JP2007050948A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真方式の画像形成装置における熱定着処理工程の後にシート状記録媒体を搬送する工程で、シート状記録媒体に皺を発生させずに搬送可能とすることにより、画像が形成されているシート状記録媒体の平面性を良好に保持して出力可能とする。
【解決手段】 シート状記録媒体１０が熱定着５０後に最初に接触するガイド部材５４の外面に、シート状記録媒体１０に当接する当接凸部６４と、熱定着後に冷える際に熱収縮率の差で生じた微少変形部分を逃がすように入り込ませる逃げ凹部６６とを、シート状記録媒体１０の搬送方向に直交する方向に対して交互配置して構成し、シート状記録媒体１０が、ガイド部材５４の複数の当接凸部６４に当接してガイドされる状態となり、シート状記録媒体１０における熱収縮率の差で生じた微少変形部分が逃げ凹部６６内に撓んで入り込み逃げる状態となって搬送されるようにして皺が無く良好に画像が形成されたシート状記録媒体１０を得る。
【選択図】 図２

Description

この発明は、シート状の記録媒体上に電子写真方式による印刷が可能な、画像形成装置に関する。

近年、携帯電話の普及や、クレジットカードの利用拡大などに伴い、顧客に送付する請求書の印刷量が増大している。また、各企業でも売上向上を目的とした、顧客向けのコマーシャルプリントのダイレクトメールも増大している。

これら請求書やコマーシャルプリント等を印刷する装置に対しては、請求書やコマーシャルプリント等の性格から、短期間で大量に処理することが要求されると共に、請求書やコマーシャルプリント等に各顧客に合った情報を載せる必要があるので可変情報を印字できることが要求されている。このため、請求書やコマーシャルプリント等を印刷する場合には、電子写真技術を利用した連続用紙プリンターを用いるのが普通である。

従来の電子写真技術を利用した連続用紙プリンターには、連続用紙を鉛直上方向に搬送する搬送路に沿って並べられた、黒、イエロー、シアン、マゼンダの４色に対応して設けられた４つの像形成手段により、連続用紙に各色のトナー像のそれぞれを転写しカラー像を形成し、このカラーのトナー像が形成された連続用紙を定着部に搬入してトナー像を連続用紙に熱定着させ、さらに折り返しガイドローラでガイドして搬送路上をスタッカまで搬送し、スタッカにストックするように構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このように構成した電子写真技術を利用した連続用紙プリンターには、例えば、定着部においてキセノンランプ等を用いて閃光（フラッシュライト）を照射したときの定着エネルギーによって、瞬間的にトナー部分を約６００℃程度に加熱しトナー像を連続用紙に熱定着させる手段を採るものがある。

このようなトナー像を連続用紙に熱定着させる手段を用いた連続用紙プリンターでは、熱定着処理工程の直後に、定着エネルギーが加えられて溶融し膨張したトナーと、加熱され膨張した連続用紙とが冷えるに伴って収縮する。

この溶融し膨張したトナーと加熱され膨張した連続用紙とが冷える際に発生する収縮は、連続用紙上に載っているトナー量の差と、連続用紙上でトナーが被覆している部分（トナー被覆部）と、連続用紙上でトナーが被覆していない部分（トナー非被覆部）とで収縮率に差を生じるため、連続用紙に部分的な変形を生じる。

この熱定着で膨張した後の収縮により変形を生じた状態の連続用紙は、次の工程で搬送路上の折り返しガイドローラでガイドされてスタッカまで搬送されることになる。

この連続用紙をスタッカへ搬送する工程には、熱定着で膨張した後の収縮により変形を生じている状態の連続用紙をそのまま折り返しガイドローラに巻き付かせると、連続用紙に搬送方向に沿った皺が発生するという問題がある。
特開２０００−３４３７７７号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、熱定着処理工程の後にシート状記録媒体を搬送する工程で、シート状記録媒体に皺を発生させずに搬送可能とすることにより、画像が形成されているシート状記録媒体の平面性を良好に保持して出力できるようにした画像形成装置を新たに提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の画像形成装置は、トナー像を転写したシート状記録媒体を熱定着して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、シート状記録媒体が熱定着後に最初に接触するガイド部材の外面に、シート状記録媒体に当接する当接凸部と、熱定着後に冷える際に熱収縮率の差で生じた微少変形部分を逃がすように入り込ませる逃げ凹部とを、シート状記録媒体の搬送方向に直交する方向に対して交互配置して構成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、シート状記録媒体が、ガイド部材の複数の当接凸部に当接してガイドされる状態となり、シート状記録媒体における熱収縮率の差で生じた微少変形部分が逃げ凹部内に撓んで入り込み逃げる状態（逃げ凹部内の非拘束部分でシート状記録媒体の微少変形部分がプールされる状態）となって搬送される。よって、このガイド部材にガイドされるシート状記録媒体は、熱収縮率の差で生じた微少変形部分が外周面に拘束されて皺を生じることを防止できるので、皺が無く良好に画像が形成されたシート状記録媒体を得ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、当接凸部のシート状記録媒体と当接する面部に、ガイド部材を形成する材料の摩擦係数より低い摩擦係数の材料を配置して構成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項１に記載の発明の作用、効果に加えて、このガイド部材では、当接凸部の外周面に低い摩擦係数の材料を配置しているので、当接凸部の表面に当接したシート状記録媒体が容易に滑って、シート状記録媒体における熱収縮率の差で生じた微少変形部分が外周面に拘束されることを防止すると共に、この熱収縮率の差で生じた微少変形部分が逃げ凹部内へ入り易くして、皺の発生をより良く防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、ガイド部材を、折り返しガイドローラとして形成し、その外周面に逃げ凹部を幅方向中央を境として回転軸方向に対し左右対称となるスパイラルパターンに形成し、折り返しガイドローラにシート状記録媒体が転接している部分でスパイラルパターンの逃げ凹部の斜辺がそれぞれ両端部へ向けて移動する状態となるように構成したことを特徴とする。

上述のように構成することにより、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用、効果に加えて、スパイラルパターンの逃げ凹部がシート状記録媒体に転接しているときに、シート状記録媒体に幅方向の両側へ引っ張る張力が働いて、シート状記録媒体に搬送方向に沿った皺がよることをより有効に防止することができる。

本発明の画像形成装置によれば、熱定着処理工程の後にシート状記録媒体を搬送する工程でシート状記録媒体に皺が発生することを防止できるので、画像が形成されているシート状記録媒体の平面性を良好に保持して出力することができるという効果がある。

本発明の実施の形態に係わる画像形成装置について、図１乃至図６により説明する。図１は、連続紙のカラー電子写真印刷装置を示す概略説明図で、この連続紙のカラー電子写真印刷装置は、未使用で長尺帯状のシート状記録媒体である連続紙１０を供給するための連続紙供給ロール２８から、画像形成済みの連続紙１０をストックするための連続紙巻き取りロール３０へ至る搬送路上に、用紙搬出調整部１２と、４色タンデム式電子写真用の記録部（印字部）１６と、定着部１８と、テンション調整部１４とを配置して構成する。

この４色の記録部１６には、搬送路に沿ってマゼンダ色用電子写真記録部（第１の印字部）２０、シアン色用電子写真記録部（第２の印字部）２２、イエロー色用電子写真記録部（第３の印字部）２４、ブラック色用電子写真記録部（第４の印字部）２６を直列に並べて配置する。なお本明細書で、印字というときには、画像形成を含むものとする。

図１及び図２に示すように、定着部１８は熱定着装置として構成するもので、ここでは、反射板５２の反射面側に並べて配置した複数のキセノンランプ５０で強力なフラッシュライトを連続紙１０上に照射して加熱することによりトナー像を連続紙１０に定着させるように構成する。

図１に示すように、未使用の連続紙１０を巻装した連続紙供給ロール２８は、図示しない用紙送り出し部に着脱可能に装填され、この連続紙供給ロール２８から連続紙１０を引き出して記録部１６側へ供給する。

また、画像形成済みの連続紙１０を巻装する連続紙巻き取りロール３０は、図示しない用紙巻き取り部に取り外して持ち出し可能に装填し、定着部１８から排出された画像形成済みの連続紙１０を巻き取ってストックする。

また、４色の記録部１６である、マゼンダ色用電子写真記録部２０、シアン色用電子写真記録部２２、イエロー色用電子写真記録部２４及びブラック色用電子写真記録部２６は、それぞれ感光ドラムである感光体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと、各対応する感光体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄをそれぞれ帯電する帯電部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと、感光体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに各色の光像を書き込んで静電潜像を形成するための露光部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄと、感光体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの静電潜像を各色のトナーで現像する現像部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄと、感光体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ上のトナー像を連続紙１０に転写する転写部材である転写ローラ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄと、感光体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ上の残留トナーを除去するクリーナー部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄとを有する。

この４色の記録部１６では、現像部３８ａにイエロー色の現像剤を装填し、現像部３８ｂにマゼンダ色の現像剤を装填し、現像部３８ｃにシアン色の現像剤を装填し、現像部３８ｄにブラック色の現像剤を装填する。

さらに、この４色の記録部１６では、感光体３２ａに露光部３６ａによってイエロー色に対応した画像を照射して潜像を形成し、感光体３２ａに露光部３６ｂによってマゼンダ色に対応した画像を照射して潜像を形成し、感光体３２ａに露光部３６ｃによってシアン色に対応した画像を照射して潜像を形成し、感光体３２ａに露光部３６ｄによってブラック色に対応した画像を照射して潜像を形成する。

この後、この４色の記録部１６では、感光体３２ａの潜像を現像部３８ａによってイエロー色のトナー像に形成し、感光体３２ｂの潜像を現像部３８ｂによってマゼンダ色のトナー像に形成し、感光体３２ｃの潜像を現像部３８ｂによってシアン色のトナー像に形成し、感光体３２ｄの潜像を現像部３８ｄによってブラック色のトナー像に形成する。

すなわち、この４色の記録部１６では、感光体３２ａにイエロー色のトナー像が形成され、感光体３２ｂにマゼンダ色のトナー像が形成され、感光体３２ｃにシアン色のトナー像が形成され、感光体３２ｄにブラック色のトナー像が形成される。

よって、用紙送り出し部１２から引き出した連続紙１０を４色の記録部１６に搬送し、感光体３２ａと転写ローラ４０ａとの間を搬送されるときにイエロー色のトナー像が転写され、次に感光体３２ｂと転写ローラ４０ｂとの間を搬送されるときにマゼンダ色のトナー像が転写され、更に感光体３２ｃと転写ローラ４０ｃとの間を搬送されるときにシアン色のトナー像が転写され、最後に感光体３２ｄと転写ローラ４０ｄとの間を搬送されるときにブラック色のトナー像が転写される。

このように４色の記録部１６で、それぞれイエロー色のトナー像、マゼンダ色のトナー像、シアン色のトナー像、ブラック色のトナー像が重畳して転写された連続紙１０は、搬送路上を搬送されて定着部１８へ至る。

定着部１８では、各色のトナー像が形成された連続紙１０の表面に向けて、キセノンランプ５０からフラッシュライトを瞬間的に照射して加熱することにより熱定着処理を行う。

この定着部１８でフラッシュライトを瞬間的に照射されて加熱熱定着処理されたときの連続紙１０は、トナー像が載った部分（トナー被覆部）がそのトナー量に応じて比較的高温に加熱されて膨張すると共に、連続紙１０の表面が現れている部分（トナー非被覆部）が、トナー像が載った部分よりも低温に加熱されて膨張する。

この熱定着処理を終えた直後の連続紙１０は、トナー像が載った部分と、トナー像が無い部分とで異なる温度に加熱され、膨張状態が部分的に異なる状態から冷却されながら収縮を始める。このため、冷却されるときの連続紙１０は、トナー被覆部とトナー非被覆部とで収縮率に差を生じるため、連続紙１０に部分的な変形を生じることになる。

そして、冷却され収縮を始めて部分的な変形を生じた連続紙１０は、テンション調整部１４に向かう搬送路上にあるガイド部材である、皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラ５４に巻き付けられて搬送方向を変換するようにガイドされた後、テンションローラ５６に圧接されてテンションを調整されてから補助ガイドローラ５８に転接し、さらに円弧状ガイド部材に摺接してガイドされてから搬出用のガイドローラ６０に巻き掛けられて方向転換し、回転駆動される一対のニップローラである搬送ローラ６２にニップされて連続紙巻き取りロール３０へ向けて搬出される。

次に、ガイド部材である折り返しガイドローラ５４に設ける皺発生防止手段について、図２乃至図６を参照しながら説明する。

この皺発生防止手段は、連続紙１０が定着部１８で熱定着処理を終えてから一番最初に接触する部材である、折り返しガイドローラ５４に構成する。この折り返しガイドローラ５４は、図示しない支持部材に回動自由に装着する。

この皺発生防止手段は、連続紙１０の熱定着処理後に収縮を始めて生じている連続紙１０の変形部分を逃がすよう、連続紙１０に接触する部材表面に設けた凹部として構成する。

図２及び図３に示す皺発生防止手段は、円柱状の折り返しガイドローラ５４の外周表面に、一定の間隔で所定幅の溝である逃げ凹部６６をいわゆるストレートパターンに形成することにより、所定幅のリング状に突出するよう形成された当接凸部６４が折り返しガイドローラ５４の回転軸方向に沿って一定間隔を開けて並ぶように構成する。すなわち、折り返しガイドローラ５４には、当接凸部６４と逃げ凹部６６とを交互に設ける。なお、この逃げ凹部６６は、連続紙１０の搬送方向に沿うように形成するもので、連続紙１０の搬送方向と平行又は斜めに傾斜する方向を向くよう構成する。

この当接凸部６４は、その外周の当接面が連続紙１０と低い摩擦係数で滑らかに当接するための手段を施す。この当接凸部６４の外周面を低摩擦係数とする手段は、当接凸部６４の外周面を低摩擦係数となるように表面処理し又は当接凸部６４の外周面に折り返しガイドローラ５４を形成する材料の擦係数より低い擦係数の材料（低摩擦係数の材料）を配設して構成する。

この当接凸部６４の外周面を低摩擦係数とする手段は、例えば、当接凸部６４の外周面にテフロン（登録商標）コーティングをする又はＰＴＥＦテープ或いは超高分子ＰＥテープを貼付する。

この図２及び図３に示す折り返しガイドローラ５４は、外周面をアルミニウム又はステンレスで構成し、その当接凸部６４の外周面にアルミニウム又はステンレスよりも低摩擦係数のプラスチック材料を配設して構成する（例えばテフロン（登録商標）テープを貼着して構成する）。

この折り返しガイドローラ５４は、例えば、直径が６０ｍｍ又は１００ｍｍの円柱状に形成し、当接凸部６４の幅Ｍを５０ｍｍとし、逃げ凹部６６の幅Ｌを２０ｍｍに形成する。さらに、当接凸部６４の表面から逃げ凹部６６の底面までの距離は、０．１ｍｍ以上に形成する。なお、この逃げ凹部６６の底面に当たる部分は、連続紙１０と接触する必要が無いので、当接凸部６４の表面から０．１ｍｍ以上下がっていればどのようなものであっても良い。

上述のように構成された皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラ５４は、図２に示すように、連続紙１０が熱定着処理を終えてから一番最初に接触する部材として搬送路上に配置する。

この折り返しガイドローラ５４は、その中心角が約４分の１程度の範囲に連続紙１０を巻き掛けることにより、連続紙１０の搬送方向を略直角に変更するようガイドする。

このため、折り返しガイドローラ５４には、熱定着処理後に冷却される過程で熱収縮率の差が生じて変形が発生している連続紙１０が巻き掛けられることになる。このとき、折り返しガイドローラ５４には、当接凸部６４と逃げ凹部６６とを交互に形成しているので、連続紙１０が幅方向で所定間隔を開けて複数の当接凸部６４に当接してガイドされることになる。

このように折り返しガイドローラ５４の複数の当接凸部６４にガイドされた連続紙１０は、この連続紙１０における熱収縮率の差で生じた微少変形部分が逃げ凹部６６内に撓んで入り込み逃げる状態（逃げ凹部６６内の非拘束部分で連続紙１０の微少変形部分がプールされる状態）となって、折り返しガイドローラ５４と共に連れ周りして搬送される。

よって、このように皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラ５４によりガイドされる連続紙１０は、熱収縮率の差で生じた微少変形部分が外周面に拘束されて皺を生じることを防止できる。

ここで、例えば図２において、折り返しガイドローラとして皺発生防止手段を設けていない外周面が連続した円周面に形成されたものを利用した場合には、熱定着処理後に熱収縮率の差により変形が発生した連続紙を巻き掛けると、連続紙と折り返しガイドローラとの間の摩擦によって、折り返しガイドローラの表面に連続紙の全面が均一に拘束されるため、熱収縮率の差で生じた変形部分を吸収することができなくなり逃げ場を失って、図２に想像線で示した連続紙片１１のように皺を生じる。この皺を生じる現象は、連続紙１０が４５ｇ／ｍ²以下の坪量の薄紙のときに顕著に発生することが分かっている。

また、この折り返しガイドローラ５４では、当接凸部６４の外周面を低摩擦係数とする手段を施しているので、当接凸部６４の表面に当接した連続紙１０が容易に滑って、連続紙１０における熱収縮率の差で生じた微少変形部分が外周面に拘束されることを防止すると共に、この熱収縮率の差で生じた微少変形部分が逃げ凹部６６内へ入り易くして、皺の発生をより良く防止することができる。

本実施の形態に係わる画像形成装置では、皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラ５４を利用することにより、４５ｇ／ｍ²以下の坪量の薄紙のときでも画像が形成された連続紙１０に皺ができることを防止し、良好な画像形成済みの連続紙１０を完成させることができる。

次に、連続紙１０として４５ｇ／ｍ²以下の坪量の薄紙に画像を形成する際に、皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラ５４における逃げ凹部６６の幅Ｌの許容範囲を求めた実験について説明する。

この実験では、皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラ５４における当接凸部６４の幅Ｍを５０ｍｍとし、逃げ凹部６６の幅Ｌを５ｍｍから５０ｍｍに段階的に変更して画像を形成し、皺の発生状態を目視で評価し、図６に示すような結果を得た。

この図６の結果より、逃げ凹部６６の幅Ｌを５ｍｍとしたときには、皺の発生が確認された。さらに逃げ凹部６６の幅Ｌを１０ｍｍとしたときには、実用上許容できる皺の発生が確認された。また、逃げ凹部６６の幅Ｌを１５ｍｍから４０ｍｍの範囲内に設定したときには、皺が発生しなかった。逃げ凹部６６の幅Ｌを５０ｍｍとしたときには、皺の発生が確認された。

以上の結果より、逃げ凹部６６の幅Ｌは、１０ｍｍから４０ｍｍの範囲内に設定すると、皺の発生防止に有効であることが分かった。

次に、皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラ５４の他の構成例について、図５により説明する。

図５に示すように、折り返しガイドローラ５４Ａは、皺発生防止手段としての逃げ凹部６６を、いわゆるスパイラルパターンに構成する。このスパイラルパターンは、折り返しガイドローラ５４Ａに転接する連続紙１０の幅方向中央を中央境界として左右対称となるように、折り返しガイドローラ５４Ａの外周面上に構成する。

このように構成された折り返しガイドローラ５４Ａは、連続紙１０が転接して回動する際に、連続紙１０に転接している部分でスパイラルパターンの逃げ凹部６６の斜辺がそれぞれ両端部へ向けて移動する状態となるように構成する。

このように構成した場合には、スパイラルパターンの皺発生防止手段としての逃げ凹部６６を設けた折り返しガイドローラ５４Ａに連続紙１０が転接しているときに、連続紙１０に幅方向の両側へ引っ張る張力が働いて、連続紙１０に搬送方向に沿った皺がよることを、より有効に防止することができる。

なお、この図５に示すスパイラルパターンの逃げ凹部６６を構成した折り返しガイドローラ５４Ａに係わる構成、作用、及び効果は前述した図２乃至図４に示したものと同様であるので、同一部材には同一符号を付すこととし、その詳細な説明を省略する。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他種々の構成を取り得ることは勿論である。

本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラに関する部分を取り出して示す要部斜視図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラを取り出して示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた、折り返しガイドローラに構成する当接凸部と逃げ凹部との具体的構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた、スパイラルパターンの逃げ凹部を備えた折り返しガイドローラを取り出して示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置に設けた皺発生防止手段を備えた折り返しガイドローラの効果を確認するために行った実験の結果を示す表である。

符号の説明

１０ 連続紙
１４ テンション調整部
１６ 記録部
１８ 定着部
３０ 連続紙巻き取りロール
５０ キセノンランプ
５２ 反射板
５４ ガイドローラ
５４Ａ ガイドローラ
５６ テンションローラ
５８ 補助ガイドローラ
６２ 搬送ローラ
６４ 当接凸部
６６ 逃げ凹部

Claims (3)

1. トナー像を転写したシート状記録媒体を熱定着して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
   前記シート状記録媒体が熱定着後に最初に接触するガイド部材の外面に、前記シート状記録媒体に当接する当接凸部と、熱定着後に冷える際に熱収縮率の差で生じた微少変形部分を逃がすように入り込ませる逃げ凹部とを、前記シート状記録媒体の搬送方向に直交する方向に対して交互配置して構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記当接凸部の前記シート状記録媒体と当接する面部に、前記ガイド部材を形成する材料の摩擦係数より低い摩擦係数の材料を配置して構成したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ガイド部材を、折り返しガイドローラとして形成し、その外周面に前記逃げ凹部を幅方向中央を境として回転軸方向に対し左右対称となるスパイラルパターンに形成し、前記折り返しガイドローラに前記シート状記録媒体が転接している部分で前記スパイラルパターンの逃げ凹部の斜辺がそれぞれ両端部へ向けて移動する状態となるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。

Images