の定着装置の押圧部材、定着部材近傍を拡大した図である。 横型のカラー画像形成装置を示す模式図である。 図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）における第１の押圧部材の代わりに定着部材近傍に通紙ガイドを設けた場合の図である。

符号の説明

１ 画像形成部
１０ 感光体
４ 定着装置
４１ 加圧ローラ（第１の押圧部材）
４２ 加圧ベルトユニット（第２の押圧部材）
４２ａ 中間ローラ（第２の押圧部材）
４３ 加熱ローラ
４４ 加熱ベルトユニット（定着部材）
５ 冷却ダクト
５１ 冷却ファン
６ 送風ダクト
６１ 排風口
６２ 冷却ファン
７９ 断熱壁
Ｓ１ 厚み検知センサ
Ｓ２ 湿度センサ
Ｓ３ 温度センサ

Claims (13)

1. 像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を第１の押圧部材と前記定着部材に当接した第２の押圧部材とに挟持押圧し予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、前記第２の押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を熱せられた押圧部材近傍を通過させるか、または当該押圧部材に接触させて通過させることによって予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、前記押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記押圧部材と前記転写材との双方または片方を帯電手段にて帯電することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を第１の押圧部材と前記定着部材に挟持押圧し予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、第２の押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置。
5. 像担持体上のトナー像が転写された転写材を、加熱した定着部材にて定着する定着装置を有する画像形成装置において、転写材収納部から給送された転写材を前記定着部材近傍を通過させるか、または前記定着部材に接触させて通過させることによって予備加熱してから前記像担持体上のトナー像を転写材に転写した後、押圧部材と前記定着部材とで定着することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記定着部材と前記転写材との双方または片方を帯電手段にて帯電することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記予備加熱後、前記転写材を画像形成部の周りの搬送経路を経由して転写入口に導き、転写完了後、転写出口近傍に位置する前記定着部材と前記押圧部材とで形成される定着ニップにて定着することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記定着装置より前記搬送経路および前記転写材収納部へ空気を流す経路が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記定着装置近傍の前記搬送経路に複数の通気穴を設けたことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記転写材収納部から定着部材または第１の押圧部材と転写材との接触部への搬送経路は、前記定着装置より上方に位置していることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記転写材を前記定着部材と前記第１の押圧部材で挟持搬送後、前記転写材収納部の下方近傍を通過させて転写入口に導き、トナー像を転写および定着をすることを特徴とする請求項４ないし１０のいづれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記予備加熱後の転写材を冷却手段で冷却し、その後トナー面を転写して、定着することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 転写部を除く画像形成部の周りに断熱部材を設けることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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