JP2011141362A

JP2011141362A - 画像形成装置

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Publication number: JP2011141362A
Application number: JP2010001093A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Iinuma; 潔飯沼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-06
Also published as: JP5455658B2

Abstract

【課題】記録材へのトナー像転写部の上下流において生じ易い画像不良を効果的に抑制できて、かつ薄紙から厚紙に至るまで安定して搬送可能な転写搬送手段を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像が形成される回転可能な像担持体１と、記録材分離ローラ３３を含む複数の懸架部材に懸回張設されて循環移動され記録材Ｐを担持して像担持体の画像転写部７に搬送してトナー像を記録材に転写させ、画像転写部よりも記録材搬送方向下流側において記録材を分離ローラのベルト巻回部である分離部Ａにて曲率分離させる無端状のベルト１０と、その分離された記録材のトナー像を定着するための定着装置９と、を備えた画像形成装置において、画像転写部から分離部の間において、ベルト１０の記録材担持面側に非接触で配設されており、記録材に担持されているトナー像に電磁波を照射して記録材に仮定着させる電磁波照射手段２０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機・ファクシミリ・プリンターやそれらの機能を集約した複合機等の画像形成装置に関するものである。より詳しくは、記録材を担持搬送するための転写搬送ベルトを備えた電子写真方式等の画像形成装置に関するものである。

近年の市場ニーズに基づく薄紙、厚紙仕様拡大に応えるべく、転写搬送ベルト系の画像形成装置が知られている（特許文献１）。この装置は、像担持体である感光ドラムの表面に形成された静電トナー像を、転写搬送ベルトに担持搬送される記録材上に、転写帯電器の作用により静電的に転写する。未定着トナー像が転写された記録材は、転写搬送ベルトの搬送方向下流部で分離コロナ帯電器により除電されることにより静電吸着力が減衰して転写搬送ベルトから分離する。転写搬送ベルトから分離された記録材は、定着部で加熱及び加圧により、記録材上にトナー像が定着されて装置外に排出される。

特許文献２には、転写同時定着位置にてトナー像を記録材上に転写すると同時に定着する装置が提案されている。この装置は、中間転写体上の画像先端が転写同時定着位置に到達する前までに、記録材が給紙カセットから給紙されて記録材に加熱、加圧のいずれか一方、もしくは両方を施す予備処理手段を通過する。そして、中間転写体上の画像の先端と記録材の先端の位置が合うように、記録材が移動し、転写同時定着手段に挿入され、記録材にトナー画像が転写同時定着される。

特許文献３には、像担持体上に形成された未定着トナー像を記録材に転写した後に、本加熱／加圧手段であるローラ対の上流側に、記録材上の未定着トナー像を予備加熱する予備加熱手段を備えている画像形成装置が提案されている。

特許文献４には、中間転写ベルト兼記録材搬送ベルトを備えた画像形成装置が提案されている。この装置は、感光体と転写ローラにより形成される転写部で第１のトナー像を中間転写ベルト上に転写してそのまま一周させる。この時、定着ローラ並びクリーニングローラは中間転写ベルトとは接していない。次に感光体上に第２のトナー像が形成されると、既に中間転写ベルト上に転写されている第１のトナー像に同期して、転写ニップ部にて合わせて記録材の表面と裏面に各々転写される。その後、記録材は定着ローラ部に搬送される。このとき定着ローラ、クリーニングローラは中間転写ベルトに接触しており、定着ローラと記録材の間の第２のトナー像、並び第１のトナー像を記録材に定着させる。

特開２００１−３３５１７８号公報特開平０５−３４１６６０号公報特開２０００−３２１９２２号公報特開２００２−２６８４０４号公報

特許文献１の転写搬送ベルト系の画像形成装置は、特に記録材が薄紙（坪量７０ｇ／ｍ²程度以下）の時に、転写搬送ベルトから記録材が分離搬送される際に異常放電（剥離放電）による画像不良が発生し易い傾向にある。前記画像不良とは、例えばハーフトーン画像を出力した時に、鳥の足跡状の放電跡、或いは水玉状の放電跡が画像上に現れる現象である。これを図８の（ａ）により説明する。１０６はエンドレスの転写搬送ベルトであり、分離ローラ１１１を含む複数本のベルト懸架ローラ間に懸回張設されており、矢印の方向に循環移動されている。記録材Ｐはベルト１０６の上面に担持されて搬送され転写部（不図示）を通過する過程で像担持体上のトナー像の転写を受ける。転写部を通過した記録材Ｐは引き続きベルト１０６で搬送されて分離ローラ１１１のベルト巻回部である分離部Ａに至り、ベルト１０６から曲率分離されて画像定着手段（不図示）に導入されていく。この場合、記録材Ｐが低剛性（腰が弱い）である薄紙であると、分離部Ａにおいてベルト１０６から曲率分離する際に、分離ローラ１１１に巻回されているベルト１０６の曲率に沿って実線示のように一度巻付くような形をとってから分離される。即ち、記録材Ｐの分離時にベルト１０６と記録材Ｐとの間で形成する分離角θ１が、坪量が大きく比較的剛性が高い紙の分離角θ２（図８の（ｂ））に比べて大きくなる。そのために、特に薄紙においては、ベルト１０６から分離する際に剥離放電による画像不良が発生し易い。

また、画像形成装置が置かれている環境条件、画像形成装置の耐久状態や記録材Ｐの種類などにより、記録材がベルト１０６からの分離部に到達した時に、記録材上に保持される電荷量や極性は種々様々である。従って、前述の画像不良（鳥の足跡状／水玉状）を発生させる異常放電を抑制する様に、かつ静電トナー像も乱さない様に、分離コロナ帯電器などの除電手段により記録材を除電するのは困難である。

上記課題に対して、特許文献３に開示されている技術は、トナー像担持体より未定着のトナー像が転写された記録材が転写装置から分離搬送された後の定着装置における予備加熱手段に関する技術であり、上記課題に対する効果は見込めない。

上記課題に対して、特許文献２に開示されている技術、並び特許文献４に開示されている技術は効果はあるものの、下記に示す弊害がある。即ち、特許文献２に開示されている技術は、記録材へのトナー像の転写同時定着部の上流側にて、記録材をプレ加熱するために、記録材の水分量が減ることにより記録材の抵抗値が高くなる。その結果、トナー像を記録材に転写するための二次転写バイアスを高目に設定することになり、二次転写部上流側での異常放電による画像不良や二次転写部にて記録材が静電的に中間転写体に貼り付いてしまう分離不良が発生し易くなる。また、特許文献４にて開示されている様な２次転写部から定着までを一体で構成する方式では、定着手段に対する用紙、特に厚紙の場合の突入または抜けるときのショックが、トナー像を記録材に転写する転写部、及び静電トナー像を形成する像担持体に影響する。そのため画像不良を生じ易い。また、転写部と定着部の速度差による弊害も受け易く、画像ズレや飛散りなど弊害が発生し易い。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものである。その目的は、記録材へのトナー像転写部の上下流において生じ易い画像不良を効果的に抑制できて、かつ薄紙から厚紙に至るまで安定して搬送可能な転写搬送手段を備えた画像形成装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像が形成される回転可能な像担持体と、記録材分離ローラを含む複数のベルト懸架部材に懸回張設されていて循環移動され、記録材を担持して前記像担持体の画像転写部に搬送して前記トナー像を記録材に転写させ、前記画像転写部よりも記録材搬送方向下流側において記録材を前記分離ローラのベルト巻回部である分離部にて曲率分離させる無端状の転写搬送ベルトと、前記転写搬送ベルトから分離された記録材のトナー像を定着するための定着装置と、を備えた画像形成装置において、前記画像転写部から前記分離部の間において、前記転写搬送ベルトの記録材担持面側に非接触で配設されており、記録材に担持されているトナー像に電磁波を照射してトナー像を記録材に仮定着させる電磁波照射手段を有することを特徴とする。

当発明によれば、転写材が転写搬送ベルトから分離する際に生じ易い異常放電による画像不良を効果的に抑制できる。

実施例１における画像形成装置の概略図（ａ）は主要制御系統のブロック図、（ｂ）はベルトの寄り規制部材を説明するための模型図電磁波照射手段の制御フローチャート実施例２における画像形成装置の概略図（ａ）は主要制御系統のブロック図、（ｂ）は記録材情報検知手段としての、超音波を用いて記録材の剛性を検知する剛性検知手段の模式図、（ｃ）は剛性特性値と減衰率の相関図電磁波照射手段と第２定着装置の制御フローチャート実施例３における画像形成装置の概略図記録材の曲率分離の分離角の説明図

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。

［実施例１］
（１）画像形成装置例の全体的な概略説明
図１は本実施例における画像形成装置の概略図である。図２の（ａ）は本実施例の画像形成装置の主要制御系統のブロック図である。この画像形成装置は、電子写真方式、レーザー露光方式、転写搬送ベルト式のデジタル画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機）である。即ち、原稿読み取り装置・パソコン・ファクシミリ・ワードプロセッサ等のホスト装置２００から制御回路部（制御手段）１００に入力する電気的画像情報信号に基づいて記録材（転写材）Ｐに画像を形成することができる電子写真画像形成装置である。制御回路部（制御手段）１００はＣＰＵ（演算部）、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含み、操作部３００やホスト装置２００との間で各種の電気的な情報の授受をする。また、制御回路部１００は画像形成装置の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。

この画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体としての回転可能なドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）１を有する。ドラム１は矢印Ｒ１の時計方向に駆動源Ｍにより所定の速度で回転駆動される。ドラム１の回りにはドラム回転方向に沿ってドラム１に作用するプロセス手段としての一次帯電器２、露光装置３、現像器４、転写帯電器３１、ドラムクリーナ５が配設されている。

一次帯電器２は、ドラム１の面を所定の極性・電位に一様に帯電する帯電手段であり、本実施例においては電源部Ｓ２から所定の極性・電位の帯電バイアスが印加される、非接触帯電器であるコロナ放電器を用いている。一次帯電器２には、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電ブレードのような導電性帯電部材を用いた接触帯電器を用いることができる。

露光装置３は、ドラム１の一様帯電処理面を画像情報に対応して露光して静電潜像を形成する露光手段であり、本例においてはレーザースキャナを用いている。レーザースキャナは、半導体レーザー（光源装置）、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等を有する。半導体レーザーは、ホスト装置２００から制御回路部１００に入力する電気的画像情報信号に応じて変調されたレーザー光を出力する。半導体レーザーから発せられたレーザー光を、ポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって変更し、ｆθレンズによりドラム１の母線上に集光して露光することにより、ドラム１上に画像情報に対応した静電潜像を形成する。本例における静電潜像形成方式は画像情報部に対応して露光するイメージ露光方式である。

現像器４は、ドラム１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段であり、本例においては二成分現像方式、反転現像方式の現像器を用いている。即ち、現像器４には、ネガ帯電極性を有する非磁性トナーとポジ帯電極性を有する磁性キャリアが所定の混合比で混合された二成分現像剤が所定量充填されている。そして、ドラム１上の静電潜像の非露光部分に対して静電的にトナーを転移させることで可視トナー像を形成する。

転写帯電器３１はドラム１上のトナー像を記録材Ｐに転写する転写手段であり、本実施例では転写ローラを用いている。転写ローラ３１は導電性ローラ（帯電ローラ）であり、本実施例においては、φ７．０ｍｍの導電性の芯金と厚さ３．５ｍｍの中抵抗の抵抗値を有するＥＰＤＭ発泡弾性層からなる。ローラ硬度（ＡｓｋｅｒＣ）は３０°である。抵抗値は、４．９Ｎ（５００ｇ重）の荷重の下で接地（アース面）に対して該ローラを５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に１０００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められ、その値は約１０^６Ω（２３℃／５０％ＲＨ）であった。また、転写帯電器３１には、帯電ブラシ、帯電ブレードのような帯電部材を用いた接触帯電器を用いることができる。また、コロナ放電器のような非接触帯電器を用いることもできる。

ドラム１の下側には転写搬送ベルト（以下、ベルトと記す）１０が配設されている。ベルト１０は可撓性を有する無端状のベルトであり、ドラム１よりも記録材搬送方向上流側と下流側とに並行に配列された駆動ローラ３２と記録材分離ローラ３３との間に懸回張設されている。前記の転写ローラ３１はベルト１０の内側にドラム１と並行に配列され、ベルト１０の上行側のベルト部分をドラム１との間に挟んでドラム下面に対して圧接している。ドラム１とベルト１０との接触部が転写部（画像転写部、転写ニップ部）７である。ベルト１０は駆動源Ｍにより駆動ローラ３２が駆動されることにより矢印Ｒ１０の反時計方向にドラム１の回転速度にほぼ対応した速度で循環移動される。分離ローラ３３と転写ローラ３１はベルト１０の移動に従動して回転する。

ベルト１０の材質としては、ＣＲ、ウレタン等の弾性ゴム材料、あるいはＰＶｄＦ、ＰＰＳ、ＰＩなどの樹脂材料のどちらでも構わない。本実施例においてはベルト１０は、周長４４０ｍｍ、厚み１００μｍの高熱伝導かつ低熱容量のＰＩ樹脂を用いた。ベルト１０の抵抗値は、表面抵抗率１０^１２Ω・ｃｍ、体積抵抗率１０^１０Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃５０％ＲＨ）である。継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトによって無端ベルトとし、駆動ローラ３２及び従動回転する分離ローラ３３に懸架されている。駆動ローラ３２は、外径φ２０ｍｍのＳＵＳ製芯金の周囲に厚み１．５ｍｍの導電性（体積抵抗値：１０^５Ωｃｍ以下）のゴムを成形したものを用いた。分離ローラ３３は、バネ加圧機構（不図示）に支持されており、ベルト１０をその内周面側より押圧することでベルト１０に張力を付与するテンションローラ機能も兼ねている。分離ローラ３３の外径はφ１９ｍｍのＳＵＳ製のローラを用いた。

また、ベルト１０の循環移動中における、複数のベルト懸架部材であるローラ３１・３２・３３の長手方向（ローラ軸線方向）に沿う寄り移動を規制するために、ベルト１０の幅方向の両端部側にはそれぞれ寄り規制部材を設けてある。ベルト１０の幅方向は、ベルト移動方向に直交するベルト寸法方向である。本実施例においては、その寄り規制部材は、図２の（ｂ）の模型図のように、ベルト１０の幅方向の両端部側の内側にベルトの周に沿って環状に具備させた凸縁１２である。その両側の凸縁１２をそれぞれローラ３１・３２・３３の両端側のローラ端面の外側に接近させて位置させてある。ベルト１０がその幅方向の一方側に寄り移動Ｂ１すると、その時の寄り移動上流側の凸縁１２がその側のローラ端面に受け止められる。またベルト１０がその幅方向の他方側に寄り移動Ｂ２すると、その時の寄り移動上流側の凸縁１２がその側のローラ端面に受け止められる。これにより、ベルト１０の循環移動中におけるローラ３１・３２・３３の長手方向に沿う寄り移動が規制すされる。寄り規制部材としての凸縁１２は、弾性特性を有していることが望ましく、Ｓｉやウレタンなどのゴム材料を用いるのが一般的である。本実施例においては、幅ａ：４．０ｍｍ、厚みｂ：１．５ｍｍ、ＪＩＳＡ硬度６０°のウレタン系の単層ゴムビード部材を熱硬化系の接着剤によりベルト１０の幅方向の両端部側の内側にベルトの周に沿って環状に貼り付けてある。これにより、寄り規制部材としての凸縁１２を具備させている。

ベルト１０の下方には記録材Ｐを積載収納した給送カセット８０が配設されている。給送カセット８０内の記録材Ｐは給送ローラ８１が駆動されることで１枚分離給送されて搬送路８２を通ってレジストローラ対６に搬送される。ローラ対６はベルト１０の駆動ローラ３２よりも記録材搬送方向上流側に配設されており、制御回路部１００で制御されるジストローラ駆動モータ（レジ駆動モータ）Ｍ６（図２の（ｂ））により回転、回転停止される。ローラ対６は搬送路８２で搬送される記録材Ｐの先端部を一旦受け止めて記録材Ｐの斜行を矯正するとともに、所定の制御タイミングのもとで記録材Ｐをベルト１０の上面に送り出してベルト１０に担持させる。ベルト１０上に送り出された記録材Ｐはベルト１０に担持され、ベルト６の循環移動で搬送されて転写部７に導入される。記録材Ｐは転写部７を通過する過程で転写ローラ３１に電源部Ｓ３１からトナーの正規帯電極性とは逆極性で所定電位の帯電バイアスが印加されることでドラム１上のトナー像の転写を順次に受ける。

記録材Ｐに対するトナー像転写後のドラム１面は引き続くドラム１の回転によりドラムクリーナ５に至り、転写残りトナーの除去を受けて清掃され、繰り返して画像形成に供される。クリーナ５はドラム１面を清掃するクリーニング手段であり、本実施例においては、クリーニング部材としてドラム１の面にカウンターに当接してドラム面を摺擦する弾性ブレード部材を用いた装置である。

また、転写部７を通過した記録材Ｐは引き続きベルト１０で搬送され、電磁波照射手段２０の位置を通って分離ローラ３３のベルト巻回部である分離部Ａに至る。電磁波照射手段２０は記録材Ｐに担持されている未定着トナー像を、記録材Ｐが分離部Ａに至る前に仮定着するための手段である。この電磁波照射手段２０については後述する。電磁波照射手段２０の位置を通って分離部Ａに来た記録材Ｐは分離部Ａにおいてベルト面から曲率分離され、定着入口ガイド９３に導かれて定着装置９へと搬送される。

記録材Ｐを分離した後のベルト１０は引き続くベルト１０の移動でベルトクリーナ５１の位置に至る。そして、ベルト面に付着しているトナー及びその他の異物の除去を受けて清掃されると共に、蓄積した電荷の除去（除電）を受けて繰り返して記録材Ｐの担持搬送に供される。本実施例においては、ベルトクリーナ５１は、クリーニング部材として回転駆動される導電性ファーブラシ５１ａを用いたものあり、駆動ローラ３２のベルト巻回部においてベルト１０の表面に接触して回転駆動されることによりベルト面を摺擦する。導電性ファーブラシ５１ａと駆動ローラ３２の各軸芯は接地されている。導電性ファーブラシ５１ａに代えて導電性ウェブ（不織布）を用いることもできる。

定着装置９は記録材Ｐ上の未定着トナー像を固着像として記録材面に定着する装置である。本実施例においては、定着装置９はヒートローラタイプの装置であり、加熱加圧機構としての定着ローラ９１と弾性加圧ローラ９２を有する。両ローラ９１・９２は並行に配列されて互いに圧接して定着ニップ部Ｎを形成しており、矢印の方向に回転駆動される。各ローラ９１・９２には、それぞれ、内部加熱ヒータＨ１・Ｈ２、表面温度検知素子（サーミスタ）ＴＨ１・ＴＨ２、離型剤塗布器９４・９５が配設されている。離型剤塗布器９４・９５は、それぞれ、ローラ９１・９２の表面にジメチルシリコンオイルなどの離型剤オイルを塗布する塗布ローラと、そのオイル溜めを有する。ヒータＨ１・Ｈ２はそれぞれ電源部（不図示）から電力が供給されて発熱してローラ９１およびローラ９２を内部から加熱する。そして、各ローラ９１・９２の表面温度がそれぞれ表面温度検知素子ＴＨ１・ＴＨ２で検知され、その検知温度情報が制御回路部１００に入力する。制御回路部１００は入力する検知温度情報に基づいて各ローラ９１・９２の表面温度がそれぞれ所定の定着温度に昇温し、そしてその温度に維持されるようにヒータＨ１・Ｈ２に対する供給電力を制御する。定着装置９に導入された記録材Ｐは定着ニップ部Ｎに進入して挟持搬送されて加熱及び加圧されることにより未定着トナー像が固着像として定着される。

定着装置９を出た記録材Ｐは、片面画像形成モードの場合には、第１姿勢に制御されている第１フラッパ８４により排出搬送路８３側に案内されて装置外の排出トレイ（不図示）に排出、積載される。両面画像形成モードの場合には、定着装置９を出た第１面側画像形成済の記録材Ｐが第２姿勢に制御されている第１フラッパ８４により反転搬送路８５側に案内され、更に第１姿勢に制御されている第２フラッパ８７によりスイッチバック搬送路８６に導入される。そして、記録材Ｐはスイッチバック搬送されて第２姿勢に制御されている第２フラッパ８７により両面搬送経路８８に導入される。さらに記録材Ｐは両面搬送経路８８から再び搬送路８２に導入されて、レジストローラ対６を経由して表裏反転された状態でベルト１０上に給送される。これにより記録材Ｐの第２面に対して転写部７にてトナー像の転写がなされる。以後は、第１面に対する画像形成動作と同様に記録材Ｐは電磁波照射手段２０の位置、分離部Ａ、定着装置９、排出搬送路８３を通って両面画像形成物として装置外の排出トレイに排出、積載される。

（２）電磁波照射手段
電磁波照射手段２０は、ベルト１０の前記転写部７から前記分離部Ａに至る間において、ベルト１０の記録材担持面側にベルトに非接触で配設されており、記録材Ｐに担持されている未定着のトナー像に電磁波を照射してトナー像を記録材に仮定着する手段である。本実施例においては、電磁波照射手段２０は、ベルト１０に向けて赤外線を照射するための赤外線ランプ２１と反射笠（赤外線反射ミラー）２２から成る。赤外線ランプ２１にはハロゲンランプを用い、ベルト１０により担持搬送される記録材Ｐの表面から１０ｍｍ離れた上方に設置した。ハロゲンランプ２１の出力としては、例えば、トナーの軟化点温度Ｔ１が７０℃ならば４００Ｗ有れば十分であり、本実施例では軟化点温度Ｔ１が７０℃のトナー、並びに４００Ｗのハロゲンランプ２１を使用した。反射笠２２にはアルミニウム製の放物面鏡を用い、ハロゲンランプ２１の上部に設置した。電磁波照射手段２０の配設位置（ベルト対向位置）において、ベルト１０の電磁波照射手段２０側とは反対側のベルト面にはベルト１０の温度を検知する温度検知素子（サーミスタ）２３が接触或いは非接触で配設されている。そして、温度検知素子２３の検知温度情報が制御回路部１００に入力する。

図３は電磁波照射手段２０の制御フローチャートである。制御回路部１００は、１枚或は複数枚の連続した画像形成ジョブ（モノプリントジョブ或はマルチプリントジョブ）が入力されると、画像形成動作を開始させる。本実施例においては、給送カセット８０からの記録材Ｐの給紙が開始される（ステップＳ１）。また、回転駆動されたドラム１に対するトナー像の形成が開始される（Ｓ２）。給送カセット８０からの給紙された記録材Ｐはレジストローラ対６に到達してその時点では回転が停止されているローラ対６のニップ部に先端部が突き当たって受け止められる。これにより、記録材Ｐの斜行矯正がなされる。そして、所定の制御タイミングにおいてモータＭ６がＯＮされる（Ｓ３）。これによりローラ対６の回転が開始されて記録材Ｐが循環移動しているベルト１０の上面に送り出され、ベルト１０上に担持される。そして、記録材Ｐはベルト１０の移動で搬送されて転写部７に導入される。記録材Ｐは転写部７を通過する過程で電源部Ｓ３１から転写ローラ３１にトナーの正規帯電極性とは逆極性で所定電位の帯電バイアスが印加されることによりドラム１上のトナー像の転写を順次に受ける（Ｓ４）。

転写部７において、ドラム１よりトナー像が転写された記録材Ｐは引き続くベルト１０の移動で搬送されて、電磁波照射手段２０の配設位置に到達する。本実施例においては記録材Ｐの先端部の電磁波照射手段配設位置への到達は、モータＭ６の駆動ＯＮタイミングとベルト１０による記録材搬送速度とに基づく制御回路部１００の演算により検知される。また、制御回路部１００はその記録材先端部の電磁波照射手段配設位置への到達検知タイミングとベルト１０による記録材搬送速度と給紙された記録材のサイズとに基づく演算により記録材後端部の電磁波照射手段配設位置の通過を検知する。記録材のサイズは記録材搬送方向に関するサイズである。そして、制御回路部１００は、記録材Ｐの先端部の電磁波照射手段配設位置への到達から後端部の電磁波照射手段配設位置の通過までの間だけ、電磁波照射手段２０の赤外線ランプ２１を点灯させる（Ｓ５、Ｓ６）。

赤外線ランプ２１が点灯することで、本実施例においては、記録材Ｐの電磁波照射手段配設位置通過過程で、記録材Ｐ上のトナーの温度Ｔ２がトナー軟化点Ｔ１（７０℃）よりやや高目の温度（７５℃≦Ｔ２）となる様に加熱される。そのため、未定着であったトナー像が、記録材Ｐが分離部Ａに到達する前に記録材Ｐに仮定着される。そして、記録材Ｐは分離部Ａに至り、ベルト面から曲率分離される。この時、記録材Ｐ上のトナー像は電磁波照射手段２０により仮定着しているために、記録材Ｐが低剛性の薄紙においても、前述したような分離時に発生する剥離放電によってトナー像が飛び散るなどの劣化を生じることが無い。即ち、高画質を維持したままベルト１０から曲率分離搬送される。

そして、ベルト１０から分離された記録材Ｐは搬送方向下流側に位置する定着装置９に導入されてトナー像の本定着を受けて画像形成装置外に排出される（Ｓ７）。画像形成ジョブが１枚の場合にはそれで画像形成動作は終了となる。複数枚の連続した画像形成ジョブの場合には、最後の１枚の画像形成が終了するまで、上記の画像形成動作が繰り返して実行される（Ｓ８→Ｓ１）。

ここで、ベルト１０の材質について、本実施例では前記のようにポリイミド樹脂を用いた。ベルト１０の材質としては、他にＣＲ、ウレタン等の弾性ゴム材料、あるいはＰＶｄＦ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫなどの樹脂材料を選択することが可能だが、高熱伝導かつ低熱容量のＰＩならば、冷却手段も不要なために比較的好都合である。

また、両面搬送経路８８の途中に、定着装置９を通って加熱された第１面画像形成済みの記録材Ｐの温度を測定する放射温度計など温度計８９を設けておく。そして、両面画像形成モードの場合には、制御回路部１００はその温度計８９の検知温度に応じて、第２面画像形成動作時における前記電磁波照射手段２０への通電条件を変更制御する構成にすることもできる。電磁波照射手段２０への通電条件を変更する制御とは、電磁波照射手段２０によるトナーの加熱温度Ｔ２を温度計８９の検知温度に応じて変更する制御である。

本実施例においては、電磁波照射手段２０をベルト１０の記録材担持面側に配置することにより、記録材上のトナー像を直接加熱できる。そのため、ベルト１０の内周面側に加熱部材を配置して、ベルト１０と記録材を介して記録材上の未定着トナー像を加熱する構成に比べて、消費電力を低減できるメリットがある。

電磁波照射手段２０における赤外線ランプ２１の点灯は、例えば、複数枚の連続した画像形成ジョブが入力された場合に、最初の１枚目の記録材Ｐが電磁波照射手段配設位置に到達した時に赤外線ランプ２１が点灯を開始して、そのまま点灯を継続する。そして、前記連続した画像形成ジョブの最後の記録材Ｐが電磁波照射手段配設位置を通過後に消灯するように動作させても構わない。しかし、本実施例におけるように、記録材Ｐが電磁波照射手配設位置を通過する時のみ赤外線ランプ２１を点灯させる制御方式の方が有利である。即ち、省エネの面や、ベルト１０や電磁波照射手段２０への過剰な熱の供給を抑制できて画像形成装置内の不要な昇温を抑制できる点でメリットがある。

上述してきた構成をとることにより、ベルト１０により記録材Ｐが安定して担持搬送されるために、記録材の姿勢を一定に保て、かつ記録材に安定的に電荷付与できる。そのために、記録材Ｐが静電的にドラム１に貼りついてしまう分離不良や、転写部７の記録材搬送方向上流側と直下流側における画像不良を効果的に抑制することが出来た。また、記録材Ｐがベルト１０から分離する際に剥離放電が発生してもトナー像を劣化さえること無く高画質なプリント画像を出力することが出来た。

［実施例２］
図４は本実施例における画像形成装置の概略図である。図５は本実施例の画像形成装置の主要制御系統のブロック図である。本実施例の画像形成装置も基本的には実施例１と同様の、電子写真方式、レーザー露光方式、転写搬送ベルト式のデジタル画像形成装置である。実施例１の画像形成装置と共通する構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略する。

近年の市場ニーズに基づく記録材Ｐの薄紙、厚紙仕様の拡大に応えるべく、画像形成装置の記録材（紙）の坪量対応仕様幅も、薄紙においては５０ｇ／ｍ²紙程度から、厚紙に至っては３００ｇ／ｍ²紙程度までと拡がってきている。前記した記録材の坪量対応仕様幅に対して、特にＰＯＤ市場における画像形成装置に対しては、給紙する記録材の坪量仕様に関係なく、画像形成速度を落とさずに等速、かつ高速出力することが求められている。前記ニーズに答えるべく、本実施例の画像形成装置には、定着手段として、実施例１の画像形成装置の定着装置９の記録材搬送方向下流側にもう１つ定着装置９Ａを配設した。定着装置９を第１定着装置、定着装置９Ａを第２定着装置とする。即ち、記録材Ｐに未定着トナー像を本定着させるための加熱加圧機構であるローラ対を実施例１の構成９１・９２に対し更に１対９１・９２追加した構成とした。また、搬送路８２に、給送カセット８０から画像形成装置に供給される記録材Ｐの記録材情報を検知する記録材情報検知手段７０を配設してある。

本実施例においては、記録材情報検知手段７０として、超音波を用いて記録材Ｐの剛性を検知する剛性検知手段を用いた。図５の（ｂ）はその剛性検知手段７０の模式図である。剛性検知手段７０は、給送カセット８０からレジストローラ対６に至る記録材Ｐの搬送路８２の途中に配置されている。記録材Ｐは、給紙ローラ対７４・７５並び給紙ローラ対７６・７７により矢印Ｙの方向に搬送されている。搬送路８２の途中にて、超音波発信素子７１と受信素子７２を記録材Ｐと接触する様に、各々記録材搬送方向Ｙの上流側と下流側に配置する。画像形成動作中などに、記録材Ｐが超音波発信素子７１と受信素子７２の双方に接する位置に搬送されると、超音波発信素子７１より超音波信号７３が発信される。超音波発信素子７１はある一定の周波数／出力の超音波信号７３を発信しており、発信された超音波信号７３は記録材Ｐの剛性特性に応じて信号が変化する。その変化した信号が受信素子７２に受信されて制御回路部１００に入力する。制御回路部１００は、発信素子７１からの発信信号と受信素子７２による受信信号の変化分（減衰率）を計算する。前記減衰率は図５の（ｃ）のように記録材Ｐの剛性特性値と相関があり、その相関特性により剛性特性値が導かれる。

本実施例においては、制御回路部１００は、画像形成装置に供給される記録材Ｐについて記録材情報検知手段７０により検知される記録材情報に基づいて、電磁波照射手段２０の及び第２定着装置９Ａの稼働を制御する構成である。これを図６の制御フローチャートにより説明する。制御回路部１００は、１枚或は複数枚の連続した画像形成ジョブが入力されると、画像形成動作を開始させる。本実施例においては、給送カセット８０からの記録材Ｐの給紙が開始される（ステップＳ１）。そして、給紙された最初の１枚目の記録材が搬送路８２の剛性検知手段７０を通過する際に前述した様に記録材Ｐの剛性特性値が検知される（Ｓ２）。剛性検知手段７０が検知する記録材Ｐの剛性特性値は制御回路部１００に入力する。制御回路部１００はその検知された剛性特性値が所定の値Ｘ１以下であるか否かを判定する（Ｓ３）。従来の画像形成装置において、ベルト１０からの記録材Ｐの分離時に異常放電による画像不良が発生し易かったのは、坪量７０ｇ／ｍ^２程度以下の記録材であった。そこで、坪量７０ｇ／ｍ^２の記録材を前記剛性検知手段７０により剛性特性値を求めたところＸ１であった。本実施例においては検知剛性特性値に関する前記の所定の値をＸ１とし、その値を参照データ（比較基準値）として制御回路部１００に設定している。

（１）通紙された記録材Ｐの剛性特性値が所定の値Ｘ１以下の場合
ステップＳ３において、記録材Ｐの剛性特性値が所定の値Ｘ１以下である場合、即ち記録材Ｐが薄紙（坪量が小さい紙）の部類である場合には、制御回路部１００は第１定着装置９は稼働状態にするが、第２定着装置９Ａについては非稼働状態にする（Ｓ４）。ここで、定着装置について稼働状態とは、加熱加圧機構である定着ローラ９１と加圧ローラ９２を回転駆動させると共にヒータＨ１とＨ２に通電して定着ローラ９１と加圧ローラ９２とを所定の定着温度に立ち上げてその温度に温調維持している状態である。また、定着装置について非稼働状態とは定着ローラ９１と加圧ローラ９２は回転駆動（空回転）状態にするが、ヒータＨ１とＨ２への通電はＯＦＦにして定着ローラ９１と加圧ローラ９２の加熱はしていない状態である。

また、回転駆動されたドラム１に対するトナー像の形成が開始される（Ｓ５）。給送カセット８０からの給紙された記録材Ｐはレジストローラ対６に到達してその時点では回転が停止されているローラ対６のニップ部に先端部が突き当たって受け止められる。所定の制御タイミングにおいてモータＭ６がＯＮされる（Ｓ６）。これによりローラ対６の回転が開始されて記録材Ｐが循環移動しているベルト１０の上面に送り出されてベルト１０に担持される。そして、記録材Ｐはベルト１０の移動で搬送されて転写部７に導入され、ドラム１上のトナー像の転写を順次に受ける（Ｓ７）。

転写部７においてトナー像が転写された記録材Ｐは引き続くベルト１０の移動で搬送されて、電磁波照射手段２０の配設位置に到達する。本実施例においても実施例１と同様に制御回路部１００は、記録材Ｐの先端部の電磁波照射手段配設位置への到達から後端部の電磁波照射手段配設位置の通過までの間だけ、電磁波照射手段２０の赤外線ランプ２１を点灯させる（Ｓ８、Ｓ９）。これにより、未定着であったトナー像が、記録材Ｐが分離部Ａに到達する前に記録材Ｐに仮定着される。そして、記録材Ｐは分離部Ａに至り、ベルト面から曲率分離される。この時、記録材Ｐ上のトナー像は電磁波照射手段２０により仮定着しているために、記録材Ｐが低剛性の薄紙においても、前述したような分離時に発生する剥離放電によってトナー像が飛び散るなどの劣化を生じることが無い。即ち、高画質を維持したままベルト１０から曲率分離搬送される。

そして、ベルト１０から分離された記録材Ｐは稼働状態の第１定着装置９に導入されてトナー像の本定着を受ける。第１定着装置９を出た記録材は次いで非稼働状態の第２定着装置９Ａを素通りして画像形成装置外に排出される（Ｓ１０）。記録材Ｐは薄紙であるために、第１定着装置９だけを稼働状態にするだけで記録材Ｐ上のトナー像を本定着するのに十分である。画像形成ジョブが１枚の場合にはそれで画像形成動作は終了となる。複数枚の連続した画像形成ジョブの場合には、最後の１枚の画像形成が終了するまで、上記の画像形成動作が繰り返して実行される（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ５）。

（２）通紙された記録材Ｐの剛性特性値が所定の値Ｘ１を超過している場合
ステップＳ３において、記録材Ｐの剛性特性値が所定の値Ｘ１を超過している場合、即ち記録材Ｐが厚紙（坪量が大きい紙）の部類である場合には、制御回路部１００は、電磁波照射手段２０の赤外線ランプ２１は消灯した状態に保持させる。そして第１定着装置９と共に第２定着装置９Ａも稼働状態にする。この条件にて、画像形成動作を実行する（Ｓ１４〜Ｓ１８、Ｓ１１、Ｓ１９）。

即ち、通紙される記録材Ｐは剛性が高目（坪量が比較的大きい紙）であるために、記録材Ｐのベルト１０からの分離角が小さくなる。記録材Ｐ上のトナー像は未定着であるが、弊害が生じる程の剥離放電が抑制されるために、トナー像を劣化させる事無く記録材Ｐはベルト１０から分離される。即ち、電磁波照射手段２０の赤外線ランプ２１を点灯させてトナー像を仮定着する処置はとらなくてもよい。また、第１定着装置９と第２定着装置９Ａが稼働状態にあることで、記録材Ｐが厚紙であっても未定着トナー像はその記録材Ｐ上に良好に本定着される。

記録材Ｐの剛性特性値がＸ１を超過している場合においても、電磁波照射手段２０の赤外線ランプ２１を点灯しても画像上および記録材搬送上の問題は無い。しかし、第１と第２の２つの定着装置９・９Ａのヒータに対してフル通電ＯＮした上で、更に電磁波照射手段２０の赤外線ランプ２１に対して通電ＯＮしたのでは消費電力が大きくなってしまう。本実施例では、Ｘ１＜剛性特性値ならば、電磁波照射手段２０は常時消灯制御されるために、消費電力抑制面でメリットがある。

記録材情報検知方法としては、給送カセット８０に積載する記録材Ｐの坪量情報を、ユーザーが画像形成装置の操作部３００より入力し、その情報に基づいて、画像形成装置を制御しても構わない。しかし、本実施例に示す構成は、ユーザーに対する坪量情報の画像形成装置への入力作業を省略できる面でメリットがある。

また、前記剛性特性値がＸ１以下の場合について、その特性値に応じて、電磁波照射手段２０への通電条件（電流）を変更制御してもかまわない。前記剛性特性値がＸ１を超過している場合について、その特性値に応じて、定着装置９・９Ａへの通電条件（電流）を変更制御してもかまわない。前記した構成をとることで、より消費電力抑制面でメリットがある。

上述してきた構成をとることにより、ベルト１０により記録材Ｐが安定して担持搬送されるために、記録材姿勢を一定に保て、かつ記録材に安定的に電荷付与できる。そのために、記録材Ｐが静電的にドラム１に貼りついてしまう分離不良や、転写部７の上流側と直下流側における画像不良を効果的に抑制することが出来た。また、記録材Ｐがベルト１０から分離する際に剥離放電が発生してもトナー像を劣化さえること無く高画質なプリント画像を出力することが出来た。

［実施例３］
図７は本実施例の画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、実施例２の画像形成装置において、ベルト１０で搬送される記録材Ｐに転写するトナー像の画像形成機構部を４色フルカラー画像形成機構部６０にしたものである。その他の画像形成装置構成は実施例２の画像形成装置と同様であるので、共通する構成部材・部分には共通の符号を付して再度の説明を省略する。

画像形成機構部６０において、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは第１乃至第４の画像形成部であり、矢印Ｒ６１の方向に所定の速度で循環移動される中間転写ベルト６１（第２の像担持体）の移動方向に沿って順次に配列されている。各画像形成装置は、それぞれ、矢印の方向に所定の速度で回転駆動される電子写真感光ドラム１（第１の像担持体）に電子写真プロセス機器によりトナー像を形成する電子写真画像形成機構である。本実施例においては、第１の画像形成部Ｐａはドラム１にフルカラー画像のイエロー成分像に対応するイエロートナー像を形成する。第２の画像形成部Ｐｂはドラム１にフルカラー画像のマゼンタ成分像に対応するマゼンタトナー像を形成する。第３の画像形成部Ｐｃはドラム１にフルカラー画像のシアン成分像に対応するシアントナー像を形成する。第４の画像形成部Ｐｄはドラム１にフルカラー画像のブラック成分像に対応するブラックトナー像を形成する。そして、第１乃至第４の画像形成部のドラム１に形成された色トナー像がそれぞれ一次転写部において中間転写ベルト６１の面に重ね合わせるように順次に一次転写される。その重畳転写トナー像がベルト６１の引き続く移動により転写ローラ３１と転写ローラ対向ローラ６２との対向部である二次転写部７に至り、ベルト１０により担持搬送される記録材Ｐ上に一括して二次転写される。即ち、記録材Ｐ上に未定着の４色フルカラートナー像が形成される。そして、その記録材が分離部Ａ、定着装置９、９Ａを通って４色フルカラー画像形成物がプリントアウトされる。記録材Ｐに対するトナー像転写後の中間転写ベルト６１の面はクリーナ６３により残留する転写残トナーが除去されて清掃され、繰り返して画像形成に供される。

そして、実施例２の画像形成装置と同様に、制御回路部１００は、画像形成装置に供給される記録材Ｐについて記録材情報検知手段７０により検知される記録材情報に基づいて、電磁波照射手段２０及び第２定着装置９Ａの稼働を制御する構成である（図６）。従って、本実施例の画像形成装置も実施例２と同様の効果が得られる。

１・６１・・像担持体、１０・・転写搬送ベルト、３１〜３３・・複数のベルト懸架部材、７・・画像転写部、Ａ・・分離部、９・９Ａ・・定着装置、Ｐ・・記録材、２０・・電磁波照射手段

Claims

トナー像が形成される回転可能な像担持体と、記録材分離ローラを含む複数のベルト懸架部材に懸回張設されていて循環移動され、記録材を担持して前記像担持体の画像転写部に搬送して前記トナー像を記録材に転写させ、前記画像転写部よりも記録材搬送方向下流側において記録材を前記分離ローラのベルト巻回部である分離部にて曲率分離させる無端状の転写搬送ベルトと、前記転写搬送ベルトから分離された記録材のトナー像を定着するための定着装置と、を備えた画像形成装置において、
前記画像転写部から前記分離部の間において、前記転写搬送ベルトの記録材担持面側に非接触で配設されており、記録材に担持されているトナー像に電磁波を照射してトナー像を記録材に仮定着させる電磁波照射手段を有することを特徴とする画像形成装置。
前記電磁波照射手段は記録材が前記電磁波照射手段の配設位置を通過する時に通電されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
装置に給送される記録材の記録材情報に応じて、前記電磁波照射手段および前記定着装置が制御される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。
前記転写搬送ベルトが樹脂材料のベルトであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記電磁波照射手段が赤外線ランプと反射笠であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。