(57)【要約】【課題】  オフセットの発生の抑制と、循環ベルトの摩耗の抑制との両立が図られた画像形成装置を提供する。【解決手段】  第１の循環ベルトと、第１の循環ベルトに対向する第１の加熱ロールと、第１の循環ベルトのニップ領域の入口に対応する部位を内側から支持し、第１の循環ベルトの被支持部分と第１の加熱ロールとの間に所定のニップ圧を生じさせる第１の突起を有する、第１の循環ベルトを循環自在に支持する第１のベルト支持体とを具備する第１の定着部、および、第２の循環ベルトと、第２の循環ベルトに対向する第２の加熱ロールと、第２の循環ベルトのニップ領域の入口に対応する部位を内側から支持し、第２の循環ベルトの被支持部分と該第２の加熱ロールとの間に上記所定のニップ圧よりも高いニップ圧を生じさせる第２の突起を有する、第２の循環ベルトを循環自在に支持する第２のベルト支持体とを具備する第２の定着部を備えた。【選択図】        図１
2008015093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体上に現像像を形成して記録媒体に転写し、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱および加圧することで該記録媒体上に定着像からなる画像を形成する画像形成装置において、
現像像が転写された該記録媒体を加熱および加圧する定着器を備え、
該定着器が、
所定の向きに循環移動する第１の循環ベルトと、該第１の循環ベルトに対向して配備され、該記録媒体上を加熱する第１の加熱ロールと、該第１の循環ベルトの内側に配備された、該第１の循環ベルトと該第１の加熱ロールとの間の該記録媒体をニップするニップ領域を該第１の循環ベルトと該第１の加熱ロールとの間に形成させると共に該第１の循環ベルトの該ニップ領域の入口に対応する部位を内側から支持し、該第１の循環ベルトの被支持部分と該第１の加熱ロールとの間に所定のニップ圧を生じさせる第１の突起を有する、該第１の循環ベルトを循環自在に支持する第１のベルト支持体とを具備する第１の定着部、および
所定の向きに循環移動する第２の循環ベルトと、該第２の循環ベルトに対向して配備され、該記録媒体上を加熱する第２の加熱ロールと、該第２の循環ベルトの内側に配備された、該第２の循環ベルトと該第２の加熱ロールとの間の記録媒体をニップするニップ領域を該第２の循環ベルトと該第２の加熱ロールとの間に形成させると共に該第２の循環ベルトの該ニップ領域の入口に対応する部位を内側から支持し、該第２の循環ベルトの被支持部分と該第２の加熱ロールとの間に前記所定のニップ圧よりも高いニップ圧を生じさせる第２の突起を有する、該第２の循環ベルトを循環自在に支持する第２のベルト支持体とを具備する第２の定着部を備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
形成したトナー像の転写先の記録媒体の厚みを検知する厚み検知部と、
前記厚み検知部で検知した厚みが、予め設定された値以上である場合にはトナー像が転写された記録媒体を前記第１の定着部に送り込ませ、予め設定された値未満である場合にはトナー像が転写された記録媒体を前記第２の定着部に送り込まさせる振分制御部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像保持体上に現像像を形成して記録媒体に転写し、トナー像が転写された記録媒体を加熱および加圧することで記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナー像が転写された記録媒体を加熱および加圧することでそのトナー像を記録媒体上に定着させる定着器を備えた画像形成装置が知られている。
【０００３】
ここで、近年の、画像形成処理の高速化に対応した定着器として、加熱ロールと循環ベルトとを組み合わせたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この定着器は、加熱ロールと加圧ロールとを組み合わせた場合に比べニップ領域を長くすることできるという点を利用して、画像形成処理の高速化に伴いニップ領域を高速に抜けていく、記録媒体に転写されたトナー像の溶融熱量の確保を図ったものである。
【０００５】
また、加熱ロールと循環ベルトとを組み合わせた定着器では、循環ベルトの内側に配備され、循環ベルトを循環自在に支持するベルト支持部が、フレキシブルな循環ベルトを加熱ロールにいかに接触させるかで、加熱ロールと循環ベルトとの間に形成されるニップ領域が決定されている。
【０００６】
加熱ロールと加圧ロールとを組み合わせた定着器では、様々な厚みの記録媒体に対応する必要上、熱の吸収が大きな記録媒体に対して十分な熱量を与えるために、加熱ロールの温度設定は、厚みの薄い記録媒体に対してかなりの高温に設定されていることになる。このため、厚みの薄い記録媒体の定着時には、転写されているトナーに熱が伝わり過ぎることでトナーが変性し、加熱ロールに対するトナーの付着力がトナー同士の結合力を上回ってしまい、トナー像の一部が加熱ロールに持っていかれてしまう、いわゆるオフセットが発生し易くなることから、これを抑制すべく、ニップ領域の入口に対応する部位のニップ圧を部分的に高めるための突起が、ベルト支持部の、ニップ領域の入口に対応する部位に備えられている。これは、トナーに含有されている、加熱ロールへの付着防止のためにトナーに含有されているワックス成分を、トナーの表面により多くそして確実に表出させるための措置である。
【特許文献１】特開２００５−３３８５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このニップ領域の入口を厚みの厚い記録媒体が通過する際には、この部位に発生するニップ圧が高まり、このため、ベルト支持部の突起と循環ベルトとの間の摩擦力が大きくなり、循環ベルトの摩耗が激化するおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、オフセットの発生の抑制と、循環ベルトの摩耗の抑制との両立が図られた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
像保持体上に現像像を形成して記録媒体に転写し、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱および加圧することでこの記録媒体上に定着像からなる画像を形成する画像形成装置において、
現像像が転写されたこの記録媒体を加熱および加圧する定着器を備え、
この定着器が、
所定の向きに循環移動する第１の循環ベルトと、この第１の循環ベルトに対向して配備され、この記録媒体上を加熱する第１の加熱ロールと、この第１の循環ベルトの内側に配備された、この第１の循環ベルトとこの第１の加熱ロールとの間のこの記録媒体をニップするニップ領域をこの第１の循環ベルトとこの第１の加熱ロールとの間に形成させると共にこの第１の循環ベルトのこのニップ領域の入口に対応する部位を内側から支持し、この第１の循環ベルトの被支持部分とこの第１の加熱ロールとの間に所定のニップ圧を生じさせる第１の突起を有する、この第１の循環ベルトを循環自在に支持する第１のベルト支持体とを具備する第１の定着部、および
所定の向きに循環移動する第２の循環ベルトと、この第２の循環ベルトに対向して配備され、この記録媒体上を加熱する第２の加熱ロールと、この第２の循環ベルトの内側に配備された、この第２の循環ベルトとこの第２の加熱ロールとの間の記録媒体をニップするニップ領域をこの第２の循環ベルトとこの第２の加熱ロールとの間に形成させると共にこの第２の循環ベルトのこのニップ領域の入口に対応する部位を内側から支持し、この第２の循環ベルトの被支持部分とこの第２の加熱ロールとの間に上記所定のニップ圧よりも高いニップ圧を生じさせる第２の突起を有する、この第２の循環ベルトを循環自在に支持する第２のベルト支持体とを具備する第２の定着部を備えたものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の画像形成装置には、循環ベルトの、ニップ領域の入口に対応する部位を循環ベルトの内側から支持する突起が異なることで、このニップ領域の入り口に発生させたニップ圧の異なる２つの定着部からなる定着器が備えられている。したがって、この本発明の画像形成装置では、相対的に厚みの厚い記録媒体については、ニップ領域の入口に発生するニップ圧が第２の定着部におけるニップ圧よりも低い第１の定着部で定着を行わせ、相対的に厚みの薄い記録媒体については、ニップ領域の入口に発生するニップ圧が第１の定着部におけるニップ圧よりも高い第２の定着部で定着を行わせることで、厚みの薄い記録媒体についてのオフセットの発生を抑制しながら循環ベルトの摩耗を抑制することができる。
【００１１】
ここで、本発明の画像形成装置が、形成したトナー像の転写先の記録媒体の厚みを検知する厚み検知部と、
上記厚み検知部で検知した厚みが、予め設定された値以上である場合にはトナー像が転写された記録媒体を上記第１の定着部に送り込ませ、予め設定された値未満である場合にはトナー像が転写された記録媒体を上記第２の定着部に送り込まさせる振分制御部とを備えたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置によれば、厚みの薄い記録媒体についてのオフセットの発生の抑制と、循環ベルトの摩耗の抑制との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１５】
図１に示すプリンタ１は、帯電器１１により所定の電荷が付与された、矢印Ａ方向に回転する感光体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいて露光器１２で生成した露光光を照射することで形成した静電潜像を現像器１３に収容した現像剤で現像し、この現像により得られた現像像を、複数種類の厚みの記録用紙がそれぞれ収容された複数の用紙トレイ１６から用紙搬送装置１６ａにより引き出され矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写器１４によって転写し、定着器１５において定着することにより記録用紙上に画像を形成するモノクロ画像専用機である。尚、本発明の現像器は、モノクロ画像専用機ではなくカラー画像機に適用されるものであってもよい。
【００１６】
図１に示す現像器１５は、上方に示す第１定着部１５１と下方に示す第２定着部１５２とで構成されており、第１定着部１５１では、相対的に厚みの厚い記録用紙の定着が行われ、第２定着部１５２では、相対的に厚みの薄い記録用紙の定着が行われるようになっている。
【００１７】
図１には、搬送ルートａに沿って矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙の厚みを検知する厚みセンサ１７、搬送ルートａに沿って搬送されてきた記録用紙を第１定着部１５１へ搬送するための搬送ルートａ、および、第２定着部１５２へ搬送するための搬送ルートｂが示されている。
【００１８】
また、図１には、現像像の転写を終えた記録用紙の定着をこれら２つの定着部１５１、１５２に振り分けるための制御部２０および分岐部材１８も示されている。
【００１９】
図１に示す制御部２０は、圧み検知センサ１７からの記録媒体の厚みに応じた信号を受けて、受けた信号が表す厚みと、予め設定されている厚みとを比較し、受けた信号が表す厚みが予め設定されている厚み以上である場合にはこの記録用紙を第１定着部１５１に送り、予め設定されている厚み未満である場合にはこの記録用紙を第２定着部１５２に送るように分岐部材１８を動作させる。分岐部材１８は、記録用紙を第１定着部１５１に送り込む際には搬送ルートｃ側に移動し、記録用紙を第２定着部１５２に送り込む際には搬送ルートｂ側に移動する様に制御部２０によって制御されている。
【００２０】
図２は、第２定着部の拡大図である。尚、以下では、第２定着部１５２を代表的に取りあげて説明するが、第２定着部１５２と第１定着部１５１との間の相違点は、後に説明する入口突起１５２４ａと出口突起１５２４ｃの高さだけである。
【００２１】
図２（ａ）に示す第２定着部１５２は、図２の上方に示す、内部にヒータ１５２２を内蔵する加熱ロール１５２１、この加熱ロール１５２１と対向して循環移動する循環ベルト１５２３、および、循環ベルト１５２３の内部に備えられ、循環ベルト１５２３を内側から支持することにより加熱ロール１５２１と循環ベルト１５２３との間にニップ領域を形成させるベルト支持部１５２４で構成されている。尚、図２に示す部材は、図示は省略するが、図２おける手前側と向こう側に延在するものである。
【００２２】
図２（ａ）に示すベルト支持部１５２４は、中心に位置する本体フレーム１５２４ｄと、この本体フレーム１５２４ｄの、加熱ロール側に組み合わされた、循環ベルト１５２３の、ニップ領域入口に対応する部位を循環ベルト１５２３の内側から支持するＬ型突起１５２４ａと、ニップ領域出口に対応する部位を循環ベルト１５２３の内側から支持するＩ型突起１５２４ｃと、これらＬ型突起１５２４ａとＩ型突起１５２４ｃとの間に挟まれたニップ領域支持体１５２４ｂと、側フレーム１５２４ｅとで構成されている。尚、本体フレーム１５２４ｄの中心部分は、軽量化のために空洞にされており、シリコン製のニップ領域支持体１５２４ｂ以外は全てアルミ製である。また、循環ベルト１５２３は、加熱ロール１５２１の回転に従動して循環移動するようになっている。
【００２３】
図２（ａ）に示す第２定着部１５２のＬ型突起１５２４ａは、突起部分の長さ（ｈ１）が図２（ｂ）に示すように５ｍｍの、ニップ領域の入口部分のニップ圧を高めることで、加熱ロール１５２１へのトナーの付着を抑制するためにトナーに含有されているワックス成分をトナーの表面により多く、かつ確実に表出させるため備えられているものである。相対的に厚みの厚い記録用紙の定着に用いられる第１定着部１５１のＬ型突起１５２４ａの突起部分（ｈ１）の長さは、第２定着部１５２ほどニップ領域入口のニップ圧を高くする必要は無いことから３ｍｍにされている。
【００２４】
Ｉ型突起１５２４ｃは、突起部分の長さ（ｈ２）が、図２（ｂ）に示すように７ｍのものであり、ニップ領域の出口でニップ圧を再び高めることで、加熱ロール１５２１からトナーが離れるきっかけを与えるためのものである。相対的に厚みの厚い記録用紙の定着に用いられる第１定着部１５１のＩ型突起の突起部分（ｈ２）の長さは、第２定着部１５２ほどニップ領域出口のニップ圧を高くする必要は無いことから５ｍｍにされている。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のプリンタ１では、定着期１５が、循環ベルトの、ニップ領域の入口および出口に対応する部位を循環ベルトの内側から支持するＬ型突起およびＩ型突起の高さを異ならせることで、このニップ領域の入口および出口にそれぞれ発生させるニップ圧が異なる、第１定着部１５１および第２定着部１５２を有しており、トナー像が転写される記録用紙の厚みを圧みセンサ１７で検知し、その厚みが予め設定されている厚み以上であると判定すると、ニップ領域の入口および出口双方でのニップ圧が高くなりすぎて循環ベルトの摩耗を激化させないように、ニップ領域の入口および出口のニップ圧が低い方の第１定着部１５１に記録用紙を送り込むべく分岐部材１８を搬送ルートｃ側に移動させる。また、検知した厚みが予め設定されている厚み未満であると判定すると、ニップ領域の入口に発生するニップ圧が、第１の定着部のニップ領域の入口に発生するニップ圧よりも高い第２の定着部で定着を行わせることで、対応すべき記録媒体の厚みのバリエーションは２分されたものの送り込まれてくる記録媒体の厚みには多少差があることで、対応すべきバリエーション中の最薄の記録媒体に対しては依然高温である加熱ロールとの間でのオフセットの発生を抑制すべく、トナーに含まれるワックス成分の表出を確実に行わせるために、ニップ領域の入口および出口のニップ圧が高い方の第２定着部１５２に記録用紙を送り込むべく分岐部材１８を搬送ルートｂ側に移動させる。これにより、本実施形態のプリンタ１によれば、厚みの薄い記録媒体についてのオフセットの発生の抑制と、循環ベルトの摩耗の抑制とを両立させることができる。
【００２６】
図３は、プリンタにおいて実行されるルーチンのフローチャートである。
【００２７】
図３に示すルーチンは、このプリンタ１の不図示の電源スイッチがオンされると実行され、ステップＳ１では、搬送ルートａに記録用紙が搬送されてきたか否かが、圧みセンサ１７からの信号を監視することで判定され、用紙搬送があるまでステップＳ１に待機し、用紙搬送があった場合には、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、圧みセンサ１７からの信号に応じて搬送されてきた記録用紙の厚みを取得する。ステップＳ３では、取得した厚みが、予め設定されている厚み‘Ａ’以上か否かを判定する。ステップＳ３において、厚み‘Ａ’以上であると判定すると、ステップＳ４に進み、トナー像の転写を終えた搬送用紙が第１定着部１５１に送り込まれるように、分岐部材１８に搬送ルートｃ側への移動を指示し、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ３において、厚みが‘Ａ’未満であると判定すると、ステップＳ５に進み、分岐部材１８に搬送ルートｃ側への移動を指示し、その後ステップＳ１に戻る。
【００２８】
次に、このプリンタ１においてした実験について説明する。
【００２９】
第１定着部１５１における、Ｌ型突起およびＩ型突起により支持されたニップ領域入口および出口のニップ圧を２．０ｋｇｆ／ｃｍ２、これらの間のニップ圧を１．３ｋｇｆ／ｃｍ２とし、第２定着部１５２における、Ｌ型突起およびＩ型突起により支持されたニップ領域入口および出口のニップ圧を２．６ｋｇｆ／ｃｍ２、これらの間のニップ圧を１．３ｋｇｆ／ｃｍ２とした。記録用紙としては、同じ大きさで坪量（ｇｓｍ）がそれぞれ異なる‘Ｃ２（７０ｇｓｍ）’、‘Ｊ（８２ｇｓｍ）’、‘Ｓ（６０ｇｓｍ）’を使用した。これら３つの紙種と２つ定着部との組み合わせによる実施例１から実施例４、および比較例１から比較例４について、それぞれにおいて予め設定されている数のプリントを行った後のオフセットレベルとベルト磨耗量とで総合評価を行った。以下に示す表１に、実験結果が示されている。
【００３０】
【表１】
2008015093.tif 000003
【００３１】
実施例１は、厚みがこれら３つの紙種の中の中位の‘Ｃ２’を、厚紙用の第１定着部１５１で５００枚定着させ、厚みがこれら３つの紙種の中の最も薄い‘Ｓ’を薄紙用の第２定着部１５２で５００枚定着させた場合であり、結果は、‘Ｃ２’を定着した第１定着部１５１、‘Ｓ’を定着した第２定着部１５２共にオフセットは見られず、また、第１定着部１５１および第２定着部１５２それぞれの循環ベルトの摩耗レートも０．１μｍ／ｋＰＶを下回っていることから総合判定は‘○’になっている。この実施例１に対し、比較例１においては、用紙の厚みに応じた定着部の使い分けを行わずに、実施例１において使用した紙種‘Ｃ２’、‘Ｓ’を共に、厚紙用の第１定着部１５１において定着した場合であり、この場合には、当然‘Ｃ２’には、オフセットおよび摩耗レートについての問題はないが、厚みが薄いにもかかわらず厚紙用の第１定着部１５１において定着された‘Ｓ’はニップ領域入口のニップ圧が低いために、トナーに含有されているワックス分の表出が充分なされないためにオフセットが２枚発生している。したがって、循環ベルトの摩耗には問題はないものの、総合判定は‘×’になっている。
【００３２】
実施例２は、３つの紙種の中で厚みが最も薄い‘Ｓ’を薄紙用の第２定着部１５２で１０００枚定着させた場合であり、結果は、オフセットは見られず、この際の循環ベルトの摩耗レートも０．１μｍ／ｋＰＶを下回っていることから総合判定は‘○’になっている。この実施例２に対し、比較例２においては、実施例２において使用した‘Ｓ’を厚紙用の第１定着部１５１において定着した場合であり、この場合には、厚みが薄いにもかかわらず第１定着部１５１において定着された‘Ｓ’は、ニップ領域入口のニップ圧が低いために、トナーに含有されているワックス分の表出が充分なされないためにオフセットが４枚発生している。したがって、循環ベルトの摩耗には問題はないものの、総合判定は‘×’になっている。
【００３３】
実施例３は、３つの紙種の中で厚みが中位の‘Ｃ２’を厚紙用の第１定着部１５１で１０００枚定着させた場合であり、結果は、オフセットは見られず、この際の循環ベルトの摩耗レートも０．１μｍ／ｋＰＶを下回っていることから総合判定は‘○’になっている。この実施例３に対し、比較例３においては、実施例３において使用した‘Ｃ２’を薄紙用の第２定着部１５２において定着した場合であり、この場合には、オフセットはないものの、ニップ圧が高くなりすぎることにより循環ベルトの摩耗が激しいために循環ベルトの摩耗レートも０．１μｍ／ｋＰＶを上回ったことから総合判定は‘×’になっている。
【００３４】
実施例４は、３つの紙種の中で厚みが最も厚い‘Ｊ’を厚紙用の第１定着部１５１で１０００枚定着させた場合であり、結果は、オフセットは見られず、この際の循環ベルトの摩耗レートも０．１μｍ／ｋＰＶを下回っていることから総合判定は‘○’になっている。この実施例４に対し、比較例４においては、実施例４において使用した‘Ｊ’を薄紙用の第２定着部１５２において定着した場合であり、この場合には、厚みが厚いにもかかわらず第２定着部１５２において定着された‘Ｊ’は、オフセットはないものの、ニップ圧が高くなりすぎることにより循環ベルトの摩耗が激しいため、この際の循環ベルトの摩耗レートも０．１μｍ／ｋＰＶを上回ったことから総合判定は‘×’になっている。
【００３５】
以上の結果から、本実施形態のプリンタ１によれば、厚みの薄い記録媒体についてのオフセットの発生の抑制と、循環ベルトの摩耗の抑制との両立を図ることができることが証明された。尚、以上に説明した実施形態では、厚みセンサ１７からの記録用紙の厚みに応じた信号を受けた制御部２０からの指示で分岐部材１８を移動させて、記録用紙の厚みに応じた２つの定着部への割り振りを行った場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、オペレータがその都度、定着部を選択してもよく、あるいは、トレイに応じて定着部が決定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】第２定着部の拡大図である。
【図３】プリンタにおいて実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１  プリンタ
１５  現像器
１５１  第１定着部
１５２  第２定着部
１５２１  加熱ロール
１５２２  ヒータ
１５２３  循環ベルト
１５２４  ベルト支持部
１５２４ａ  Ｌ型突起
１５２４ｂ  ニップ領域支持体
１５２４ｃ  Ｉ型突起
１５２４ｄ  本体フレーム
１５２４ｅ  側フレーム
１７  厚みセンサ
１８  分岐部材
２０  制御部
【図１】
2008015093.tif 000004
【図２】
2008015093.tif 000005
【図３】
2008015093.tif 000006