JP2016095402A - 画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

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Abstract

【課題】長尺紙に画像を形成する場合に定着部材が汚れてしまうことを好適に防止することが可能な画像形成装置および画像形成システムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、トナー像が形成された長尺紙の定着面側に配置される定着面側部材と、定着面側部材に圧接された状態において長尺紙を狭持して搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、定着面側部材に当接し、その周面を清掃する用紙と、定着面側部材に圧接された状態において当該定着面側部材の周面を用紙で清掃する清掃ニップを形成する圧接部材と、清掃ニップに用紙を送り出す送り出し部と、送り出し部により送り出されて清掃ニップを通過した用紙を排紙する排紙部とを備える。【選択図】図4

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置および画像形成システムに関する。
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置(プリンター、複写機、ファクシミリ等)は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射(露光)することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体(像担持体)へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
また、上記画像形成装置の前段および後段に、連帳ロール紙や折り畳み紙等の連続した用紙(以下、「長尺紙」と言う)を給紙する給紙装置と、画像形成装置により画像が形成された長尺紙を巻き取る巻き取り装置とをそれぞれ接続した画像形成システムが実用化されている。
特許文献1には、加熱ロール(定着部材)にフェルトを圧着させることによって、加熱ロール上に付着したトナーを清掃する技術が開示されている。
特開平09−160419号公報
しかしながら、上記画像形成システムにおいて長尺紙に画像を形成する際、定着ニップを構成する定着部材(例えば、定着ベルト)が粘着層やトナーで汚れてしまうという問題があった。具体的に説明すると、長尺紙の中で使用される頻度の高い用紙は、粘着層(粘着剤)の付いた粘着紙(シール紙)が多い。そのような粘着紙を大量に印刷すると、当該粘着紙の外側にはみ出た粘着層が定着部材に転移し、定着部材が汚れてしまう。その後、より用紙幅の広い長尺紙に画像を形成すると、定着部材に付着した粘着層が当該長尺紙に転移し、長尺紙が汚れてしまう。また、粘着紙の厚さは基材の厚さを除いたテープ厚みで表示されることが多いため、ユーザーがその表示に従って画像形成システムに印刷設定を行うと、定着ニップで粘着紙に付与される熱量が基材の厚さ分だけ不足して、定着部材へのトナーオフセットが発生する。つまり、定着部材は、トナーで汚れてしまう。
なお、特許文献1に記載の技術は、加熱ロール上に付着したトナーを清掃する技術ではあるものの、フェルトが圧着される加熱ロールの表面に傷が付いてしまう。また、フェルトによる清掃では、定着部材上に付着した粘着層を除去することは困難である。したがって、長尺紙に画像を形成する際に定着部材が汚れてしまうという問題に対して、上記技術をそのまま適用することはできない。
本発明は、長尺紙に画像を形成する際に定着部材が汚れてしまうことを防止することが可能な画像形成装置および画像形成システムを提供することを目的とする。
本発明に係る画像形成装置は、
トナー像が形成された長尺紙の定着面側に配置される定着面側部材と、
前記定着面側部材に圧接された状態において前記長尺紙を狭持して搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
前記定着面側部材に当接し、その周面を清掃する用紙と、
前記定着面側部材に圧接された状態において当該定着面側部材の周面を前記用紙で清掃する清掃ニップを形成する圧接部材と、
前記清掃ニップに前記用紙を送り出す送り出し部と、
前記送り出し部により送り出されて前記清掃ニップを通過した前記用紙を排紙する排紙部と、
を備える。
本発明に係る画像形成システムは、
長尺紙を給紙する給紙装置と、
前記給紙装置により給紙された前記長尺紙に画像を形成する上記画像形成装置と、
前記画像形成装置により画像が形成された前記長尺紙を巻き取る巻き取り装置と、
を備える。
本発明によれば、長尺紙に画像を形成する際に定着部材が汚れてしまうことを防止することができる。
第1の実施の形態における画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 第1の実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 第1の実施の形態における清掃ニップを形成する構成を説明する図である。 第1の実施の形態における清掃ニップを形成する構成を説明する図である。 第2の実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 第2の実施の形態における清掃ニップを形成する構成を説明する図である。 第2の実施の形態における清掃ニップを形成する構成を説明する図である。 清掃ニップに送り出す用紙を用紙幅方向に移動させる構成を示す図である。
以下、第1の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成システム100の全体構成を概略的に示す図である。図2は、第1の実施の形態に係る画像形成システム100が備える画像形成装置2の制御系の主要部を示す。画像形成システム100は、図1において太線で示す長尺紙Pまたは用紙S(非長尺紙)を記録媒体として使用し、長尺紙Pまたは用紙S上に画像を形成するシステムである。ここで、長尺紙Pとは、その搬送方向において例えば、画像形成装置2の本体幅を超える長さを有する用紙である。本実施の形態では、長尺紙Pとして、坪量が105[gsm](剥離部を含めた総坪量は210[gsm])である粘着紙が使用される。
図1に示すように、画像形成システム100は、長尺紙Pの搬送方向(以下、「用紙搬送方向」とも言う)に沿って上流側から、給紙装置1、画像形成装置2および巻き取り装置3が接続されて構成される。給紙装置1および巻き取り装置3は、長尺紙P上に画像を形成する場合に使用される。
給紙装置1は、長尺紙Pを画像形成装置2へ給紙する装置である。給紙装置1の筐体内では、図1に示すように、ロール状の長尺紙Pが支持軸に巻回されて回転可能に保持されている。給紙装置1は、支持軸に巻回された長尺紙Pを、複数の搬送ローラー対(例えば、繰り出しローラー、給紙ローラー等)を経由して、一定の速度で画像形成装置2へ搬送する。給紙装置1の給紙動作は、画像形成装置2が備える制御部101によって制御される。
なお、給紙装置1において、長尺紙Pは、必ずしもロール状に保持されている必要はなく、所定サイズ(例えば、210[mm]×1200[mm])の複数の長尺紙Pが保持されていても良い。
画像形成装置2は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置2は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に一次転写し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、給紙装置1から給紙された長尺紙P、または、給紙トレイユニット51a〜51cから送出された用紙Sに二次転写することにより、画像を形成する。
また、画像形成装置2には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
図2に示すように、画像形成装置2は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60、圧接離間部80、送り出し部85、排紙部87および制御部101を備える。
制御部101は、CPU(Central Processing Unit)102、ROM(Read Only Memory)103、RAM(Random Access Memory)104等を備える。CPU102は、ROM103から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM104に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置2の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
制御部101は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。制御部101は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ(入力画像データ)に基づいて長尺紙Pまたは用紙Sに画像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11および原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備えて構成される。
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。表示部21は、制御部101から入力される表示制御信号に従って、各種の操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種の入力操作を受け付けて、操作信号を制御部101に出力する。
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部101の制御下で、階調補正データ(階調補正テーブル)に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42等を備える。
Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示すこととする。図1では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号が省略されている。
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光体ドラム413、帯電装置414、およびドラムクリーニング装置415等を備える。
感光体ドラム413は、例えばドラム径が80[mm]のアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
制御部101は、感光体ドラム413を回転させる駆動モーター(図示略)に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム413を一定の周速度で回転させる。
帯電装置414は、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム413の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム413の表面電荷(負電荷)が中和される。感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
現像装置412は、二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーを除去する。
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424、及びベルトクリーニング装置426等を備える。
中間転写ベルト421は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも1つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー423Aが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー423Aが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
中間転写ベルト421は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に体積抵抗率が8〜11[logΩ・cm]である高抵抗層を有する。中間転写ベルト421は、制御部101からの制御信号によって回転駆動される。なお、中間転写ベルト421については、導電性および弾性を有するものであれば、材質、厚さおよび硬度を限定しない。
一次転写ローラー422は、各色成分の感光体ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光体ドラム413に圧接されることにより、感光体ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー423Bに対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から長尺紙Pまたは用紙Sへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光体ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の裏面側(一次転写ローラー422と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
その後、長尺紙Pまたは用紙Sが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が長尺紙Pまたは用紙Sに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、長尺紙Pまたは用紙Sの裏面側(二次転写ローラー424と当接する側)にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は長尺紙Pまたは用紙Sに静電的に転写される。トナー像が転写された長尺紙Pまたは用紙Sは定着部60に向けて搬送される。
ベルトクリーニング装置426は、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー424に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成(いわゆるベルト式の二次転写ユニット)を採用しても良い。
定着部60は、長尺紙Pまたは用紙Sの定着面(トナー像が形成されている面)側に配置される定着面側部材を有する上側定着部60A、長尺紙Pまたは用紙Sの裏面(定着面と反対の面)側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部60B等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、長尺紙Pまたは用紙Sを狭持して搬送する定着ニップが形成される。
定着部60は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた長尺紙Pまたは用紙Sを定着ニップで加熱、加圧することにより、長尺紙Pまたは用紙Sにトナー像を定着させる。定着部60は、定着器F内にユニットとして配置される。また、定着器Fには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から長尺紙Pまたは用紙Sを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。
上側定着部60Aは、定着面側部材である無端状の定着ベルト61、加熱ローラー62および定着ローラー63を有する(ベルト加熱方式)。定着ベルト61は、加熱ローラー62と定着ローラー63とに所定のベルト張力(例えば、40[N])で張架されている。
定着ベルト61は、例えば、基体として厚さ80[μm]のPI(ポリイミド)を用い、基体の外周面を弾性層として厚さ250[μm]の耐熱性のシリコンゴム(硬度JIS−A30°)で被覆し、さらに、表層(離型層)に厚さ70μmの耐熱性樹脂であるPFA(パーフルオロアルコキシ)のコーティングをしている。定着ベルト61の外径寸法は例えば100[mm]である。定着ベルト61は、トナー像が形成された長尺紙Pまたは用紙Sに接触して、当該トナー像を長尺紙Pまたは用紙Sに定着温度(例えば、160〜200[℃])で加熱定着する。ここで、定着温度とは、長尺紙Pまたは用紙S上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される長尺紙Pまたは用紙Sの紙種等によって異なる。
加熱ローラー62は、加熱源(ハロゲンヒーター)を内蔵し、定着ベルト61を加熱する。加熱源によって加熱ローラー62が加熱され、その結果、定着ベルト61が加熱される。加熱源の温度は、定着ベルト61の温度が設定温度である180[℃]となるように制御部101によって制御される。加熱ローラー62の外径寸法は、例えば50[mm]である。
定着ローラー63は、例えばアルミニウム等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコンゴム等からなる弾性層(例えば厚さ:10[mm])と、PTFE等のフッ素系樹脂からなる表層(例えば厚さ:70[μm])が順に積層形成された構成を有する。定着ローラー63の外径寸法は、例えば40[mm]である。定着ローラー63の駆動制御(例えば、回転のオン/オフ、周速度等)は、制御部101によって行われる。制御部101は、定着ローラー63を時計回り方向に回転させる。定着ローラー63が回転することにより、定着ベルト61および加熱ローラー62は、時計回り方向に従動回転する。
下側定着部60Bは、裏面側支持部材である加圧ローラー64を有する(ローラー加圧方式)。加圧ローラー64は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコンゴム等からなる弾性層と、PFAチューブからなる表層が順に積層形成された構成を有する。加圧ローラー64の外径寸法は、例えば40[mm]である。加圧ローラー64は、圧接離間部(図示せず)により定着ベルト61を介して定着ローラー63に所定の定着荷重(例えば、1000[N])で圧接される。圧接離間部は、公知の構成を有し、定着ベルト61と加圧ローラー64とを互いに圧接または離間させる。このようにして、定着ベルト61と加圧ローラー64との間には、用紙Sを狭持して搬送する定着ニップが形成される。加圧ローラー64の駆動制御(例えば、回転のオン/オフ、周速度等)および圧接離間部の駆動制御は、制御部101によって行われる。制御部101は、加圧ローラー64を反時計回り方向に回転させる。
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52、及び搬送経路部53等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a〜51cには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対53aが配設されたレジストローラー部は、用紙Sまたは長尺紙Pの傾きおよび片寄りを補正する。
給紙トレイユニット51a〜51cに収容されている用紙Sは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。画像形成部40においては、中間転写ベルト421のトナー像が用紙Sの一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。また、給紙装置1から画像形成装置2へ給紙された長尺紙Pは、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー像が長尺紙Pの一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された長尺紙Pまたは用紙Sは、搬送ローラー対(排紙ローラー対)52aを備えた排紙部52により巻き取り装置3に搬送される。
巻き取り装置3は、画像形成装置2から搬送されてきた長尺紙Pを巻き取る装置である。巻き取り装置3の筐体内では、例えば、図1に示すように、長尺紙Pが支持軸に巻回されてロール状に保持される。そのために、巻き取り装置3は、画像形成装置2から搬送されてきた長尺紙Pを、複数の搬送ローラー対(例えば、繰り出しローラー、排紙ローラー)を経由して、一定の速度で支持軸に巻き取る。巻き取り装置3の巻き取り動作は、画像形成装置2が備える制御部101によって制御される。
上述した画像形成システム100においては、長尺紙Pに画像が形成される際、定着ニップを構成する定着ベルト61が粘着層やトナーで汚れてしまうという問題があった。具体的に説明すると、長尺紙Pの中で使用される頻度の高い用紙は、粘着層(粘着剤)の付いた粘着紙(シール紙)が多い。そのような粘着紙を大量に印刷すると、当該粘着紙の外側にはみ出た粘着層が定着ベルト61に転移し、定着ベルト61が汚れてしまう。その後、より用紙幅の広い長尺紙Pに画像を形成すると、定着ベルト61に付着した粘着層が当該長尺紙Pに転移し、長尺紙Pが汚れてしまう。また、粘着紙の厚さは基材の厚さを除いたテープ厚みで表示されることが多いため、ユーザーがその表示に従って画像形成システム100に印刷設定を行うと、定着ニップで粘着紙に付与される熱量が基材の厚さ分だけ不足して、定着ベルト61へのトナーオフセットが発生する。つまり、定着ベルト61は、トナーで汚れてしまう。
そこで、本実施の形態では、定着ニップとは別に、定着ベルト61の周面を用紙で清掃する清掃ニップNPを形成する。図3,4を参照し、清掃ニップNPを形成するための構成を説明する。図3,4に示すように、定着ベルト61の上方には、例えばアルミニウムからなる圧接ローラー82(本発明の「圧接部材」に対応)が設けられる。圧接ローラー82の外径寸法は、例えば30[mm]である。圧接ローラー82は、圧接離間部80(図2を参照)により定着ベルト61に所定の荷重で圧接される、または離間される。圧接離間部80は、公知の構成を有し、定着ベルト61と加圧ローラー64とが圧接された状態において、定着ベルト61と圧接ローラー82とを互いに圧接または離間させる。
図3は、圧接ローラー82が定着ベルト61から離間された状態を示している。図4は、圧接ローラー82が定着ベルト61に圧接された状態を示している。このようにして、定着ベルト61と圧接ローラー82との間には、定着ベルト61の周面を用紙S1(カット紙)で清掃する清掃ニップNPが形成される。この場合、定着ベルト61が回転することにより、圧接ローラー82は、反時計回り方向に従動回転する。
圧接ローラー82は、清掃ニップNPが形成された際に定着ベルト61の温度が低下することを防止するため、圧接ローラー82を加熱する加熱源(ハロゲンヒーター)を内蔵する。加熱源の温度は、定着ベルト61の設定温度(180[℃])と同じ温度となるように制御部101によって制御される。
長尺紙Pの用紙搬送方向における清掃ニップの上流側および下流側には、給紙トレイ84および排紙トレイ86がそれぞれ設けられている。給紙トレイ84は、定着ベルト61の周面を清掃するための用紙S1を収納する。用紙S1は、用紙サイズがA4横サイズであり、坪量が64〜100[gsm]である。送り出し部85(図2を参照)は、制御部101の制御を受けて、給紙トレイ84に収納されている用紙S1を清掃ニップNPに送り出す。送り出し部85は、図示しない給紙ローラーを有する。
排紙トレイ86は、図中矢印に示すように、送り出し部85により送り出されて清掃ニップNPを通過した用紙S1を受け取って収納する。排紙部87(図2を参照)は、制御部101の制御を受けて、清掃ニップNPを通過した用紙S1を排紙トレイ86に排紙する。排紙部87は、図示しない排紙ローラーを有する。
制御部101は、長尺紙Pの用紙搬送方向において所定長さ(例えば、2[m])分だけ画像形成処理が行われる毎に、圧接離間部80を制御して、定着ベルト61と圧接ローラー82とを互いに圧接させる。そして、制御部101は、圧接ローラー82が定着ベルト61に圧接された状態、すなわち清掃ニップNPが形成された状態において、送り出し部85を制御し、給紙トレイ84に収納されている用紙S1を清掃ニップNPに送り出させる。また、制御部101は、排紙部87を制御し、清掃ニップNPを通過した用紙S1を排紙トレイ86に排紙させる。本実施の形態では、定着ベルト61の外周面の全体(1周分)を清掃するために、制御部101は、2枚の用紙S1を給紙トレイ84から清掃ニップNPに送り出させる。
なお、用紙S1は、必ずしもカット紙である必要がなく、長尺紙であっても良い。また、排紙トレイ86に排紙された用紙S1が汚れていないようであれば、その用紙S1を再度、給紙トレイ84にセットして定着ベルト61の清掃に使用しても良い。
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置2は、トナー像が形成された長尺紙Pの定着面側に配置される定着ベルト61と、定着ベルト61に圧接された状態において長尺紙Pを狭持して搬送する定着ニップを形成する加圧ローラー64と、定着ベルト61に当接し、その周面を清掃する用紙S1と、定着ベルト61に圧接された状態において定着ベルト61の周面を用紙S1で清掃する清掃ニップNPを形成する圧接ローラー82と、清掃ニップNPに用紙S1を送り出す送り出し部85と、送り出し部85により送り出されて清掃ニップNPを通過した用紙S1を排紙する排紙部87とを備える。
このように構成した本実施の形態によれば、定着ニップを形成したまま、すなわち長尺紙Pに対する画像形成処理を継続したまま、清掃ニップNPを通過する用紙S1に定着ベルトに付着したトナーや粘着層を転移させることができる。よって、長尺紙Pに画像を形成する際に定着ベルト61が汚れてしまうことを防止することができる。また、定着ベルト61の清掃に用紙S1を使用しているため、従来技術のようにフェルトを使用した場合と比べて、定着ベルト61の表面に傷が付いてしまうことを防止することができる。また、オフィスで普段使用される頻度の高い用紙S1を定着ベルト61の清掃に用いるため、定着ベルト61の清掃を容易に行うことができる。
次に、第2の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図5は、第2の実施の形態に係る画像形成システム100が備える画像形成装置2の制御系の主要部を示す。図2に示すように、画像形成装置2は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60、圧接離間部92、送り出し部85、排紙部87、汚れ検知部90および制御部101を備える。
第1の実施の形態では、定着ニップは、上側定着部60Aが定着ベルト61の他に定着ローラー63および加熱ローラー62を有するベルト定着方式により構成される。これに対して、第2の実施の形態では、定着ニップは、上側定着部60Aが定着面側部材として機能する定着ローラー63のみを有するローラー定着方式により構成される。
定着ローラー63は、加熱源(ハロゲンヒーター)を内蔵する。加熱源の温度は、定着ローラー63の温度が設定温度である190[℃]となるように制御部101によって制御される。定着ローラー63および加圧ローラー64の外径寸法は、例えば80[mm]である。定着ローラー63の軸方向長さは、圧接ローラー82の軸方向長さと同じ430[mm]である。
図6,7を参照し、清掃ニップNPを形成するための構成を説明する。図6,7に示すように、定着ローラー63の上方には、圧接ローラー82が設けられる。定着ローラー63は、圧接離間部92(図5を参照)により圧接ローラー82に所定の荷重で圧接される、または離間される。圧接離間部92は、公知の構成を有し、加圧ローラー64と定着ローラー63とを圧接させるとともに定着ローラー63と圧接ローラー82とを離間させる、または、加圧ローラー64と定着ローラー63とを離間させるとともに定着ローラー63と圧接ローラー82とを圧接させる。
図7に示すように、定着ニップと清掃ニップNPとを結ぶ直線Lは、用紙S1が給紙トレイ84から排紙トレイ86まで搬送される方向の法線方向に一致する。その結果、加圧ローラー64と定着ローラー63との圧接および離間、定着ローラー63と圧接ローラー82との圧接および離間を容易に行うことができ、形成される定着ニップおよび清掃ニップNPは安定する。
図6は、加圧ローラー64と定着ローラー63とが圧接されるとともに定着ローラー63と圧接ローラー82とが離間された状態を示している。図4は、加圧ローラー64と定着ローラー63とが圧接されるとともに定着ローラー63と圧接ローラー82とが離間された状態を示している。このようにして、定着ローラー63と圧接ローラー82との間には、定着ベルト61の周面を用紙S1で清掃する清掃ニップNPが形成される。この場合、定着ローラー63が時計回り方向に回転することにより、圧接ローラー82は、反時計回り方向に従動回転する。
圧接ローラー82は、清掃ニップNPが形成された際に定着ローラー63の温度が低下することを防止するため、圧接ローラー82を加熱する加熱源(ハロゲンヒーター)を内蔵する。加熱源の温度は、定着ベルト61の設定温度(190[℃])と同じ温度となるように制御部101によって制御される。
長尺紙Pの用紙搬送方向における清掃ニップの上流側および下流側には、給紙トレイ84および排紙トレイ86がそれぞれ設けられている。給紙トレイ84は、定着ベルト61の周面を清掃するための用紙S1を収納する。用紙S1は、用紙サイズがA3サイズであり、坪量が105〜157[gsm]である。送り出し部85は、制御部101の制御を受けて、給紙トレイ84に収納されている用紙S1を清掃ニップNPに送り出す。
排紙トレイ86は、図中矢印に示すように、送り出し部85により送り出されて清掃ニップNPを通過した用紙S1を受け取って収納する。排紙部87は、制御部101の制御を受けて、清掃ニップNPを通過した用紙S1を排紙トレイ86に排紙する。
長尺紙Pの用紙搬送方向における定着ニップの下流側には、定着ローラー63の外周面に対向するように汚れ検知部90が設けられる。汚れ検知部90は、公知の構成を有し、定着ローラー63の外周面に付着した異物(トナー、粘着層など)を光学的に検知する。
制御部101は、汚れ検知部90により定着ローラー63の周面の汚れが検知されていない場合、加圧ローラー64と定着ローラー63とを圧接させるとともに定着ローラー63と圧接ローラー82とを離間させる一方、汚れ検知部90により定着ローラー63の周面の汚れが検知された場合、加圧ローラー64と定着ローラー63とを離間させるとともに定着ローラー63と圧接ローラー82とを圧接させる。制御部101は、定着ローラー63と圧接ローラー82とを圧接させる場合、すなわち清掃ニップNPが形成された状態において、送り出し部85を制御し、給紙トレイ84に収納されている用紙S1を清掃ニップNPに送り出させる。また、制御部101は、排紙部87を制御し、清掃ニップNPを通過した用紙S1を排紙トレイ86に排紙させる。用紙S1のサイズは定着ローラー63の外径よりも長い方が一度で定着ローラー63の外周面を清掃できるため好ましい。本実施の形態では、定着ローラー63の外径が80[mm]であるため、用紙S1として、長さが251[mm]以上であるA3(297×420[mm])を使用している。
なお、加圧ローラー64と定着ローラー63とを離間させる場合には、定着処理が施されない長尺紙Pの範囲をなるべく減らすため、加圧ローラー64と定着ローラー63とを圧接させる場合と比べて、長尺紙Pの搬送速度を減少させることが好ましい。
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置2は、トナー像が形成された長尺紙Pの定着面側に配置される定着ローラー63と、定着ローラー63に圧接された状態において長尺紙Pを狭持して搬送する定着ニップを形成する加圧ローラー64と、定着ローラー63に当接し、その周面を清掃する用紙S1と、定着ローラー63に圧接された状態において定着ローラー63の周面を用紙S1で清掃する清掃ニップNPを形成する圧接ローラー82と、清掃ニップNPに用紙S1を送り出す送り出し部85と、送り出し部85により送り出されて清掃ニップNPを通過した用紙S1を排紙する排紙部87とを備える。
このように構成した本実施の形態によれば、清掃ニップNPを通過する用紙S1に定着ローラー63に付着したトナーや粘着層を転移させることができる。よって、長尺紙Pに画像を形成する際に定着ローラー63が汚れてしまうことを防止することができる。また、汚れ検知部90により定着ローラー63の周面の汚れが検知された場合に限って定着ローラー63の清掃を行っているため、不必要に当該清掃が行われることを防止し、ひいては加圧ローラー64と定着ローラー63とを離間させることに起因する生産性の低下を防止することができる。
なお、上記第1および第2の実施の形態において、給紙トレイ84、圧接ローラー82および排紙トレイ86等、すなわち清掃ニップNPを形成するための機構をカートリッジ形式の清掃ユニット(別体品)として構成し、定着ベルト61または定着ローラー63の外周面を清掃するときにセットしても良い。
また、上記第1および第2の実施の形態において、長尺紙Pの用紙搬送方向に垂直な方向である用紙幅方向に用紙S1を移動させる移動機構(本発明の「移動部」に対応)を設けても良い。図8は、第2の実施の形態において、用紙幅方向に用紙S1を移動させる移動機構を圧接ローラー82の上方から見た図である。図8に示すように、給紙トレイ84の底壁外面には、揺動用レール84aに嵌合するスライダレール(図示せず)が固定されている。給紙トレイ84は、このスライダレールを介して揺動用レールに沿って前後方向(用紙幅方向)へ変移可能に構成されている。制御部101は、長尺紙Pの用紙搬送方向において所定長さ(例えば、10[m])分だけ画像形成処理が行われる毎に、圧接離間部92を制御して、定着ローラー63と圧接ローラー82とを互いに圧接させる。そして、制御部101は、定着ローラー63が圧接ローラー82に圧接された状態において、送り出し部85を制御し、給紙トレイ84に収納されている用紙S1を清掃ニップNPに送り出させる。この際、まず、制御部101は、用紙幅方向における奥側に給紙トレイ84を移動させた後、用紙S1を清掃ニップNPに送り出させる。次に、制御部101は、用紙幅方向における奥側と手前側との中間に給紙トレイ84を移動させた後、用紙S1を清掃ニップNPに送り出させる。最後に、制御部101は、用紙幅方向における手前側に給紙トレイ84を移動させた後、用紙S1を清掃ニップNPに送り出させる。以上のような構成により、用紙幅方向における定着ローラー63の両端部の外周面に付着した粘着層を確実に清掃することができる。
その他、上記第1および第2の実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
1 給紙装置
2 画像形成装置
3 巻き取り装置
10 画像読取部
20 操作表示部
21 表示部
22 操作部
30 画像処理部
40 画像形成部
50 用紙搬送部
60 定着部
61 定着ベルト
62 加熱ローラー
63 定着ローラー
64 加圧ローラー
71 通信部
72 記憶部
80,92 圧接離間部
82 圧接ローラー
84 給紙トレイ
85 送り出し部
86 排紙トレイ
87 排紙部
90 汚れ検知部
100 画像形成システム
101 制御部
102 CPU
103 ROM
104 RAM
P 長尺紙
S1 用紙

Claims (5)

  1. トナー像が形成された長尺紙の定着面側に配置される定着面側部材と、
    前記定着面側部材に圧接された状態において前記長尺紙を狭持して搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
    前記定着面側部材に当接し、その周面を清掃する用紙と、
    前記定着面側部材に圧接された状態において当該定着面側部材の周面を前記用紙で清掃する清掃ニップを形成する圧接部材と、
    前記清掃ニップに前記用紙を送り出す送り出し部と、
    前記送り出し部により送り出されて前記清掃ニップを通過した前記用紙を排紙する排紙部と、
    を備える画像形成装置。
  2. 前記裏面側支持部材と前記定着面側部材とが圧接された状態において、前記定着面側部材と前記用紙とを圧接または離間させる圧接離間部と、
    を備える請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記定着面側部材の周面の汚れを検知する汚れ検知部と、
    前記汚れ検知部により前記定着面側部材の周面の汚れが検知されていない場合、前記裏面側支持部材と前記定着面側部材とを圧接させるとともに前記定着面側部材と前記圧接部材とを離間させる一方、前記汚れ検知部により前記定着面側部材の周面の汚れが検知された場合、前記裏面側支持部材と前記定着面側部材とを離間させるとともに前記定着面側部材と前記圧接部材とを圧接させる圧接離間部と、
    を備える請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記長尺紙の用紙搬送方向に垂直な方向である用紙幅方向に前記用紙を移動させる移動部を、
    備える請求項1〜3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. 長尺紙を給紙する給紙装置と、
    前記給紙装置により給紙された前記長尺紙に画像を形成する請求項1〜4の何れか1項に記載の画像形成装置と、
    前記画像形成装置により画像が形成された前記長尺紙を巻き取る巻き取り装置と、
    を備える画像形成システム。
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