JP5190795B2 - 転写定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
このような転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に比べて、表面性の粗い記録媒体を使用しても画像品質の低下が起こり難いという利点がある。
これに対して、転写定着装置を備えた画像形成装置では、トナー像に対して転写と同時に熱を加えるため、トナーが軟化・溶融して粘弾性を帯びたブロック状の塊になる。そのため、表面性の粗い記録媒体を使用して定着部材と記録媒体との間に微小ギャップが形成されても、その部分に画像が塊として転写されてしまう。したがって、画像は、ボソボソにならずに、良好で高画質なものになる。
さらに、従来の転写定着装置は、上述した転写定着部材の加熱工程に加えて、作像部の熱的損傷を低減するために転写・定着工程後の転写定着部材を冷却する冷却工程がおこなわれている場合が多かった。このような加熱・冷却のサイクルが繰り返されるために、転写定着装置における消費エネルギが大きくなっていた。
しかし、そのような場合に、画像形成装置が稼動しているときに記録媒体の搬送ジャムや停電等による電源のシャットダウン等が生じて、加熱手段によって加熱された搬送中の記録媒体がニップ部の位置で停止した状態で画像形成装置が稼動停止してしまうと、転写定着部材上に担持されたトナー(トナー像)の一部が加熱された記録媒体によって溶融された後に冷えて、やがて転写定着部材にトナーが固着してしまうことも知得した。特に、上述したような方策を具現化する場合には、転写定着部材自体は積極的に加熱されないために、溶融されたトナーが転写定着部材に残トナーとして付着すると、画像形成装置の稼動停止にともない残トナーの温度が低下して固着するまでのスピードが早められてしまう。そして、このように転写定着部材に固着してしまった残トナーは、通常の転写・定着工程を経た後に転写定着部材に付着する残トナー(溶融状態、又は、溶融状態から適度に冷却された状態である。)を除去するクリーニングブレードでは除去しきれずに、クリーニング不良が生じてしまったり、クリーニングブレードや感光体ドラム等のように転写定着部材に当接する当接部材の表面を傷つけてしまったりすることになる。
図1〜図4にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、2は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部(露光部)、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応したプロセスカートリッジ、21は各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにそれぞれ収容された感光体ドラム(像担持体)、22は感光体ドラム21上を帯電する帯電部、23Y、23M、23C、23BKは感光体ドラム21上に形成される静電潜像を現像する現像装置、24は感光体ドラム21上に形成されたトナー像を転写定着ベルト27に転写する転写バイアスローラ、25は感光体ドラム21上の未転写トナーを回収するクリーニング装置、を示す。
また、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKは、それぞれ、感光体ドラム21、帯電部22、クリーニング装置25が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKにおける感光体ドラム21上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像形成がおこなわれる。
まず、原稿Dは、原稿搬送部51の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部55のコンタクトガラス53上に載置される。そして、原稿読込部55で、コンタクトガラス53上に載置された原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
書込み部2において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー3に入射して反射した後に、レンズ4、5を透過する。レンズ4、5を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム21表面は、それぞれ、複数のローラ部材28A〜28C、85に張架・支持された転写定着ベルト27との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、転写定着ベルト27の内周面に当接するように転写バイアスローラ24が設置されている。そして、転写バイアスローラ24の位置で、転写定着ベルト27上に、感光体ドラム21上に形成された各色の画像(トナー像)が、順次重ねて転写される(第1転写工程である。)。
その後、感光体ドラム21表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム21における一連の作像プロセスが終了する。
転写定着ベルト27に担持されたトナー像は、転写定着ベルト27と加圧ローラ68とのニップ部にて、記録媒体Pの転写定着面(おもて面)に転写されるとともに定着される(転写・定着工程である。)。詳しくは、記録媒体Pの転写定着面がニップ部の直前で加熱ローラ67によって加熱されて、ニップ部にて転写定着面の熱によってトナー像が加熱・溶融されるとともに、ニップ部の圧力によってトナー像が転写定着面に定着される。なお、転写定着装置66の構成・動作については、後で図2〜図4を用いてさらに詳しく説明する。
その後、転写定着ベルト27表面は、均しローラ85、冷却ファン86の位置を順次通過した後に、ベルトクリーニング装置29の位置に達する。そして、転写定着ベルト27上の残トナー等の付着物がベルトクリーニング装置29に回収されて、転写定着ベルト27上の一連の転写定着プロセスが完了する。
なお、ベルトクリーニング装置29には、ウレタンゴム等からなり転写定着ベルト27に当接するクリーニングブレードが設置されている。また、このクリーニングブレードは、不図示の接離機構によって転写定着ベルト27に対して接離可能に構成されている。
詳しくは、記録媒体Pを収納する給紙部61から、給紙ローラ62により給送された転写紙Pが、搬送ガイド63を通過した後に、レジストローラ64に導かれる。レジストローラ64に達した記録媒体Pは、転写定着ベルト27上のトナー像とタイミングを合わせて、転写定着ベルト27と加圧ローラ68とのニップ部に向けて搬送される。このとき、記録媒体Pの転写定着面のみが加熱ローラ67によって加熱される。
その後、フルカラー画像が転写・定着された記録媒体Pは、排紙搬送経路を通過して、排紙ローラ80によって装置本体1外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、 スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体が挙げられる。
また、以下の樹脂を混合して使用することもできる。ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられる。この中で特に、ポリエステル樹脂を含有しているものは充分な定着性を得るために、好ましい。特に結晶性ポリエステル樹脂は、紙接触時に充分に軟化溶融し、定着強度とともに色再現性の高い画像形成が可能となる。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られるが、用いられるアルコールとはポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール等のジオール類、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリエキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノル類、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した2価のアルコール単体、その他の2価のアルコール単体を挙げることができる。
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した2価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の2量体、その他の2価の有機酸単量体を挙げることができる。
バインダー樹脂として用いるポリエステル樹脂を得るためには、以上の2官能性単量体のみによる重合体のみでなく、3官能以上の多官能性単量体による成分を含有する重合体を用いることも好適である。かかる多官能性単量体である3価以上の多価アルコール単量体としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−サルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1.3.5−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他を挙げることができる。
また3価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば1,2,4−ペンゼントリカルボン酸、1,2,5−ペンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンボール3量体酸、これらの酸無水物、その他を挙げることができる。
また、外添加剤として、トナーの流動性を向上させる目的で、シリカ、酸化チタン、アルミナ等、さらに必要に応じて脂肪酸金属塩類やポリフッ化ビニリデン等を添加しても良い。
このような略球形トナーを用いることで、感光体ドラム21から転写定着ベルト27へのトナー転写性が高められて、出力画像の高画質化が達成されることになる。なお、トナーのワーデル実用球形度φは、次式で求めることができる。
φ=(トナー粒子の投影面積に等しい円の直径)/(トナー粒子の投影像に外接する円の直径)
具体的には、スライドグラス上にトナーを適量とって、その中の任意の100個のトナーについて顕微鏡(500倍である。)にて拡大して測定した後に、上式にて計算してワーデル実用球形度φを求める。
図2は、転写定着装置66の一部を示す拡大図である。図3は、クリーニングモード時の転写定着装置66を示す図である。図4は、転写定着装置66でおこなわれる制御を示すフローチャートである。
図2に示すように、転写定着装置66は、転写定着部材としての転写定着ベルト27、加熱手段としての加熱ローラ67(加熱装置)、加圧部材としての加圧ローラ68、除去部材としてのスクレーパ71、等で構成される。
加圧ローラ68の表面層としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、等を用いることができる。
なお、加圧ローラ68は、不図示の接離機構によって、転写定着ベルト27に対して接離可能に構成されている。加圧ローラ68の接離機構としては、ソレノイドやカムを用いた公知の接離機構を用いることができる。
詳しくは、加熱ローラ67は、上述したように、転写・定着工程直前の記録媒体Pの転写定着面(おもて面)のみを加熱するものである。換言すると、加熱ローラ67は、記録媒体Pの裏面(転写定着面に対する裏面である。)が昇温する前に(おもて面から裏面に熱が伝達される前に)記録媒体Pがニップ部に搬送されるように転写定着面を加熱する。
具体的に、本実施の形態1では、記録媒体Pが加熱ローラ67に接触する時間を10〜20msに設定し、記録媒体Pと加熱ローラ67との接触から20ms後以内(好ましくは、2〜5ms後である。)に記録媒体Pがニップ部に達するように設定している。
このような構成により、転写定着ベルト27を積極的に加熱しなくても定着性及び発色性が充分な出力画像(定着画像)を得ることができる。
従来のカラー画像形成装置(転写定着ベルトを積極的に加熱する装置である。)では、出力画像上にて充分な光沢を得るために、記録媒体に熱を奪われて転写定着ベルトが温度低下するのを考慮して、白黒画像形成装置に比べて1.5倍ほどの熱量を転写定着ベルトに与えていた。このため、記録媒体が必要以上に加熱されるとともに、トナーと記録媒体との密着性も必要以上に高められていた。
これに対して、本実施の形態1では、記録媒体Pの転写定着面を加熱していて、出力画像上にて充分な光沢を得るための温度を独立して設定できるので、転写定着ベルト27の温度(定着設定温度)を低くできる。また、記録媒体Pは転写・定着工程の直前に加熱されるので、過剰に加熱されずに、トナーTと記録媒体Pとの密着性も必要以上に高められることはない。
すなわち、本実施の形態1の構成によれば、低温定着が可能であって、装置のウォームアップ時間を短縮できて、省エネルギ化を向上させることができる。また、転写定着ベルト27への熱移動を抑制できるので、転写定着ベルト27の耐久性を向上させることができる。さらに、転写定着ベルト27の加熱温度が低減されるために、転写定着ベルト27の熱劣化を抑制できる。
これに対して、本実施の形態1では、図2に示すように、ニップ部を通過した後の転写定着ベルト27の表面の幅方向の温度分布を均一化する均しローラ85を設置している。
均しローラ85は、ニップ部に対して転写定着ベルト27の走行方向下流側に配設されたローラ部材であって、3つのローラ部材28A〜28Cとともに転写定着ベルト27を張架・支持する。均しローラ85は、ヒートパイプであって、その内部で熱を効率的に対流させることで、転写定着ベルト27表面の幅方向の温度分布を均一化する。これにより、転写定着ベルト27の加熱を最小限に抑えてニップ部に搬送される直前の記録媒体Pを加熱ローラ67によって加熱する場合であっても、定着ムラやオフセット等の定着不良が発生するのを抑止することができる。
なお、本実施の形態1では、均しローラ85としてヒートパイプを用いたが、均しローラ85を熱伝導率の高いグラファイト等の材料で形成することもできる。その場合にも、上述したものと同等の効果を得ることができる。
また、図3に示すように、加熱ローラ67が第2の位置に移動したときに、加熱ローラ67は、転写定着ベルト27に当接するとともに、ステンレス鋼等で形成された除去部材としてのスクレーパ71に当接する。
また、本実施の形態1では、クリーニングモードにおけるクリーニング手段が、加熱ローラ67とスクレーパ71とで構成されている。すなわち、図3を参照して、加熱ローラ67が第2の位置で転写定着ベルト27に当接して反時計方向に回転しながら転写定着ベルト27に付着したトナーを回収して、スクレーパ71によって加熱ローラ67に付着したトナーが除去される。このように、本実施の形態1では、加熱ローラ67が、クリーニングモード時に、転写定着ベルト27を第2の位置にて加熱する加熱手段として機能するとともに、加熱手段によって溶融されたトナーを転写定着ベルト27から除去するクリーニング手段としても機能することになる。
すなわち、クリーニングモードが実行されると、加熱ローラ67が第2の位置で転写定着ベルト27に当接して転写定着ベルト27を加熱することで、転写定着ベルト27に付着した残トナーを固着させることなく溶融状態に変移させる。そして、クリーニング手段67、71によって、転写定着ベルト27に付着した溶融状態のトナーをクリーニングする。
これにより、転写定着ベルト27に残トナーが固着する不具合が抑止されて、ベルトクリーニング装置29のクリーニングブレードや感光体ドラム21等のように転写定着ベルト27に当接する当接部材の表面を傷つけてしまったり、通常の画像形成プロセスにおいてベルトクリーニング装置29によるクリーニング不良が生じてしまう不具合が防止される。
図4を参照して、画像形成装置1が稼動されて(ステップS1)、プリント動作が開始されると(ステップS2)、まず、ジャム検知の有無が判別される(ステップS3)。すなわち、ニップ部の位置で記録媒体Pの異常停止がないかが判別される。
その結果、ジャム検知がないものと判別された場合には、そのまま通常モード(通常の画像形成プロセスである。)がおこなわれて(ステップS4)、プリント動作が終了される(ステップS5)。
詳しくは、まず、ベルトクリーニング装置29のクリーニングブレードや感光体ドラム21等の当接部材が転写定着ベルト27から離間される(ステップS8)。そして、転写定着ベルト27の駆動(図3の矢印方向の走行である。)が開始され(ステップS9)、移動手段によって第2の位置への加熱ローラ67の移動がおこなわれて、加熱ローラ67による転写定着ベルト27の加熱とクリーニング動作とが開始される(ステップS10)。そして、クリーニングモードが終了すると(ステップS11)、ステップS2以降のフローが繰り返される。
具体的に、加熱体は、伝熱板と電極とに挟持されていて、所定のキューリー点に達すると抵抗が急激に上昇する抵抗発熱体である。このような加熱体として、チタン酸バリウム系半導体磁器素体からなる正特性サーミスタを用いることができる。伝熱板は、板厚が0.2mm程度のステンレス鋼からなり、その先端がニップ部に向けて搬送される記録媒体Pの転写定着面(おもて面)に接触するように配設されている。すなわち、伝熱板は、加熱体で発生した熱を記録媒体P(転写定着面)に伝熱する機能を有する。さらに、伝熱板には交流電源が接続されていて、一方の電極としても機能することになる。加熱体を挟持する電極及び伝熱板には、交流電源が接続されていて、スイッチが接続されることにより加熱体の両端にAC100ボルトの電圧が印加される。これにより、加熱体内に電流が流れて加熱体が発熱することになる。さらには、加熱体の熱が伝熱板を介して記録媒体Pの転写定着面に伝えられる。
このような加熱手段を用いた場合にも、クリーニングモード時に加熱手段を第2の位置に移動させることで、本実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
さらに、本実施の形態1では、プロセスカートリッジ20Y、20M、20C、20BKの配列を図1の左側から20Y、20M、20C、20BKの順としているが、この配列に限定されることなく、例えば、プロセスカートリッジの配列を図1の左側から20BK、20C、20M、20Yの順とすることもできる。
図5及び図6にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図5は、実施の形態2における転写定着装置の一部を示す拡大図であって、前記実施の形態1における図2に相当する図である。また、図6は、クリーニングモード時の転写定着装置を示す図であって、前記実施の形態1における図3に相当する図である。
本実施の形態2における転写定着装置は、加熱手段及びクリーニング手段の構成が、前記実施の形態1のものと相違する。
ここで、本実施の形態2における加熱手段は、図5に示すように、ローラ状のヒータからなる加熱ローラ67と、熱伝導性のよい金属材料で形成されたローラ状の伝熱部材72と、で構成される。そして、通常の画像形成プロセスにおいて、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Pに伝熱部材72が当接することで、加熱ローラ67から伝熱部材72を介して記録媒体Pに熱が伝えられる。これにより、転写・定着工程直前の記録媒体Pの転写定着面が、加熱手段67、72によって加熱されることになる。
また、通常の画像形成プロセスがおこなわれるときは、図5に示すように、転写定着ベルト27から離間した位置に、クリーニング部材としてのクリーニングローラ73と、除去部材としてのスクレーパ71と、が配設されている。なお、クリーニングローラ73は、熱伝導性のよい材料で形成されている。
そして、加熱ローラ67が第2の位置でクリーニングローラ73に当接して転写定着ベルト27を間接的に加熱することで、転写定着ベルト27に付着した残トナーを固着させることなく溶融状態に変移させる。そして、クリーニングローラ73(クリーニング部材)によって転写定着ベルト27に付着した溶融状態のトナーが回収されて、クリーニングローラ73上に回収された残トナーはスクレーパ71によってクリーニングローラ73から機械的に除去される。
これにより、転写定着ベルト27に残トナーが固着する不具合が抑止されて、ベルトクリーニング装置29のクリーニングブレードや感光体ドラム21等のように転写定着ベルト27に当接する当接部材の表面を傷つけてしまったり、通常の画像形成プロセスにおいてベルトクリーニング装置29によるクリーニング不良が生じてしまう不具合が防止される。
図7にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図7は、実施の形態3における転写定着装置の一部を示す拡大図であって、前記実施の形態1における図3に相当する図である。本実施の形態3における転写定着装置は、加熱手段とクリーニング手段とが共用されていない点が、加熱手段とクリーニング手段とが共用されている前記実施の形態1のものと相違する。
これにより、転写定着ベルト27に残トナーが固着する不具合が抑止されて、ベルトクリーニング装置29のクリーニングブレードや感光体ドラム21等のように転写定着ベルト27に当接する当接部材の表面を傷つけてしまったり、通常の画像形成プロセスにおいてベルトクリーニング装置29によるクリーニング不良が生じてしまう不具合が防止される。
また、本実施の形態3では、クリーニングウェブ機構75(クリーニング手段)をニップ部の下流側に配設したが、クリーニングウェブ機構75(クリーニング手段)を第2の位置にある加熱ローラ67とニップ部との間に配設することもできる。
図8にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図8は、実施の形態4における画像形成装置の一部を示す構成図である。本実施の形態4における画像形成装置は、1つの感光体ドラム21が設置されている点が、4つの感光体ドラム21が設置されている前記実施の形態1のものと相違する。
その後、転写定着ベルト27上に担持されたトナー像Tは、加圧ローラ68とのニップ部の位置で、前記各実施の形態と同様に、加熱ローラ67によって加熱された記録媒体P上に転写・定着される。
図9〜図13にて、この発明の実施の形態5について詳細に説明する。
図9は、実施の形態5における転写定着装置の一部を示す拡大図である。また、図10は、クリーニングモード時の転写定着装置を示す図であって、前記実施の形態3における図7に相当する図である。
本実施の形態5における転写定着装置は、クリーニングモード時に転写定着ベルト27を変形させる押圧手段87が設けられている点が、前記実施の形態3のものと相違する。
また、本実施の形態5における転写定着装置66は、前記実施の形態3のものと同様に、クリーニングモード時に転写定着ベルト27に当接して転写定着ベルト27に付着したトナーを回収するクリーニング部材(クリーニング手段)としてのクリーニングウェブ機構75が独立して設けられている。
詳しくは、押圧部材87(押圧手段)は、転写定着ベルト27の内周面に当接する当接部がR2〜3mm程度の曲率で形成された板状部材であって、不図示の接離機構(偏心カムやソレノイド等を用いることができる。)によって転写定着ベルト27の内周面に接離自在に設置されている。そして、通常の画像形成時には、押圧部材87は、転写定着ベルト27に対して離れた位置に退避している(図9の状態である。)。これに対して、クリーニングモード時には、押圧部材87は転写定着ベルト27を内周面側から押圧する位置に移動する(図10の状態である。)。押圧部材87が転写定着ベルト27を押圧することで、転写定着ベルト27はR2〜3mm程度の小さな曲率にて変形することになる。
なお、クリーニングモード時には、上述した押圧部材87の移動とともに、前記実施の形態3と同様に加熱ローラ67やクリーニングウェブ機構75の移動による転写定着ベルト27の加熱・クリーニングがおこなわれる。
すなわち、図11(A)に示すように転写定着ベルト27にトナーTが固着してしまっても、図11(B)に示すように転写定着ベルト27が小さな曲率にて変形することでトナーT(固着トナー)と転写定着ベルト27との間に僅かな隙間(破線で囲んだ部分である。)ができるために、転写定着ベルト27に対するトナーTの保持力(吸着力)が弱まって、クリーニング性(転写定着ベルト27からの離脱性)が向上する。なお、図11(C)に示すように、転写定着ベルト27を逆方向(図11(B)とは異なる方向)に変形させた場合であっても、トナーTと転写定着ベルト27との間に僅かな隙間が形成されて、同様の効果を得ることができる。
特に、出力画像としてベタ画像が多く出力される場合には、文字画像やハーフトーン画像が出力される場合に比べて、転写定着ベルト27上に固着トナーが生じやすいために、本実施の形態5における転写定着装置66の構成が有用になる。
図12を参照して、画像形成装置1が稼動されて(ステップS1)、プリント動作が開始されると(ステップS2)、まず、ジャム検知の有無が判別される(ステップS3)。すなわち、ニップ部の位置で記録媒体Pの異常停止がないかが判別される。
その結果、ジャム検知がないものと判別された場合には、そのまま通常モード(通常の画像形成プロセスである。)がおこなわれて(ステップS4)、プリント動作が終了される(ステップS5)。
詳しくは、まず、ベルトクリーニング装置29のクリーニングブレードや感光体ドラム21等の当接部材が転写定着ベルト27から離間される(ステップS8)。これとほぼ同時に、クリーニングウェブ機構75が図10に示すように上方に移動される(ステップS12)。さらに、押圧部材87が図10に示すように移動して、転写定着ベルト27が変形される(ステップS13)。そして、転写定着ベルト27の駆動(図10の矢印方向の走行である。)が開始され(ステップS14)、転写定着ベルト27の第1段階のクリーニング動作が開始される。すなわち、転写定着ベルト27上に付着したトナーを積極的に加熱・溶融する前に、転写定着ベルト27の変形によってトナーの剥離性を高めて、これをクリーニングウェブ機構75にて除去する。その後、移動手段によって第2の位置への加熱ローラ67の移動がおこなわれて、加熱ローラ67によって転写定着ベルト27を加熱しながら第2段階のクリーニング動作が開始される(ステップS15)。そして、クリーニングモードが終了すると(ステップS16)、ステップS2以降のフローが繰り返される。
なお、本実施の形態5では、転写定着ベルト27の曲率変形によって転写定着ベルト27から剥離されて自重落下するトナーを捕集するために、押圧部材87と転写定着ベルト27との当接位置の鉛直方向下方に受け皿88が設置されている。受け皿88は、中間転写ベルト27とともに中間転写ベルトユニット内に設置して中間転写ベルトユニットのメンテナンス時に清掃するように構成することもできるし、画像形成装置本体1に独立して着脱自在に設置できるように構成することもできる。
例えば、図13(B)に示すように外径が4〜6mm程度の円柱状の押圧部材87(ローラ状部材)を転写定着ベルト27の内周面側から当接させて転写定着ベルト27を変形させてもよいし、図13(C)に示すように板状の押圧部材87を転写定着ベルト27の外周面側から当接させて転写定着ベルト27を変形させてもよい。さらに、図13(D)に示すように2つの板状の押圧部材87を転写定着ベルト27の内周面と外周面とに隣接するように当接させて転写定着ベルト27を波状に変形させてもよいし、図13(E)に示すように板状の押圧部材87と円柱状の押圧部材87とを転写定着ベルト27の内周面と外周面とに隣接するように当接させて転写定着ベルト27を波状に変形させてもよい。
図14及び図15にて、この発明の実施の形態6について詳細に説明する。
図14は、実施の形態6における転写定着装置の一部を示す拡大図であって、前記実施の形態2における図5に相当する図である。また、図15は、クリーニングモード時の転写定着装置を示す図であって、前記実施の形態2における図6に相当する図である。
本実施の形態6における転写定着装置は、クリーニングモード時に転写定着ベルト27を変形させる押圧手段87が設けられている点が、前記実施の形態2のものと相違する。
そして、通常の画像形成時には、図14に示すように、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Pに伝熱部材72が当接することで、加熱ローラ67から伝熱部材72を介して記録媒体Pに熱が伝えられる。これにより、転写・定着工程直前の記録媒体Pの転写定着面が、加熱手段67、72によって加熱されることになる。
そして、クリーニングモード時には、図15に示すように、押圧部材87が破線矢印方向に移動して、転写定着ベルト27が小さな曲率で変形してクリーニングローラ73(クリーニング部材)に当接する。このようにクリーニングモード時に押圧部材87によって転写定着ベルト27を小さな曲率にて変形させることで、転写定着ベルト27にトナーが強固に付着(固着)してしまっても、そのトナーを転写定着ベルト27から離脱(剥離)しやすくなる。
さらに、クリーニングモード時には、加熱ローラ67が、伝熱部材72から離間して、クリーニングローラ73に当接する位置(第2の位置である。)に移動する。そして、加熱ローラ67が第2の位置でクリーニングローラ73に当接して転写定着ベルト27を間接的に加熱することで、転写定着ベルト27に付着した残トナーを固着させることなく溶融状態に変移させる。そして、クリーニングローラ73(クリーニング手段)によって転写定着ベルト27に付着した溶融状態のトナーが回収されて、クリーニングローラ73上に回収された残トナーはスクレーパ71によってクリーニングローラ73から機械的に除去される。
27 転写定着ベルト(転写定着部材)、
28A〜28C ローラ部材、
66 転写定着装置、
67 加熱ローラ(加熱手段)、
68 加圧ローラ(加圧部材)、
71 スクレーパ(除去部材)、
72 伝熱部材、
73 クリーニングローラ(クリーニング部材、クリーニング手段)、
75 クリーニングウェブ機構(クリーニング部材、クリーニング手段)、
87 押圧部材(押圧手段)、
P 記録媒体。
Claims (13)
- 記録媒体にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、
トナー像を担持する転写定着部材と、
前記転写定着部材に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
前記ニップ部に向けて搬送される記録媒体を加熱する第1の位置に配設されて、記録媒体が前記ニップ部に搬送される前に当該記録媒体を加熱する加熱手段と、
前記第1の位置にある前記加熱手段を前記転写定着部材を加熱する第2の位置に移動させる移動手段と、
を備え、
前記移動手段によって前記加熱手段を前記第2の位置に移動させて前記転写定着部材を加熱して当該転写定着部材に付着したトナーを溶融した後にクリーニング手段によって当該トナーを前記転写定着部材から除去するクリーニングモードが所定のタイミングでおこなわれることを特徴とする転写定着装置。 - 前記加熱手段が前記第1の位置にあるときに記録媒体が加熱される温度よりも、前記加熱手段が前記第2の位置にあるときに前記転写定着部材が加熱される温度が、低くなることを特徴とする請求項1に記載の転写定着装置。
- 前記クリーニングモードがおこなわれるときに、前記転写定着部材と前記転写定着部材に付着したトナーとの間に隙間が形成されるように前記転写定着部材を変形させる押圧手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の転写定着装置。
- 前記押圧手段は、前記クリーニングモードがおこなわれるときに、前記転写定着部材が前記クリーニング手段に当接するように前記転写定着部材を変形させることを特徴とする請求項3に記載の転写定着装置。
- 前記押圧手段によって変形された前記転写定着部材の表面から離脱したトナーが前記転写定着部材上に落下しないように、前記転写定着部材に対する前記押圧手段の位置が定められたことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の転写定着装置。
- 前記クリーニング手段は、前記第2の位置で前記転写定着部材に当接して前記転写定着部材に付着したトナーを回収する前記加熱手段と、前記加熱手段に付着したトナーを除去する除去部材と、を具備したことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の転写定着装置。
- 前記クリーニング手段は、前記転写定着部材に当接して当該転写定着部材に付着したトナーを回収するクリーニング部材を具備し、
前記加熱手段は、前記第2の位置で前記クリーニング部材を加熱して前記転写定着部材を間接的に加熱することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の転写定着装置。 - 前記クリーニング手段は、前記第2の位置にある前記加熱手段に対して前記転写定着部材の走行方向下流側に配設されるとともに、前記転写定着部材に当接して当該転写定着部材に付着したトナーを回収するクリーニング部材であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の転写定着装置。
- 記録媒体にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置であって、
トナー像を担持する転写定着部材と、
前記転写定着部材に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
記録媒体が前記ニップ部に搬送される前に当該記録媒体を加熱する加熱手段と、
前記転写定着部材と前記転写定着部材に付着したトナーとの間に隙間が形成されるとともに前記加熱手段に直接的又は間接的に当接するように前記転写定着部材を変形させる押圧手段と、
を備え、
前記押圧手段によって前記転写定着部材を変形させるとともに前記加熱手段に直接的又は間接的に当接させることで前記転写定着部材を加熱してクリーニング手段によって前記転写定着部材に付着したトナーを前記転写定着部材から除去するクリーニングモードが所定のタイミングでおこなわれることを特徴とする転写定着装置。 - 前記クリーニングモードは、搬送中の記録媒体が前記ニップ部の位置で停止した場合であって当該記録媒体の除去が終了した後におこなわれることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の転写定着装置。
- 前記加圧部材及び前記クリーニング手段は、前記転写定着部材に対して相対的に接離可能に構成され、
前記クリーニングモードがおこなわれるときに、前記加圧部材を前記転写定着部材に対して相対的に離間させるとともに、前記クリーニング手段を前記転写定着部材に対して相対的に当接させることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の転写定着装置。 - 前記転写定着部材に対して相対的に接離可能に当接する当接部材を備え、
前記クリーニングモードがおこなわれるときに、前記当接部材をも前記転写定着部材に対して相対的に離間させることを特徴とする請求項11に記載の転写定着装置。 - 請求項1〜請求項12のいずれかに記載の転写定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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