JP2008242335A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
排紙後の積載部に積載した記録材どうしの張り付きを防ぐ場合、従来の排紙積載された記録材の温度を検知する記録材温度検知手段を用いて温度を検知する方法では、新たに記録材温度を検知する温度検知手段を設置しなければならず部品点数が増えコストアップにつながってしまうという問題があった。
【解決手段】
排紙部材の温度を検知する温度検知手段を有し、検知した温度結果に基づき、紙間又は定着温度を変化させる画像形成動作の制御を行う簡易的な方法より同様の効果を提供できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は耐熱性フィルムを使用し、トナー像を記録材に定着させる画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を採用する複写機、プリンタ等の画像形成装置にあっては、その多くが、未定着像を担持する記録材に定着処理を施すための手段として、熱定着方式を採用する定着装置を備えている。
定着装置は、フィルムガイドに沿って回転する耐熱性フィルムと、耐熱性フィルム内に配設され耐熱性フィルムを加熱する加熱手段たる加熱源と、アルミニウムや鉄の芯金に耐熱弾性層を形成した加圧ローラとを備えている。
定着装置にあっては、耐熱性フィルムがバネ等により加圧ローラに圧接されており、その圧接により形成される加熱ニップに、未定着像を担持する記録材を通紙して加熱及び加圧することにより、上記未定着像が上記記録材に定着される。
近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンタ等の画像形成装置は更なる高速化が求められている。画像形成速度の高速化を実現するために、トナーは低融点化した材料を選択し、記録材の搬送間隔を短くするなどの対応が取られまた、瞬時にトナ−が記録材に定着出来るよう定着装置の温度を高温に設定する。
しかし、上記条件で記録材にトナーを定着、排紙、積載すると、高温の記録材が多量に積載されるため、定着したトナーが高温に保たれる。
定着したトナーが高温に保たれるとトナー温度が軟化点以上に維持されたため、１回定着されたトナーが軟化して、その上に積載している記録材、両面画像形成の場合は上のトナーと接着され、剥がれなくなったり、１回定着したトナーが剥がれて、その上の記録材に移行してしまい紙裏汚れなどの問題が発生する。
そこで、従来は排紙積載される記録材温度を検出する温度検出手段を用いて温度検出手段により検出される温度が所定値を超えた時、前記記録材の画像形成動作を、所定値温度以下になるまで禁止する。
または、給紙タイミングを変えて、スループット（紙間）を落としたり定着温度を下げたりするなどの第２の制御手段で記録紙温度が所定値温度以下になるよう行われていた。
これにより、排紙積載された記録材の温度が低めに保たれ、その結果、積載している記録材において、両面画像形成の場合には表面のトナーと接着して剥がれなくなったり、１回定着したトナーが剥がれて、その上に積載された記録材に移行してしまう紙裏汚れなどの問題を防止していた。
特開２００３-３０２８７５号公報

排紙後の積載部に積載した記録材どうしの接着を防ぐ場合、従来の排紙積載された記録材の温度を検知する記録材温度検知手段を用いて温度を検知する方法では、新たに記録材温度を検知する温度検知手段を設置しなければならず部品点数が増えコストアップにつながってしまうという問題があった。
また排紙と対向する長手方向に測定ポイントを増やす場合、測定ポイントを増やしただけ記録材温度を検知する温度検知手段を設置しなければならずさらなるコストアップにつながってしまうという問題もある。

請求項１の発明は、記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、前記記録材を加熱し定着させる定着手段と、トナー像が定着形成された記録材を積載部に排出するための排紙部材と、画像形成動作を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記排紙部材の温度を検知する温度検知手段を有し、検知した温度結果に基づき、紙間又は定着温度を変化させる画像形成動作の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記排紙部材は温度変動により抵抗変動する材質特性を有し、前記排紙部材に所定のバイアスを印加し、検出される抵抗値によって、前記排紙部材の温度を検知することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１，２に記載の画像形成装置において、前記排紙部材は前記温度変動による抵抗変動の検知する手段を一対の円筒状のローラまたは長手方向に複数の円筒状ローラによって行うことを特徴とする。

本発明は、従来のように新たに記録材温度を検知する温度検知手段を用いることなく、簡易的に従来と同様、排紙温度が所定値を超えた時、給紙タイミングを変えて、スループット（紙間）を落としたり定着温度を下げたりすることができ、１回定着したトナーが剥がれて、その上の記録材に移行してしまうことを防止することができる。また逆に定着不良も防止する画像形成装置を提供することができる。

下記に本発明の実施形態を図面にて詳細に説明する。

図1は画像形成の流れを表した図である。
画像形成の流れとしてはまず帯電用高圧電源1から帯電ローラ2により像担持体3を所定の一定電位に帯電させ、露光手段4にて画像を形成する像担持体である感光体ドラム3上のポイントを露光させ所定の電位に低下させる。
そして現像容器5内のトナ−を現像スリーブ6上に一様に載せ、そのトナーを低下させた感光体ドラム3上の電位と現像スリーブ6に印加する電位との差、つまり電界の作用を利用し帯電されているトナーを感光体ドラム3上へ付着させる。
感光体ドラム3に付着したトナーは記録材が給紙手段により給紙され、転写前ガイド7に沿って所定の転写領域に搬送され転写ローラ8により転写されたのち、記録材は定着ニップ入り口ガイド11に沿って搬送され定着ユニット12によって定着され排紙される。

感光体ドラム3上に付着し転写しきれなかったトナーはクリーニングブレード9により廃トナー収容スペース10内に掻き落され回収される。
図2は定着装置の構成を表した図である。
定着装置の構成は耐熱性フィルムユニット20と加圧ロ−ラ21から構成されている。耐熱性フィルムユニット20は加熱源19、耐熱性フィルム15、フィルムガイド13、Tステ−14、温度検知素子18から構成されている。

加熱源19はセラミックヒーターであり、セラミック基板上に発熱ペーストを印刷した発熱体、該発熱体の保護と絶縁性を確保するためのガラスコーティング層等から構成されたものであり、発熱体へ電力制御されたＡＣ電流が供給されて発熱する。耐熱性フィルム15はポリイミドでできており厚さ約64μｍの円筒形で加熱源からの熱を効率良く記録材16上のトナ−17へ伝える。

フィルムガイド13は長手方向にいくつものリブがありこれにより耐熱フィルム15との抵抗を抑えながら耐熱性フィルム15の周動を補助する。

Tステ−14は鋼板でできており加圧力を均一に加える。また、セラミック基板の裏にある温度検知素子であるサーミスタ18は、温度変化をサーミスタ18により検知し、この検知結果を基にヒーターの目標温度を決定して、ヒーター駆動手段を制御してヒーターへの電力制御を行い、ヒーター温度を目標温度（プリント温度）に保つ。

また、加圧ローラ21は、アルミニウムから成る芯金にシリコンゴムを被覆して形成されている。

加圧ローラ21はバネにより、耐熱性フィルム15を挟んでヒーターに対し所定圧力（ニップ圧）で圧接して耐熱性フィルムユニット20と加圧ローラ21からなる加熱ニップ部22を形成している。

加圧ローラ21は加圧ローラ駆動手段により、回転駆動されており、耐熱フィルム15を従動回転させると共に加熱ニップ部22に導入された記録材16を耐熱性フィルム15と密着させた状態で搬送している。

このように記録材16が加熱ニップ部22に搬送されることで、記録材16上に形成担持された未定着のトナー像が、ヒーター部材の熱とニップ圧とにより定着処理される。

図3は本発明の排紙部材を表したものである。
駆動ギア23でメインモ−タから駆動をもらい例えばΦ8mmのアルミニウムからなる芯金24と駆動ギア23とを接続させ芯金に設けた排紙ローラ（排紙部材）25を回転させる。
排紙ローラ25は例えばΦ13ｍｍのスポンジからなり長手は通紙幅と同じにする。また、排紙ローラ25の材質は例えばNBR系ゴムのような温度により抵抗変動する部材を使用する。

このNBR系ゴムは温度が高い程抵抗が低下するという温度特性を持っている。NBR系ゴムを設けた排紙ローラ25へのバイアスの印加は高圧電源から接点26と芯金24を通して行う。

図4は本発明の排紙部材と定着装置の配置図を表したものである。
温度により抵抗変動する部材を設けた排紙ローラ25を耐熱性フィルムユニット20と加圧ローラからなる加熱ニップ部22の下流に設置させ、耐熱性フィルムユニット20と加圧ローラ21からなる加熱ニップ部22を通過した記録材は排紙ローラ25に接触させながら搬送させ排紙トレイ27に積載する。

図5と図6は張り付きに関する結果をまとめたものである。図5は排紙部材近傍に排紙された記録材と接触するよう熱電対を設置し排紙温度を所定の温度になるように調節しながら100枚1セット連続で通紙し、排紙積載された記録材16が張り付くかを表したものである。

図6は外部電源を用いて排紙ローラ25に3.7μA流れるように設定し排紙ローラ25の温度変化とそのときの印加バイアスをモニタし排紙ローラ25の温度変化と印加バイアスの変化の関係を表したものである。（電流を一定にすることで昇温により変動する排紙ローラ25の抵抗変動を電圧変動として検知することが出来る）
図5の結果より排紙温度約70℃以上で排紙積載した場合、張り付きはじめることが分かる。つまり排紙温度を65℃以上70℃以下になるよう制御すれば定着不良とならず排紙積載しても張り付きを防止することが出来る。

排紙ローラ25は直に排紙された記録材16に接しているためほぼ排紙ローラ25と排紙温度は同じとなる。そのため図6の結果から印加バイアスが25V以下となる場合排紙温度は約70℃以上であるため貼り付きはじめる。

定着性を満足する排紙温度は約65℃以上必要であるため排紙温度約70℃以上では定着性の観点からも熱量過多と判断することができる。

そのため印加バイアスが25V以下となる場合、印加バイアスが25V以上になるようにスループット（紙間）を落としたり定着温度を下げたりするなど制御手段を変更させ適正な印加バイアス（例えば定着性と貼り付きの観点から今回の場合25V以上30V以下）になるよう画像形成動作を制御する。

本発明の第二実施例について説明する。尚第一実施例と同一要素については説明を省略する。

本実施例では温度により抵抗変動する搬送部材を長手に複数配置したものである。図7は抵抗変動する排紙ローラ25を長手に複数配置させるため、絶縁加工した芯金28にアルミニウムなどの導通部材29を配置させその上に抵抗変動する排紙部材25、例えばNBR系ゴムを被服させる。

アルミニウムなどの導通部材29に接点26を設け、高圧電源から接点26とアルミニウムなどの導通部材29を通じ排紙ローラ25へバイアスを印加する。

以上第二実施例においては第一実施例と同様の効果を得ることが出来るだけでなく、長手に抵抗変動する搬送部材が複数あり、またそれぞれ独立していることにより第一実施例では検知することが出来なかった長手の温度分布も検知することが出来、これにより例えば排紙端部の温度が低いと検知した場合、定着温度を上げ端部定着不良などの問題画像を未然に防止することも出来る。

本発明の画像形成装置の構成図 定着装置の構成図 本発明の第一実施例の排紙部材の構成図 排紙部材と定着装置の配置図 排紙温度と張り付きの関係 排紙部材温度と印加バイアスの関係 本発明の第二実施例の排紙部材の構成図

符号の説明

1：帯電用高圧電源
2：帯電ロ−ラ
3：感光ドラム（像担持体）
4：露光手段
5：現像容器
6：現像スリーブ
7：転写前ガイド
8：転写ローラ
9：クリーニングブレード
10：廃トナー収容スペース
11：定着ニップ入り口ガイド
12：定着装置
13：フィルムガイド
14：Tステ−
15：耐熱性フィルム
16：記録材
17：トナ−
18：サーミスタ（温度検知素子）
19：加熱源
20：耐熱性フィルムユニット
21：加圧ローラ
22：加熱ニップ部
23：駆動ギア
24：芯金
25：排紙ローラ（排紙部材）
26：接点
27：排紙トレイ
28：絶縁加工した芯金
29：導通部材

Claims (3)

1. 記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成部と、前記記録材を加熱し定着させる定着手段と、トナー像が定着形成された記録材を積載部に排出するための排紙部材と、画像形成動作を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記排紙部材の温度を検知する温度検知手段を有し、前記温度検知手段が検知した温度結果に基づき、紙間又は定着温度を変化させる画像形成動作の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記排紙部材は温度変動により抵抗変動する材質特性を有し、前記排紙部材に所定のバイアスを印加し、検出される抵抗値によって、前記排紙部材の温度を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記排紙部材は前記温度変動による抵抗変動の検知する手段を一対の円筒状のローラまたは長手方向に複数の円筒状ローラによって行うことを特徴とする請求項１，２に記載の画像形成装置。

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