JP3031136B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリンターや複写機やフ
ァクシミリ等のシート状の記録材に画像形成を行なう画
像形成装置に関するものであり、より詳しくは密着加熱
型定着方式を使用した電子写真方式の画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真方式の画像形成装置は感
光体にトナー像を形成し、このトナー像を記録材に転写
し、転写したトナーを記録材上に定着することで画像形
成を行う。この定着方式としては、互いに圧接する加熱
ローラと加圧ローラの間にトナー像を担持する記録材を
通過させ記録材上のトナー像を溶融し記録材に融着させ
る熱ローラ定着方式等の密着加熱型定着方式が知られて
いる。

【０００３】密着加熱型定着方式は熱効率が高いため、
火災等の危険がなく小型化や低消費電力化について有利
であるため広く採用されているが、一方で密着加熱定着
方式における課題として記録材にシワが発生しやすい事
が上げられる。

【０００４】この課題について、例えば特開昭５０−１
０６６４２号では記録材にしごき効果を与えるガイド部
材によるシワ防止方法が開示され、また特開昭５９−９
７１６９号ではガイド部材の良好な設置位置が開示され
ているが、これらの明細書に開示されている画像形成装
置はトナー像が転写された記録材を吸引搬送ベルトを用
いて定着手段へ搬送するものであって構造が複雑である
と共に小型化が困難であり、また開示されたシワ防止方
法では装置内部の記録材の搬送速度を低速化した場合に
はシワが発生するという問題を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年電
子写真方式画像形成装置の小型化が進行し、同時に装置
内部での記録材の搬送速度が低速な装置も多く上市され
ている。画像形成装置の記録材の搬送の低速化について
は機構の小型化及び軽量化、低消費電力化、低騒音化等
を行う上での利点が大きいが、一方で密着加熱型定着方
式については低速化するほどシワの発生が起こりやすい
事は周知の通りである。

【０００６】また、電子写真方式の画像形成装置で記録
材として使用される紙等については、材質、厚み、大き
さ、さらには封筒等の形態を含めて多種多様になってき
ているが、シワの発生には紙等の性質の違いが大きく影
響し、特に厚みが小さく幅が広く縦長で空隙率が大きい
紙についてシワが発生しやすい事が知られている。

【０００７】このような状況において、前述した従来の
技術では小型の画像形成装置の実現が難しいと共に、多
種多様の記録材を用いることが困難である。

【０００８】そこで本発明は上記の課題を解決するもの
で、その目的とするところは搬送速度によらず特に低速
においてもシワの発生がない、多種多様の記録材を用い
ることが可能で、さらには簡略な機構で小型化が容易な
画像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる画像形成
装置の一の態様は、トナー像が転写された記録材を挟圧
してトナー像を前記記録材に定着する加熱手段と加圧手
段を備えた定着手段と、前記定着手段の上流側に配設さ
れ、前記定着手段の記録材挟圧部へ前記記録材を案内す
るガイド手段と、前記ガイド手段の上流側に配設され、
前記定着手段に近接した前記ガイド手段の定着手段側端
部に向けて延びる直線Jに沿って前記記録材を前記ガイ
ド手段に向けて搬送する搬送手段とを備え、前記記録材
の幅方向に垂直な断面において、前記定着手段の記録材
挟圧部の入口側端部と出口側端部を結んだ直線Hに対し
て、前記ガイド手段の定着手段側端部が前記定着手段の
加圧手段側に位置し、前記断面において、前記定着手段
の記録材挟圧部の入口側端部と前記ガイド手段の定着手
段側端部を結んだ直線Iに対して、前記搬送手段の前記
記録材に当接する部分が前記定着手段の加圧手段側に位
置して、前記直線Jに沿って搬送される前記記録材を前
記ガイド手段の定着手段側端部により曲げながら、前記
直線Iに沿って前記定着手段に搬送し、しかも、少なく
とも前記記録材が画像形成可能な最大の幅を有する場合
に、前記定着手段の前記記録材を搬送する力が前記搬送
手段の前記記録材を搬送する力より小さい事を特徴とす
る。また、この発明にかかる画像形成装置の別の態様
は、トナー像が転写された記録材を挟圧してトナー像を
前記記録材に定着する加熱手段と加圧手段を備えた定着
手段と、前記定着手段の上流側に配設され、前記定着手
段の記録材挟圧部へ前記記録材を案内するガイド手段
と、前記ガイド手段の上流側に配設され、前記定着手段
に近接した前記ガイド手段の定着手段側端部に向けて延
びる直線Jに沿って前記記録材を前記ガイド手段に向け
て搬送する搬送手段とを備え、前記記録材の幅方向に垂
直な断面において、前記定着手段の記録材挟圧部の入口
側端部と出口側端部を結んだ直線Hに対して、前記ガイ
ド手段の定着手段側端部が前記定着手段の加圧手段側に
位置し、前記断面において、前記定着手段の記録材挟圧
部の入口側端部と前記ガイド手段の定着手段側端部を結
んだ直線Iに対して、前記搬送手段の前記記録材に当接
する部分が前記定着手段の加圧手段側に位置して、前記
直線Jに沿って搬送される前記記録材を前記ガイド手段
の定着手段側端部によ り曲げながら、さらに前記直線I
に沿って前記定着手段に搬送する事を特徴とする。

【００１０】また本発明の画像形成装置は、搬送手段に
おける記録材の搬送速度に対して定着手段における記録
材の搬送速度が大きい事を特徴とする。

【００１１】さらに本発明の画像形成装置は、記録材が
画像形成可能な最大の幅を有する場合に、定着手段の記
録材を搬送する力が搬送手段の記録材を搬送する力より
小さい事を特徴とする。

【００１２】さらに本発明の画像形成装置は、記録材の
幅方向に垂直な断面における定着手段の記録材挟圧部の
入口側端部と出口側端部を結んだ線と、定着手段の記録
材挟圧部の入口側端部とガイド手段の定着側端部を結ん
だ線とのなす角が０．５゜以上である事を特徴とする。

【００１３】さらに本発明の画像形成装置は、記録材の
幅方向に垂直な断面における定着手段の記録材挟圧部の
入口側端部とガイド手段の定着側端部を結んだ線と、ガ
イド手段の定着手段側端部と搬送手段の記録材に当接す
る部分を結んだ線とのなす角が２゜以上である事を特徴
とする。

【００１４】さらに本発明の画像形成装置は、記録材の
幅方向に垂直な断面におけるガイド手段の定着手段側端
部と搬送手段の記録材に当接する部分を結んだ線の定着
手段の加熱手段の表面と交わる点での加熱手段表面の接
線となす角が４５゜以下であることを特徴とする。

【００１５】さらにまた本発明の画像形成装置は、搬送
手段が記録材にトナー像を転写する転写手段である事を
特徴とする。さらにまた本発明の画像形成装置は、前記
搬送手段は、前記記録材を挟圧した状態で当該挟圧位置
から前記ガイド手段の定着手段側端部に向けて延びる線
に沿って前記記録材を前記ガイド手段に向けて搬送する
事を特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明者等が小型の画像形成装置の定着手段に
おけるシワの抑制を実現するために種々の条件下におい
て実験を重ねたところ、シワの発生が搬送速度が低速の
場合において特殊な振舞いをすることを見いだした。

【００１７】即ち、定着でのシワは比較的搬送速度が高
速の領域及び非常に低速の領域では前述した従来例に示
されるシワ防止手段で抑制できるが、定着手段の加熱温
度等の諸条件及び記録材の紙質等によって若干異なるも
のの搬送速度が５（ｍｍ／秒）から４０（ｍｍ／秒）の
範囲では従来例に開示された手段を行ってもシワの発生
が見られ、特に搬送速度が１０（ｍｍ／秒）から３０
（ｍｍ／秒）の範囲では加熱温度が比較的低い場合でも
シワの発生が見られた。

【００１８】そこで本発明者等がこのシワの振舞いにつ
いての原因追求のため、加熱温度と定着手段での記録材
を駆動する速度を変化させながら定着手段に記録材が挟
み込まれていく入口側の記録材の移動速度の測定を行っ
たところ、搬送速度と加熱温度及び紙質が上記のシワが
発生した場合と一致する条件において、他の条件と比較
して定着手段で記録材が挟み込まれていく速度が僅かに
遅くなっているという結果が得られた。

【００１９】この結果から一部の低速領域におけるシワ
の発生は、定着手段に記録材が挟み込まれる際の記録材
の伸縮と関連付けられると考えられる。即ち、定着手段
で加熱された際に記録材が乾燥させられて収縮する現象
は広く知られているが、その乾燥による収縮に先行して
記録材の熱膨張が発生し、一部の低速領域では記録材が
比較的大きく伸びた状態で定着手段に挟み込まれる事と
なりシワを発生するものと推定される。

【００２０】この推定に基づき、本発明者等は上記の低
速領域においてもシワの抑制が可能な構成及び条件によ
ってあらゆる速度に対応可能な定着手段が実現できると
考え、定着手段に挟み込まれる際に記録材に伸びが生じ
ていてもシワを抑制または軽減できる条件を模索して種
々の条件を設定し繰り返し実験を行った結果、本発明に
開示する構成及び条件において速度によらずシワの抑制
ができる事を立証するに至った。

【００２１】本発明の画像形成装置の構成及び条件の定
着手段におけるシワの抑制等に関する作用は充分には明
かではないが、概略以下のように推定される。

【００２２】定着手段の記録材挟圧部の入口側端部と出
口側端部を結んだ線（直線H）に対してガイド手段の定
着手段側端部を定着手段の加圧手段側に位置させ、前記
断面における定着手段の記録材挟圧部の入口側端部とガ
イド手段の定着手段側端部を結んだ線（直線I）に対し
て搬送手段の記録材に当接する部分を定着手段の加圧手
段側に位置させた事により、定着手段入口における記録
材に加圧手段側へ沿う力が働くため記録材の幅方向への
伸びが若干生じた場合でも伸びで生じる記録材のうねり
で記録材が定着手段に挟み込まれる前に加熱手段に接し
て加熱されてシワが発展することが防止できる。また、
上記のように構成するとともに、前記搬送手段が前記記
録材を前記ガイド手段の定着手段側端部に向けて延びる
線（直線J）に沿って前記ガイド手段に向けて搬送する
ように構成しており、その結果、直線Jに沿って搬送さ
れる記録材は前記定着手段側端部において略へ字状に曲
げられた後、さらに直線Iに沿って定着手段に搬送され
る。そのため、記録材に加圧手段側への力が働き、記録
材が定着手段近傍でガイド手段に沿うと共にしごかれる
ため記録材のうねりが一部に集中することなく分散し、
大きなうねりを形成してシワを発生する事が防止され
る。また、前記搬送手段が前記記録材を前記ガイド手段
の定着手段側端部に向けて延びる線（直線J）に沿って
前記ガイド手段に向けて搬送しており、例えば特開平２
ー２７７０８７号公報や特開昭５１ー１３２８４２号公
報に記載された画像形成装置のように搬送手段と定着手
段との間に記録材を弛ませるバッファ手段を設ける必要
がなくなり、搬送手段と定着手段との距離を短縮し、装
置構成の簡略化および小型化を図ることが可能となる。
さらに、少なくとも前記記録材が画像形成可能な最大の
幅を有する場合に、前記定着手段の前記記録材を搬送す
る力が前記搬送手段の前記記録材を搬送する力より小さ
くなるように設定することで、記録材の伸縮が発生する
定着手段よりも記録材の伸縮のない搬送手段に記録材の
搬送が依存する状態となり、シワ発生を効果的に防止す
る。

【００２３】また、搬送手段の記録材の搬送速度に対し
て定着手段における記録材の搬送速度を大きく設定した
り、前記搬送手段によって前記記録材を挟圧した状態で
当該挟圧位置から前記ガイド手段の定着手段側端部に向
けて延びる線に沿って前記ガイド手段に向けて搬送する
ように構成することによって、定着手段に記録材が挟み
込まれる際の記録材に搬送方向に張力が与えられてこの
張力により記録材が伸びる場合においてもその伸びが搬
送方向に集中するため、シワ発生に寄与する幅方向の伸
びが抑制されると共に、前記ガイド手段での記録材のし
ごきが確実に行われる。

【００２４】また、記録材が画像形成可能な最大の幅を
有する場合に、定着手段の記録材を搬送する力が搬送手
段の記録材を搬送する力より小さくなるように設定する
ことにより、最もシワが発生しやすい幅広の記録材にお
いて記録材の搬送が加熱による伸縮の影響をうけない搬
送手段に依存する状態とできるため搬送状態が安定して
同時にシワの発生も抑制される。

【００２５】また、記録材の幅方向に垂直な断面におけ
るガイド手段の定着手段側端部と搬送手段の前記記録材
に当接する部分を結んだ線の前記定着手段の加熱手段の
表面と交わる点での加熱手段表面の接線となす角を４５
゜以下とすることで、記録材を定着手段の記録材挟圧部
に支障なく挟み込ませる事ができ、挟み込ませる際に記
録材に歪が与えられてシワが発生することが防止され
る。

【００２６】

【実施例】以下実施例に従って本発明の画像形成装置に
ついて詳しく説明する。

【００２７】図１は本発明の一実施例を示す画像形成装
置の装置断面図であって、まず本機の画像形成プロセス
について説明する。

【００２８】感光ドラム１はアルミドラムからなる導電
性基体上に有機感光体からなる感光層を形成したもので
あり図示しない駆動源によって回転駆動される。帯電ロ
ーラ２は矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１に従動しな
がら感光ドラム１を帯電させる。尚、帯電ローラ２は図
示省略した押圧機構によって感光ドラム１に向かって押
圧され、バイアスが印加されている。

【００２９】次に、レーザー走査光学系３により、図示
省略するレーザ放射装置により放射される光ビームが感
光ドラム１上を走査され、感光ドラム１に像露光がされ
て潜像が形成される。

【００３０】次に、現像ローラ４部分において、トナー
を貯蔵する貯蔵部内のトナーがトナーを攪拌しながら回
転する供給ローラにより回転する現像ローラ４の表面に
コーティングされ、この現像ローラ４の表面にコーティ
ングされたトナーは、例えばステンレス鋼板等の弾性体
で形成され現像ローラ４の外周に当接している規制ブレ
ードと摺擦する事によって、薄層化されるとともに摩擦
帯電をされる。現像ローラ４にはバイアスが印加されて
おり、薄層化したトナー層は感光ドラム１へと搬送さ
れ、現像ローラ４と感光ドラム１が圧接して構成するニ
ップ部で感光ドラム１の潜像に反転現像される。

【００３１】次に、感光ドラム１に現像されたトナー像
は、図示省略した押圧機構によって感光ドラム１に向か
って押圧され感光ドラム１上のトナー像とは逆極性のバ
イアスを印加されている転写ローラ５と感光ドラム１に
より挟まれて搬送される記録材６に転写される。

【００３２】記録材６は給紙ローラ７により転写部へと
送られトナー像の転写を受けた後、ガイド部材１０によ
り案内され、定着手段である加熱ローラ８と加圧ローラ
９に挟圧され加熱される事によりトナー像が定着され、
排紙ローラにより矢印Ｂの方向に排出される。尚、加熱
ローラ８は、アルミパイプ外周にテフロン皮膜を設けら
れ内部のハロゲンランプを熱源として内周から所望の温
度に加熱され図示しない駆動源によって駆動されてお
り、加圧ローラ９は図示省略した押圧機構により加熱ロ
ーラ８へ向かって押圧されている。

【００３３】転写残りのトナーは感光ドラム１に圧接し
ているクリーニングブレード１１によって掻き取られ、
クリーニングされた感光ドラム１は再び次の画像形成プ
ロセスへ移行が可能となる。

【００３４】以上説明した実施例において、定着手段の
上流側に位置する定着手段の記録材挟圧部へ記録材６を
案内するガイド手段はガイド部材１０であり、ガイド部
材１０の上流側に位置する記録材６を定着手段へ搬送す
る搬送手段が転写ローラ５と感光ドラム１により構成さ
れる転写手段である。このように構成することにより、
装置内で記録材６を搬送する機構が簡単にできると共に
転写手段と定着手段との距離を短くし記録材６の搬送経
路が短くすることができるため小型で記録材６の搬送の
信頼性の高い画像形成装置を実現することができる。次
に図２により転写手段と定着手段との距離が短く、記録
材６の搬送速度が低速であってもシワの発生が防止され
る本実施例の構成について説明する。

【００３５】図２は図１の実施例における記録材６の定
着手段への搬送を示す要部断面図であり、図２を用いて
図１に示した本発明の実施例の記録材６の搬送について
詳しく説明する。図２に示される断面は、シート状の記
録材６の表面が画像形成に伴って搬送される方向と垂直
な方向に連続する方向（以下、幅方向と記述する。）に
対して垂直な方向についての断面である。

【００３６】図２において、直線Ｈは加熱ローラ８と加
圧ローラ９が記録材６を挟圧する定着部分の記録材６が
挟圧を開始される入口側端部と挟圧が終了する出口側端
部を結んだ直線であり、また直線Ｉは定着部分の記録材
６が挟圧を開始される入口側端部とガイド部材１０の定
着手段側端部を結んだ直線である。尚、ガイド部材１０
の定着手段側端部は、転写部とガイド部材１０と定着手
段にわたって図示省略した記録材６が存在する場合に、
記録材６とガイド部材１０が接触する最も定着手段に近
い部分である。また、直線Ｊはガイド部材１０の定着手
段側端部と転写部を結んだ直線である。尚、直線Ｊの通
過点としての転写部は感光ドラム１と転写ローラ５の記
録材６を挟圧する部分であり、正確にはその転写挟圧部
分の定着手段側に位置する出口側の端部である。また、
直線Ｋは直線Ｊが加熱ローラ８と交わる点に置ける加熱
ローラ８の表面の接線である。また角度αは直線Ｈと直
線Ｉのなす角であり、また角度βは直線Ｉと直線Ｊのな
す角であり、また角度γは直線Ｊと直線Ｋのなす角であ
る。

【００３７】前述したように図１及び図２に示す実施例
において、転写ローラ５は感光ドラム１へ押圧されてお
り、記録材６を挟圧して感光ドラム１のトナー像を記録
材６に転写しながら記録材６を搬送する。転写ローラ５
は感光ドラム１との間に確実に記録材６を挟圧し搬送で
きるように弾性を持ったゴム等の材料で表面が形成され
ている。トナー像を転写された記録材６は、その先端が
ガイド部材１０に案内されて定着側へと進むに従ってほ
ぼ直線Ｊに沿った状態になって加熱ローラ８に衝突し
て、その後加熱ローラ８の表面を僅かに滑りながら加熱
ローラ８と加圧ローラ９が記録材６を挟圧する定着部分
へ挟み込まれる。その後、加熱ローラ８と加圧ローラ９
は記録材６を挟圧して加熱し、トナー像を記録材６に定
着しながら記録材６を搬送する。本実施例において転写
部における記録材６の搬送速度に対して定着手段の搬送
速度は大きく設定されており、転写部とガイド部材１０
と定着手段にわたって記録材６が存在する状態では転写
部と定着手段の間で記録材６に張力が与えられる事とな
り、記録材６はこの状態においてガイド部材１０の定着
手段側端部に対して転写側では直線Ｊに、定着側では直
線Ｉにそれぞれほぼ沿った形となると共に、記録材６は
搬送されるに従ってガイド部材１０によって摺擦されし
ごかれる。尚、加圧ローラ９は、確実に記録材６を挟圧
して搬送でき定着に必要な時間挟圧し加熱する挟圧幅を
得るように弾性を持ったゴム等の材料で表面が被覆され
ている。また、図２に断面を示した感光ドラム１、転写
ローラ５、加熱ローラ８及び加圧ローラ９は画像形成可
能な記録材６の幅以上の幅を有しており、ガイド部材１
０についても記録材６の幅によらず記録材６を案内し、
また摺擦してしごきをすることが可能なように記録材６
の幅よりも大きな幅であることが望ましく、特にガイド
部材１０の定着手段側端部については記録材６の幅より
も大きな幅にわたって連続した稜線となっていることが
望ましい。

【００３８】ここで、本実施例における搬送速度につい
て説明する。本実施例の画像形成装置は転写部における
記録材６の搬送速度に対して定着手段の搬送速度を大き
く設定して、ガイド部材１０の位置との関連においてシ
ワの抑制を行うものである。

【００３９】一般にゴム等の弾性部材を表面に持つロー
ラと感光ドラム１や加熱ローラ８のような表面に弾性体
を有さない非弾性ローラによりシート状の記録材６を挟
圧して搬送する場合について、記録材６の搬送速度が非
弾性ローラや弾性ローラの表面の移動速度に対して正確
には一致しないことが知られている。記録材６の搬送速
度については、非弾性ローラと弾性ローラの押圧されて
いる力や弾性ローラの弾性材の性質、ローラの幅、ロー
ラ間の摩擦力など装置固有の条件の影響と、搬送部分の
前後で記録材６に与えられる張力等の影響があるが、本
発明で述べる搬送速度は後者の影響を除去した状態での
搬送速度である。

【００４０】即ち本実施例は、前後に記録材６を搬送に
影響を与える負荷等がない状態（以下、無負荷状態と記
述する。）での転写部で記録材６を搬送する速度に対し
て、無負荷状態での定着手段で記録材６を搬送する速度
を大きくしたものであり、このような条件により転写部
と定着手段とに記録材６が挟圧されている際に転写部と
定着手段の間の記録材６に張力を働かせ、どちらか一方
の搬送速度または両者の搬送速度の中間の速度で記録材
６を搬送させるものである。

【００４１】本発明者等は前述したように記録材６の搬
送速度が比較的低速の場合に最もシワの発生しやすい領
域があることを見いだしたが、その搬送速度領域におい
てシワの発生しない条件を模索し、上記の搬送状態と前
述したガイド部材１０による記録材６の摺擦の条件によ
り速度によらずシワの発生をなくせる事を確認した。

【００４２】（実験例）加熱ローラ８の直径を１８（ｍ
ｍ）、加圧ローラ９の直径を１８（ｍｍ）としてＡ４サ
イズの幅の記録材６を定着する定着手段を構成し、加圧
ローラ９の表面の弾性層の厚みを４（ｍｍ）、弾性層の
材質を硬度がＪＩＳ−Ａ規格で２０゜のシリコンゴムと
し、加熱ローラ８と加圧ローラ９を圧接させる力を５
（ｋｇ重）として、記録材６としては定着においてシワ
を発生しやすいものとして厚みが小さく画像形成最大幅
で最大長さのメートル秤量６０（ｇ／ｍ² ）、幅２１０
（ｍｍ）、長さ２９７（ｍｍ）の普通上質紙を用いた場
合について、図２に示す装置を構成し無負荷状態での転
写部の搬送速度に対して無負荷状態の定着の搬送速度を
０．５％速い状態としたところ、定着手段の記録材の搬
送速度が５（ｍｍ／秒）から４０（ｍｍ／秒）の範囲を
含めて加熱ローラ８の温度を１６０（℃）とした場合で
もシワの発生をなくすことができた。尚、本実験例にお
いて転写部の記録材６の搬送力は１（ｋｇ重）であり、
定着手段の記録材６の搬送力は０．５（ｋｇ重）であ
り、角度αは２°、角度βは４°、角度γが３０゜とし
ており、また、転写部と定着手段の記録材６が挟圧を開
始される入口側端部の距離は５０（ｍｍ）、ガイド部材
１０の定着手段側端部と定着手段の記録材６が挟圧を開
始される入口側端部との距離は１０（ｍｍ）としてい
る。

【００４３】（比較例）実験例と同様に、加熱ローラ８
の直径を１８（ｍｍ）、加圧ローラ９の直径を１８（ｍ
ｍ）としてＡ４サイズの幅の記録材６を定着する定着手
段を構成し、加圧ローラ９の表面の弾性層の厚みを４
（ｍｍ）、弾性層の材質を硬度がＪＩＳ−Ａ規格で２０
゜のシリコンゴムとし、加熱ローラ８と加圧ローラ９を
圧接させる力を５（ｋｇ重）として、記録材６としてメ
ートル秤量６０（ｇ／ｍ² ）、幅２１０（ｍｍ）、長さ
２９７（ｍｍ）の普通上質紙を用いた場合について、ガ
イド部材１０の位置を調整してシワの発生のない条件を
模索しながら定着手段手前に搬送手段を設けずに実験的
に記録材６の定着を行ったところ、加熱ローラ８の温度
を１６０（℃）とした場合に定着手段の記録材６の搬送
速度が５（ｍｍ／秒）から４０（ｍｍ／秒）の範囲では
ガイド部材１０の位置によらずシワの発生が見られ、さ
らに搬送速度が１０（ｍｍ／秒）から３０（ｍｍ／秒）
の範囲では加熱ローラ８の温度を１４０（℃）とした場
合でもシワの発生が見られた。

【００４４】実験例と比較例とにより、本実施例におけ
るシワの防止がガイド手段１０の位置と定着手前におい
て記録材６に張力が加えられる搬送状態とにより達成さ
れている事が明白である。本発明のシワ防止に効果を得
る搬送状態を達成する手段としては本実施例に示したよ
うに定着手段の上流に位置する搬送手段である転写手段
の記録材６の搬送速度に対して定着手段の記録材６の搬
送速度を大きくする方法の他に、定着手段手前における
空気流による記録材６の吸引等の張力付与手段を設ける
等種々の方法が考えられるが、搬送速度を利用した本実
施例の構成によれば複雑な機構を追加することなくシワ
防止が達成でき、さらに従来の画像形成装置で必要とし
ていた転写部と定着手段の間に記録材６を弛ませて転写
部と定着手段との間での記録材６の搬送の干渉を防止す
るバッファ手段が不用にできると共に従来はこのバッフ
ァ手段を機能させるために大きくしていた転写部と定着
手段の距離を小さくする事が可能となり、画像形成装置
の機構の簡略化及び小型化を容易とすることができる。

【００４５】ここで、本実施例における転写部と定着手
段での記録材６の搬送力について説明する。本実施例で
は転写部と定着手段の搬送力は前述した記録材６をガイ
ド部材１０によって摺擦する状態での張力を決定し、両
者の搬送部分における滑りを決定するものである。

【００４６】図１及び図２に示した実施例において、転
写部、及び定着手段におけるローラを押圧する力を調整
する事で両者での記録材６の搬送力を適宜調整する事が
できるため、本発明者等が実験を行った結果を表１に示
す。

【００４７】尚、定着手段と転写部における記録材６の
搬送力以外の条件は前述した実験例と同一であり、表１
内に記入した記号はそれぞれの条件におけるシワの発生
状態を示すものであって、◎は全くシワの発生の見られ
ない場合、○はシワは発生しないがシワの兆候が見られ
る場合、△は僅かなシワの発生が時折見られた場合、×
はシワが頻発した場合を表す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１で明かなように、転写部の搬送力は定
着手段の搬送力よりも大きいことがシワの発生を抑制す
る上で好ましく、さらには転写部の搬送力は定着手段の
搬送力の１．３倍以上であることが好ましい。また、定
着手段の記録材６の搬送力としては０．４（ｋｇ重）以
上であることが好ましく、０．５（ｋｇ重）以上である
ことがさらに好ましい。

【００５０】表１に示される結果から、記録材６をガイ
ド部材１０によって摺擦する状態での張力を充分に大き
くする事、及び定着手段の記録材６の搬送力よりも定着
の手前側である転写部の記録材６の搬送力を大きくし
て、記録材６の伸縮が発生する定着手段よりも記録材６
の伸縮のない転写部に記録材６の搬送が依存する状態と
する事がシワを抑制する上で効果があるものと推定され
る。

【００５１】尚、転写部と定着手段の搬送力は記録材６
の幅が小さい場合にはそれぞれ異なった変化をするた
め、全ての条件において転写部の搬送力を定着手段の搬
送力よりも大きく保つことが困難となる場合が考えられ
るが、周知の通り記録材６の幅が小さくなればシワも発
生しにくくなるため、記録材６が画像形成が可能な最大
の幅を有する場合に上記関係が満たされればシワの発生
のない画像形成装置が実現できる。

【００５２】ここで角度αについて説明する。本発明は
図２に示すようにガイド手段１０の定着側端部を直線Ｈ
に対して加圧ローラ９側に位置させるものである。ここ
で角度αは、転写部とガイド部材１０と定着手段にわた
って記録材６が存在する状態での定着手段に記録材６が
挿入される角度がどれだけ加圧ローラ９側に傾いている
かを表すものである。

【００５３】表２は、本発明者等が加熱ローラ８と加圧
ローラ９のみを回転移動させることで角度αのみを変化
させて実験を行なった結果であり、角度αが負の値のも
のは、定着手段に記録材６が挿入される角度が加熱ロー
ラ８側であることを表している。尚、角度α以外の条件
は前述した実験例と同一であり、表２内に記入した記号
はそれぞれの条件におけるシワの発生状態を示すもので
あって、◎は全くシワの発生の見られない場合、○はシ
ワは発生しないがシワの兆候が見られる場合、△は僅か
なシワの発生が時折見られた場合、×はシワが頻発した
場合を表す。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２に見るように、角度αが正の値につい
てはその絶対値が小さくてもシワの発生のない状態が得
られており、ガイド手段１０の定着側端部を直線Ｈに対
して加圧ローラ９側に位置させることでほぼシワが防止
できることが示される。さらに角度αを０．５゜以上と
することが好ましく、さらに１゜以上とすることにより
全くシワのない出力が得られるためきわめて好ましい。

【００５６】尚、本発明者等が実験に際して観察した結
果、表２に示された角度αが０゜かまたは負の値の場合
に発生するシワと、その定着時に定着手段入口において
記録材６の幅方向に観察される波状のうねりとに相関が
見られ、シワの原因は記録材６のうねりにより部分的に
定着手段の挟圧部手前において加熱ローラ８に記録材６
が接して加熱された結果であると推定され、本発明の構
成及び条件においては定着手段入口における記録材６の
うねりがあっても加熱ローラ８に接しにくくなるために
シワの発生が抑制されているものと推定される。

【００５７】ここで角度βについて説明する。本発明は
図２に示すように転写部を直線Ｉに対して加圧ローラ９
側に位置させるものである。ここで角度βは、転写部と
ガイド部材１０と定着手段にわたって記録材６が存在す
る状態でのガイド部材１０によって記録材６が曲げられ
る角度を表すものである。

【００５８】表３は、本発明者等が加熱ローラ８と加圧
ローラ９とガイド部材１０を回転移動させることで角度
βのみを変化させて実験を行なった結果であり、角度β
が負の値のものは記録材６がガイド部材１０に接触しな
い事を表し、０のものは記録材６がガイド部材１０に接
する状態であることを表している。尚、角度β以外の条
件は前述した条件と同一であり、表３内に記入した記号
はそれぞれの条件におけるシワの発生状態を示すもので
あって、◎は全くシワの発生の見られない場合、○はシ
ワは発生しないがシワの兆候が見られる場合、△は僅か
なシワの発生が時折見られた場合、×はシワが頻発した
場合を表す。

【００５９】

【表３】

【００６０】表３に見るように、角度βが正の値の場合
についてはその絶対値が大きくなるに従ってシワの発生
が少なくなる結果が得られている。即ち、転写部を直線
Ｉに対して加圧ローラ９側に位置させる事がシワを防止
する上で必要であり、さらに直線Ｉと直線Ｊのなす角度
βを２゜以上とすることがシワの発生を防止するうえで
好ましく、さらに３゜以上とすることが好ましい。

【００６１】表３において示されるガイド手段１０によ
る記録材６が曲げを増すことでシワが防止される効果に
ついては、記録材６に加圧手段側にあるガイド手段１０
側へ沿う力が増える事、及びガイド手段１０で記録材６
が強力にしごかれる事によるものと推定される。

【００６２】ここで角度γについて説明する。角度γ
は、トナー像を転写された記録材６の先端がガイド部材
１０に案内されて定着側へ進み加熱ローラ８に衝突する
角度を表す概略の角度を表すものである。尚、記録材６
の先端の加熱ローラ８に衝突する角度については、記録
材６の剛性により影響を受ける重力による垂れ下がりや
予め曲がっている場合等の影響等を受けて都度微妙に変
化する。

【００６３】表２及び表３において説明した通り、シワ
の発生を防止する上で前述した角度α及び角度βを大き
くすることが好ましいが、これらの角度を際限なく大き
くすると一方では記録材６の先端が加熱ローラ８に衝突
する角度γが大きくなり、通常のシワの発生が防止でき
ても記録材が定着手段に進入しない通紙不良が発生する
可能性が増大し、或はまた記録材６が定着手段に挟み込
まれる際の先端折れなどの不具合の発生が予想される。

【００６４】表４は、本発明者等がこれらの問題の発生
を防止するために実験を行なったものであり、実験は角
度α等にできるだけ変化を与えないように加熱ローラ８
と加圧ローラ９と上下移動及び回転移動させることで角
度γを変化させて行なっている。尚、記録材６が加熱ロ
ーラ８に衝突し定着手段の挟圧部に滑り込む挙動につい
ては加熱ローラ９と記録材６の摩擦が影響することが考
えられるため、加熱ローラ８として表面粗さが異なり記
録材６との摩擦係数が０．１と０．２となるものを用い
て行っている。また、角度γ以外の条件は前述した実験
例とほぼ同一であり、表４内に記入した記号はそれぞれ
の条件において見られた通紙の不具合を示すものであっ
て、◎は全く異常が見られない場合、○はまれに記録材
６の先端折れが発生する場合、△は先端折れが発生し、
先端折れの影響と考えられるシワがまれに発生する場
合、×は先端折れやシワ及び通紙不良が発生する場合を
表す。

【００６５】

【表４】

【００６６】表４に見るように、加熱ローラ８の表面と
記録材６の摩擦係数によって若干の差は見られるもの
の、角度γが４５゜以下において先端折れやシワ及び通
紙不良がない状態が得られている。尚、表４に示される
結果から加熱ローラ８の表面と記録材６の摩擦係数につ
いては０．２以下であることが好ましい。

【００６７】表４において示される角度γが４５゜以下
という条件は、表２及び表３において説明したシワを防
止するために良好な条件である角度αを０．５°以上と
して角度βを２°以上とした上で充分達成することがで
きる条件であり、以上により記録材６にシワが発生する
ことがなく先端折れや通紙不良が発生することもないき
わめて記録材６の信頼性の高い画像形成装置が実現でき
る。

【００６８】尚、以上の説明した実験結果は全て最もシ
ワ等の不具合が発生しやすい画像形成可能な最大の幅を
有して且つ厚みが小さい記録材６についてのものである
が、本発明者等はこれらの一連の構成及び条件の検討の
後に、本実施例の構成において幅の小さいもの、厚みの
大きいもの、さらには封筒状もの等の記録材６に用いた
場合についてそれぞれ前述したシワの発生しやすい搬送
速度領域においてもシワの発生のない良好な結果が得ら
れることを確認した。

【００６９】また、以上の説明は加熱ローラ８と加圧ロ
ーラ９による熱ローラ定着方式と、感光ドラム１に転写
ローラ５を押圧する圧接ローラ転写方式について行った
が、定着手段として他の接触加熱定着方式の例えば加熱
手段としてエンドレス耐熱ベルトと面状発熱体を用いた
場合や、転写手段としてコロナ転写方式を用いて転写部
における記録材６の搬送力を得る手段として転写手段近
傍に搬送ローラや搬送ベルトを用いた場合においても構
成可能であり、同一の効果が得られることは自明であ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガイ
ド手段の上流側に配設され、前記定着手段に近接した前
記ガイド手段の定着手段側端部に向けて延びる線（直線
J）に沿って搬送される前記記録材を前記ガイド手段の
定着手段側端部により曲げながら、さらに定着手段の記
録材挟圧部の入口側端部とガイド手段の定着手段側端部
を結んだ線（直線I）に沿って前記定着手段に搬送して
いるので、前記定着手段の前記記録材を搬送する力が前
記搬送手段の前記記録材を搬送する力より小さくなるよ
うに設定した事により、小型で、しかも記録材の搬送速
度や記録材の種類に関わらず定着手段においてシワの発
生のない良好な画像を出力する画像形成装置が実現でき
る。

【００７１】さらに搬送手段における記録材の搬送速度
に対して定着手段における記録材の搬送速度を大きくし
たり、前記搬送手段によって前記記録材を挟圧した状態
で当該挟圧位置から前記ガイド手段の定着手段側端部に
向けて延びる線に沿って前記ガイド手段に向けて搬送す
るように構成することにより、搬送手段と定着手段の間
に張力を働かせることができ、記録材にシワを防止する
ための記録材の搬送状態が簡単な構成で得ることができ
る。

【００７２】さらに記録材が画像形成可能な最大の幅を
有する場合に定着手段の記録材を搬送する力が搬送手段
の記録材を搬送する力より小さくする事により、搬送手
段と定着手段の間の張力を安定して働かせることができ
るため、シワの防止を確実に達成する事ができる。

【００７３】さらに記録材の幅方向に垂直な断面におけ
るガイド手段の定着手段側端部と搬送手段の記録材に当
接する部分を結んだ線の定着手段の加熱手段の表面と交
わる点での加熱手段表面の接線となす角を４５゜以下と
する事により、定着手段への記録材の進入を安定させる
事ができ、通紙不良や先端折れの発生が防止できる。

【００７４】さらに搬送手段が記録材にトナー像を転写
する転写手段である事により、記録材の搬送速度が低速
であってもシワの発生しない画像形成装置を、簡単な構
造でしかも転写と定着の間の距離を小さくした短い記録
材経路で、しかも熱効率が高く安全性の高い密着加熱型
方式を用いて実現することができるため、低消費電力化
や軽量化のために記録材の搬送速度の低速化した小型の
記録材の搬送についての信頼性の高い画像形成装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す装置断
面図。

【図２】図１の実施例の記録材の搬送を示す要部断面
図。

【符号の説明】

１ ・・・・・・・ 感光ドラム ２ ・・・・・・・ 帯電ローラ ３ ・・・・・・・ レーザー走査光学系 ４ ・・・・・・・ 現像ローラ ５ ・・・・・・・ 転写ローラ ６ ・・・・・・・ 記録材 ７ ・・・・・・・ 給紙ローラ ８ ・・・・・・・ 加熱ローラ ９ ・・・・・・・ 加圧ローラ １０ ・・・・・・・ ガイド部材 １１ ・・・・・・・ クリーニングブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/00 510 - 534 G03G 15/20

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像が転写された記録材を挟圧して
   トナー像を前記記録材に定着する加熱手段と加圧手段を
   備えた定着手段と、 前記定着手段の上流側に配設され、前記定着手段の記録
   材挟圧部へ前記記録材を案内するガイド手段と、 前記ガイド手段の上流側に配設され、前記定着手段に近
   接した前記ガイド手段の定着手段側端部に向けて延びる
   直線Jに沿って前記記録材を前記ガイド手段に向けて搬
   送する搬送手段とを備え、 前記記録材の幅方向に垂直な断面において、前記定着手
   段の記録材挟圧部の入口側端部と出口側端部を結んだ直
   線Hに対して、前記ガイド手段の定着手段側端部が前記
   定着手段の加圧手段側に位置し、 前記断面において、前記定着手段の記録材挟圧部の入口
   側端部と前記ガイド手段の定着手段側端部を結んだ直線
   Iに対して、前記搬送手段の前記記録材に当接する部分
   が前記定着手段の加圧手段側に位置して、前記直線Jに
   沿って搬送される前記記録材を前記ガイド手段の定着手
   段側端部により曲げながら、さらに前記直線Iに沿って
   前記定着手段に搬送し、しかも、 少なくとも前記記録材が画像形成可能な最大の幅を有す
   る場合に、前記定着手段の前記記録材を搬送する力が前
   記搬送手段の前記記録材を搬送する力より小さい事を特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 トナー像が転写された記録材を挟圧して
   トナー像を前記記録材に定着する加熱手段と加圧手段を
   備えた定着手段と、 前記定着手段の上流側に配設され、前記定着手段の記録
   材挟圧部へ前記記録材を案内するガイド手段と、 前記ガイド手段の上流側に配設され、前記定着手段に近
   接した前記ガイド手段の定着手段側端部に向けて延びる
   直線Jに沿って前記記録材を前記ガイド手段に向けて搬
   送する搬送手段とを備え、 前記記録材の幅方向に垂直な断面において、前記定着手
   段の記録材挟圧部の入口側端部と出口側端部を結んだ直
   線Hに対して、前記ガイド手段の定着手段側端部が前記
   定着手段の加圧手段側に位置し、 前記断面において、前記定着手段の記録材挟圧部の入口
   側端部と前記ガイド手段の定着手段側端部を結んだ直線
   Iに対して、前記搬送手段の前記記録材に当接する部分
   が前記定着手段の加圧手段側に位置して、前記直線Jに
   沿って搬送される前記記録材を前記ガイド手段の定着手
   段側端部により曲げながら、さらに前記直線Iに沿って
   前記定着手段に搬送する事を特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記搬送手段における前記記録材の搬
   送速度に対して前記定着手段における前記記録材の搬送
   速度が大きい事を特徴とする請求項１または２記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 前記記録材の幅方向に垂直な断面にお
   ける前記定着手段の記録材挟圧部の入口側端部と出口側
   端部を結んだ直線Hと、前記断面における前記定着手段
   の記録材挟圧部の入口側端部と前記ガイド手段の定着側
   端部を結んだ直線Iとのなす角が０．５゜以上である事
   を特徴とする請求項１または２または３記載の画像形成
   装置。
5. 【請求項５】 前記記録材の幅方向に垂直な断面にお
   ける前記定着手段の記録材挟圧部の入口側端部と前記ガ
   イド手段の定着側端部を結んだ直線Iと、前記断面にお
   ける前記ガイド手段の定着手段側端部と前記搬送手段の
   前記記録材に当接する部分を結んだ線とのなす角が２゜
   以上である事を特徴とする請求項１または２または３ま
   たは４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記記録材の幅方向に垂直な断面にお
   ける前記ガイド手段の定着手段側端部と前記搬送手段の
   前記記録材に当接する部分を結んだ線の前記定着手段の
   加熱手段の表面と交わる点での加熱手段表面の接線とな
   す角が４５゜以下であることを特徴とする請求項１また
   は２または３または４または５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記搬送手段が前記記録材にトナー像を
   転写する転写手段である事を特徴とする請求項１または
   ２または３または４または５または６記載の画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 前記搬送手段は、前記記録材を挟圧した
   状態で当該挟圧位置から前記ガイド手段の定着手段側端
   部に向けて延びる直線Jに沿って前記記録材を前記ガイ
   ド手段に向けて搬送する請求項１または２または３また
   は４または５または６または７記載の画像形成装置。