(57)【要約】【課題】  連続通紙時に定着ローラや定着ベルトが記録材と接触して定着部材表面に物性的な変化が生じても、転写材上の転写画像に影響を与えないようにした画像形成装置。【解決手段】  定着部材の周長を記録材サイズより長くし、連続した定着動作中に記録材が、前記定着部材に接触する位置を所定量ずつ変えることにより定着部材表面上に生じる画質不良履歴を抑制する。【選択図】        図１
2006330253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の未定着トナー画像を加熱された定着部材と加圧部材とにより狭持搬送して加熱定着する定着手段からなり、前記定着部材の周長は記録材サイズより長くした前記定着手段を有する画像形成装置において、
連続した定着動作中に、前記定着部材に接触する記録材の位置が所定量ずつ変わるようにした手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録材の位置をずらす前記所定量は非画像形成領域の長さと同じか、短いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録材上の未定着トナー画像を加熱された定着部材と加圧部材とにより狭持搬送して加熱定着する定着手段からなり、前記定着部材の周長は記録材サイズより長くした前記定着手段を有する画像形成装置において、
連続した定着動作と次の連続した定着動作の間で、前記定着部材に接触する記録材の位置が異なるようにした手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子写真方式の画像形成装置は、像担持体の周縁部に帯電手段、露光手段、現像手段を設け、帯電、露光、現像を行って前記像担持体上にトナー像を形成し、記録材上に転写して形成された記録材上の未定着トナー像を加熱した加熱ローラと加熱ローラに圧接する加圧ローラとにより狭持搬送してトナー像を固定する定着手段が広く用いられている。
【０００３】
この様な定着装置において、記録材搬送方向の長さが加熱ローラの周長より長いとき、記録材の搬送方向先端が加熱ローラに接触した後、記録材は回転する加熱ローラと、回転する加圧ローラとにより狭持搬送されるが、加熱ローラにまだ接触している（ニップ部をまだ通過しきれていない）記録材の後端部には２回転目の加熱ローラが再度接触する。この部分をオーバーラップ部と称する（図３ｄ参照）。
【０００４】
このオーバーラップ部の加熱ローラ温度は、記録材に接触している間に熱を奪われるため正規の定着温度より低くなってしまい、定着が完全に行われない所謂定着アンダーや、加熱ローラ上の未定着トナーが加圧ローラに転写され記録材の裏面を汚す所謂裏面汚れという不良問題が発生する。またこのような著しい不具合に至らないまでも、オーバーラップ部の光沢がそれに先行する部分と比して低くなり、その境界が鮮明であるため、光沢の段差となり画像品質を低下させる。
【０００５】
上記問題を解決するために加熱ローラの周長を記録材の長さと、次の記録材との間隔長を加えた長さにする、またはその整数倍にするという方法が提案されている。（例えば特許文献１）
また定着部材の周長を使用頻度が最も高い標準サイズの搬送方向の長さ以上にする、または標準サイズの短手サイズの長さ以上にする方法が提案されている。（例えば特許文献２）
【特許文献１】特開平８−１４６７９７号公報
【特許文献２】特開２００２−４９２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１及び特許文献２に記載の方法では、連続的に通紙を行うと定着部材表面には常に同じ位置に記録材が接触し、トナーに含まれるワックス、トナーそのもの、紙からでる紙粉等により定着部材表面の粗さや、化学的、静電気的特性に差が生じる。
このように定着部材表面に物性的な変化が履歴として残り、次のジョブで画質差を生じてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題に鑑みて、連続通紙時に定着ローラや定着ベルトの特定の位置が記録材と接触して定着部材表面に物性的な記録材の搬送方向端面による鋭い境界変化が生じないようにしかつ、転写材上の転写画像に影響を与えないようにした画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（請求項１）
記録材上の未定着トナー画像を加熱された定着部材と加圧部材とにより狭持搬送して加熱定着する定着手段からなり、前記定着部材の周長は記録材サイズより長くした前記定着手段を有する画像形成装置において、
連続した定着動作中に、前記定着部材に接触する記録材の位置が所定量ずつ変わるようにした手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（請求項２）
前記記録材の位置をずらす前記所定量は非画像形成領域の長さと同じか、短いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【００１０】
（請求項３）
記録材上の未定着トナー画像を加熱された定着部材と加圧部材とにより狭持搬送して加熱定着する定着手段からなり、前記定着部材の周長は記録材サイズより長くした前記定着手段を有する画像形成装置において、
連続した定着動作と次の連続した定着動作の間で、前記定着部材に接触する記録材の位置が異なるようにした手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、定着部材の周長を記録材サイズより長くすることにより、前プリントの履歴が次以降のプリント内に当接しない（オーバーラップしない）。また連続した定着動作中に、前記定着部材に接触する記録材の位置が所定量ずつ変わることにより定着部材表面上に生じる変化の境界を曖昧にできる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、記録材の位置をずらす所定量は、非画像形成領域の長さと同じか、短いので前プリントで生じた定着部材表面上の履歴があっても画像には影響しない。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、連続した定着動作と次の連続した定着動作の間で、前記定着部材に接触する記録材の位置を異ならせたことにより、ジョブ内で前々プリントやその前のプリントの影響を全く受けない。ジョブ間では位置が変わるため恒久的な履歴にはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベスト画像形成モードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
本発明に係る定着装置を備える画像形成装置について図１にて以下に述べる。また本発明に係る定着手段について図２にて述べる。
【００１６】
図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００１７】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び後述する定着装置１７とからなる。
【００１８】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置３０１と原稿画像走査露光装置３０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置３０１の原稿台上に載置された原稿Ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置３０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。この際、原稿台上から搬送される原稿Ｄは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサＰＫａにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【００１９】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行い、一旦メモリに記憶された後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００２０】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００２１】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する現像装置である。
【００２２】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録材Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録材Ｐは、定着装置１７に形成され、定着位置に先立って位置した補助ニップ部Ｎａ（図２参照、図１には不図示）、および定着装置１７に形成される主ニップ部Ｎｂ（図２参照、図１には不図示）において記録材Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録材Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて記録材Ｐ上に固定され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２４】
両面画像形成時には、一方の面（表面）にカラー画像（カラートナー像）が形成され、定着装置１７から排出された記録材Ｐは、分岐手段２６によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路２７Ａを経て、再給紙機構（ＡＤＵ機構）である反転搬送路２７Ｂにより表裏を反転され、再給紙搬送部２７Ｃを通過して、給紙ローラ２２Ｄにおいて合流する。反転搬送（循環反転搬送）された記録材Ｐは、タイミングローラ２３を経て、再度２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録材Ｐの他方の面（裏面）上にカラー画像（カラートナー像）が一括転写される。カラー画像が転写された記録材Ｐは、定着装置１７により定着処理され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２５】
一方、転写手段７Ａにより記録材Ｐにカラー画像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００２６】
図２（ａ）は無端状のベルト部材からなる定着ベルト２７と、定着ベルト２７の内周面の一方において定着ベルト２７を支持張架する定着ローラ１７ａと、定着ベルト２７の内周面の他方において定着ベルト２７を支持張架し、内部に加熱ヒータ１７３ｃを有する加熱ローラ１７ｃと、定着ベルト２７を介して定着ローラ１７ａと当接し加圧する加圧ローラ１７ｂとの間に定着ニップ部Ｎｂを形成すると共に、定着ニップ部Ｎｂで加熱と加圧とにより記録材Ｐ上のトナー像を固定定着するものである。
【００２７】
さらに定着ローラに加圧する加圧ローラの加圧力は転写後の光沢性や、転写材のカールなどを考慮して８００Ｎ〜１２００Ｎの値が望ましい。このとき定着ローラ側の回転軸は固定し（上下降しない）、加圧ローラ側に圧着解除機構（不図示）を設けている。
【００２８】
ここで定着ベルト２７は、基体としてポリイミド等の耐熱性樹脂ベルトを用い外径１５０〜１７０ｍｍ程度、周長５００〜５５０ｍｍ、幅３５０〜４００ｍｍ、厚さが５０〜２００μｍ、基体の外側（外周面）に厚さ１００〜５００μｍ程度のシリコンゴムを被覆したものに、離型層として表面に厚さ３０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）やフッ素系樹脂などを施し、或いはＰＦＡチューブを被覆された構成になっている。シリコンゴム層はゴム硬度２０度〜４０度（ＪＩＳ−Ａ硬度計）の範囲が良好な定着性及び熱応答性を得る条件として好ましい。
【００２９】
定着ローラ１７ａは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材を用いた金属パイプ１７１ａと、前記金属パイプ１７１ａの外周面に厚さ５〜１５ｍｍ、硬度５〜３０度（ＪＩＳ−Ａ硬度計）のシリコンゴム層１７２ａを設け、外径２０〜５０ｍｍ程度のソフトローラとして構成される。
【００３０】
加圧ローラ１７ｂは、例えばＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼管）等のスチール材やアルミ材を用いた、肉厚２〜５ｍｍ程度の金属パイプ１７１ｂと、前記金属パイプ１７１ｂの外周面に厚さ１〜３ｍｍのシリコンゴム層１７２ｂを設け、さらに前記シリコンゴム層１７２ｂの外側に厚さ２０〜５０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブを用いた離型層１７３ｂとからなる、外径４０〜８０ｍｍ程度のソフトローラとして構成され、内部にはハロゲンヒータからなる加圧ローラヒータ１７４ｂを有する。また前記シリコンゴム層はゴム硬度５〜３０度（ＪＩＳ−Ａ硬度計）であり、加圧ローラ１７ｂに接触或いは非接触で、加圧ローラ温度センサ１７５ｂを設け、加圧ローラ１７ｂの温度制御が可能となっている。
【００３１】
加熱ローラ１７ｃは、基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜５ｍｍ程度の円筒状の金属パイプ１７１ｃと、前記金属パイプ１７１ｃの外周面に厚さ１０〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング１７２ｃとを形成した、外径４０〜８０ｍｍ程度のローラ部材として構成され、内部にはハロゲンヒータからなる加熱ローラヒータ１７３ｃを有する。また、加熱ローラ１７ｃに接触或いは非接触で、加熱ローラ温度センサ１７４ｃを設け、加熱ローラ１７ｃの温度制御が可能となっている。
【００３２】
なおここでは定着手段をベルト定着方式で行ったが、図２（ｂ）に示すような記録材最大長さより大きな径を持つ円筒状のローラ定着方式でも良い。
【００３３】
図２（ｂ）において、定着加熱ローラ１７ｄは基体として例えばアルミ材を用いた、肉厚１〜１０ｍｍ程度の金属パイプ１７１ｃと、前記金属パイプ１７１ｃの外周面に厚さ１〜５ｍｍのシリコンゴム層と、さらにシリコンゴム層の外周面に厚さ１０〜３０μｍ程度のＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング１７２ｃとを形成した、外径１６０〜１７５ｍｍ程度のローラ部材として構成され、内部にはハロゲンヒータからなる熱源１７３ｄを有するものである。加圧ローラとしては上記加圧ローラ１７ｂと同一構成とする。
【００３４】
ここで図３に定着ベルト２７の周長と記録材を所定量分ずらしたときの位置関係を示す。なお図３ｅは従来定着ローラ周長が記録材サイズより短いときオーバーラップ部が発生することを示す。
【００３５】
図３ａは定着ベルト２７の周長が記録材サイズより長くする。すなわち
紙サイズ＋紙間隔＝ベルト周長
のとき、従来方式のオーバーラップ部がないので紙先端による温度境界が画像に出ることことなく定着できる。しかし連続した定着動作中では同じ位置に記録材が定着部材に接触するので、トナーに含まれるワックス、トナーそのもの、紙からでる紙粉等により定着部材表面の粗さや、化学的、静電気的特性に差が生じ、定着履歴が発生する。
【００３６】
そこで図３ｂに示すように、紙間距離を下記式を満たすように設定する。
紙サイズ＋紙間隔＝ベルト周長±所定量
所定量≦非画像形成領域幅
とする。所定量が正であればベルト上の記録材位置は徐々に後へずれ、負であれば前の方へずれる。
【００３７】
このように記録材の定着部材に接触する位置が徐々に変化して定着部材表面の粗さや、化学的変化などの定着不良が均一化され画質の差が抑制できる。また所定量を非画像領域幅より小さくすることによって、前プリントの境界履歴が画像に影響を与えることを回避できる。
【００３８】
ここで非画像形成領域とは記録材の搬送方向先後端部に画像を形成しない部分をいう。
【００３９】
さらに上記実施の形態ではベルト上の記録材位置をジョブ中に変化させたが、連続した定着動作と次の連続した定着動作の間で、定着部材に対する記録材の位置を異ならせてもよい。この場合定着履歴に関してはベルト一周毎にベルトの記録材位置を変化させる手段より不利であるが、ジョブ内においては前々プリントやさらにその前のプリント履歴が画像に影響を与えることがない。
【００４０】
以上は定着品質が定着履歴によって影響を受けるコート紙などの印刷紙についての対策であるが、さほど高画質が要求されない普通紙、例えばＡ４サイズを連続してプリントする場合、定着ベルト回転サイクルに関係なくＡ４搬送方向の長さと紙間距離を加えた長さのサイクルで連続プリントすることによりプリント生産性を高めることができる（図３ｃ）。
【実施例】
【００４１】
（実施例１）
以下図２（ａ）に示す定着装置を図１に示す画像形成装置に装着して画像を形成し、定着光沢性について目視判定した。本実施例では普通紙はコニカミノルタコピー用紙ＮＲ−Ａ８０、コート紙は王子製紙製ＰＯＤ１２８ｇ／ｍ2紙を使用した。
【００４２】
なお本実施例では最大紙サイズをＡ３（紙搬送方向４２０ｍｍ×幅２９７ｍｍ）とした。また所定量は２ｍｍとした（広がる方向）。紙間隔の設計寸法は１１０ｍｍである。
【００４３】
定着装置の構成は下記の通りである。
定着ベルト：内径          １６５ｍｍ（周長約５２０ｍｍ）
基体の材質    ポリイミド
基体の厚み    ０．０７ｍｍ
弾性層の厚さ  ０．２ｍｍ
弾性層の材質  シリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０度）
０．０３ｍｍＰＦＡチューブ被覆
定着ローラ：外径４０ｍｍ
基体の材質    機械構造用炭素鋼管
基体の肉厚    ２ｍｍ
基体の外径    ２６ｍｍ
弾性層の厚さ  ７ｍｍ
弾性層の材質  シリコンスポンジ（硬度Ａｓｋｅｒ−Ｃ３０度）
加熱ローラ：外径５０ｍｍ
基体の材質    アルミニュウムパイプ  ＰＦＡコーティング厚さ１０μｍ
基体の肉厚    ３ｍｍ
加圧ローラ：外径５０ｍｍ
基体の材質    機械構造用炭素鋼管
基体の肉厚    ２ｍｍ
基体の外径    ４６ｍｍ
弾性層の厚さ  ２ｍｍ
弾性層の材質  シリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ１０度）
０．０５ｍｍＰＦＡチューブ被覆
システム速度：  ３００ｍｍ／秒
ニップ圧接力：  ９００Ｎ
コピー枚数：普通紙Ａ３サイズ連続１０００枚
コート紙Ａ３サイズ連続１０００枚
上記実施例１では定着ベルト表面上にトナーに含まれるもしくは塗布される離型剤や微少なオフセットトナーの蓄積量の差や、表面の摩耗の差、紙と接触する領域の紙段差によるベルトゴムの長期的な変形は生じなかった。またこの後Ａ４サイズの画像を生産性優先モードで通紙しても履歴境界は生じなかった。
（比較例１）
所定量＝０として同じ条件で通紙後Ａ４サイズ画像を生産性優先モードで通紙したところベルト上に紙が接触したところと、そうでないところの境界が光沢差となって認められ、目視上光沢差が解消するまで３００枚ほどの通紙が必要であった。
（実施例２）
通紙する紙をＡ４サイズとする以外は実施例１と同じ条件で通紙し、その後Ａ３サイズ紙を通紙したがＡ４サイズ通紙の履歴は認められなかった。
（比較例２）
通紙する紙をＡ４サイズとする以外は比較例１と同じ条件で通紙し、その後Ａ３サイズ紙を通紙したところＡ４サイズ通紙の履歴が画像中に認められ、目視上履歴がわからなくなるまで３００枚ほどの通紙が必要であった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の概要断面構成図である。
【図２】本発明に係る定着装置の概要断面図である。
【図３】本発明に係る定着ベルトの周長と各記録材の搬送方向の長さと従来方式の定着ローラ周長の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ  感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ  帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ  露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  現像装置
２７  定着ベルト
１０１  システム制御部
１０２  読み取り制御部
１０３  画像処理部
１０４  搬送駆動制御部
１０５  画像形成制御部
１０６  表示操作制御部
１０７  メモリ
１０８  定着制御部
１７  定着装置
１７ａ  定着ローラ
１７ｂ  加圧ローラ
１７ｃ  加熱ローラ
１７３ｃ  加熱ヒータ
Ｎｂ  主ニップ部
Ｐ  記録材
【図１】
2006330253.tif 000003
【図２】
2006330253.tif 000004
【図３】
2006330253.tif 000005