(57)【要約】【課題】隣り合うニップ部間に記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られた搬送路を通過した後の記録材に対して当該記録材の到達に合わせて実行される処理動作を、記録材の種類によらず、正確なタイミングで制御する。【解決手段】特定区間搬送路９０を通過した後の記録材に対して記録材の到達に合わせて実行される処理動作（例えば、記録材を定着ベルト１０３から剥離するためのエアノズル１１１からの空気噴射）を、特定区間搬送路でより大きく撓む性質の記録材ほど、より遅いタイミングに可変して制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う２つのニップ部間に記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られた特定区間搬送路を備えた画像記録装置において、
前記特定区間搬送路を通過した後の前記記録材に対して前記記録材の到達に合わせて実行される処理動作を、前記特定区間搬送路でより大きく撓む性質の記録材ほど、より遅いタイミングに可変して制御する画像形成装置。
【請求項２】
前記隣り合う２つのニップ部が、トナー像を記録材に転写する転写ニップ部と、トナー像を記録材に定着させる定着ニップ部である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】
前記処理動作が、前記定着ニップ部を構成する定着作用部材から記録材を剥離するための空気の噴射であることを特徴とする請求項２に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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置には、トナー現像後、紙等の記録材上に転写された未定着トナー像を、熱ローラ方式で接触加熱定着する方法により記録材に定着させる定着装置が適用されている。
また、定着装置の定着ローラから記録材を分離させるために、圧縮空気を定着ローラと記録材の境に向けて噴射するエアノズルが用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、トナー画像を担持した用紙の先端を加熱ローラ等の加熱部材から非接触で確実に剥離すると共に、剥離直後の用紙の画像面が搬送ガイド部材に接触して起こる画像品質不良を防止することを目的に、加熱手段を有する回転体と、前記回転体に対向して配置された回転体とにより形成されるニップ部にて、未定着トナー画像を担持した用紙を挟持し、加熱加圧しながら搬送して前記未定着トナー画像を前記用紙に定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、前記加熱手段を有する回転体の周面に密着した前記用紙の先端部、及び剥離面に連続してパルス状の圧縮気体を吐出する圧縮気体吐出手段と、前記用紙の先端の進行と共に、前記パルス状の圧縮気体のパルス幅またはパルス周期を変化させるように前記圧縮気体吐出手段を制御する制御手段と、を有する画像形成装置が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９９４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上の従来技術にあっては、紙種によって圧縮空気の噴射タイミングを制御しようとするものでない。
トナー像を記録材に転写する転写ニップ部から定着ニップ部までの記録材の搬送路は、記録材が一定の経路でちょうと通過できる程度の空間ではなく、記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られている。
このように、隣り合うニップ部間に記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られた搬送路（以下、「撓み路」という場合はこれを指す。）を構成する目的の一つのは、転写ニップ部と定着ニップ部とに同時に挟持された記録材を、定着ニップ部の搬送速度が転写ニップ部の搬送速度より速いことにより、引っ張ったり、逆に前者が遅いことによりジャミングしないようにするためである。すなわち、記録材がその撓みを増減させることで記録材の先端の位置を弾力的に変化させて、定着ニップ部と転写ニップ部の搬送速度差を許容しようとするものである。定着ニップ部は、弾性体ローラなどが使用され、また温度変化の影響により、転写ニップ部と同速度に制御することは難しいが、上記の撓み路を設けることでこの問題は解消する。転写ニップ部と定着ニップ部との間の搬送路を長くして、これらに記録材が同時に挟持されないように構成すれば、そもそもこのような問題は生じないが、装置の大型化等の問題があり、転写ニップ部と定着ニップ部との間の搬送経路距離が記録材の長さより短くされてコンパクトに内部構成がレイアウトされた画像形成装置において、以上の技術が有効である。
また、他の目的の一つのは、記録材の先端が定着ニップ部に接触する時の衝撃を、記録材が撓むことで緩和し、記録材上のトナー像を乱さないためである。
【０００６】
以上説明したように、隣り合うニップ部間に記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られた搬送路が利用されている。
しかし、この撓み路を、撓み剛性や自重に違いのある異なった種類の記録材が通過すると、その撓み量が異なり、従って撓み路通過後の記録材の位置が異なってしまうという問題がある。すなわち、より大きく撓む記録材ほど遅く到達するということになる。
したがって、上述の空気噴射など、撓み路の下流で記録材を待ち受けて動作する制御系において、記録材の種類によらず一定の動作タイミングで制御する場合にあっては、記録材の到達タイミングに対し正確に動作することができないという問題がある。
上述の空気噴射の場合あっては、記録材の到達タイミングのバラツキを許容するために、噴射期間を長くとり、圧縮空気が無駄に多く使用されたり、そのためエアコンプレッサーの大型化を余儀なくされたり、噴射空気によって定着ニップ部を構成する定着ローラ等の定着作用部材が過剰冷却になるという問題にもなる。
【０００７】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、隣り合うニップ部間に記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られた搬送路を通過した後の記録材に対して当該記録材の到達に合わせて実行される処理動作を、記録材の種類によらず、正確なタイミングで制御することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、隣り合う２つのニップ部間に記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られた特定区間搬送路を備えた画像記録装置において、
前記特定区間搬送路を通過した後の前記記録材に対して前記記録材の到達に合わせて実行される処理動作を、前記特定区間搬送路でより大きく撓む性質の記録材ほど、より遅いタイミングに可変して制御する画像形成装置である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記隣り合う２つのニップ部が、トナー像を記録材に転写する転写ニップ部と、トナー像を記録材に定着させる定着ニップ部であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記処理動作が、前記定着ニップ部を構成する定着作用部材から記録材を剥離するための空気の噴射であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、隣り合うニップ部間に記録材が撓むことができるように記録材の厚み方向に空間が取られた特定区間搬送路を通過した後の記録材に対して当該記録材の到達に合わせて実行される処理動作を、前記特定区間搬送路でより大きく撓む性質の記録材ほど、より遅いタイミングに可変して制御するので、記録材の種類によらず、正確なタイミングで制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタル画像形成装置の内部構成を示す模式図である。
【図２】図１の定着装置の部分を詳細に示した図である。
【図３】本発明の一例に係る制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の一例に係る制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１４】
図１及び図２に、本実施形態のデジタル画像形成装置の内部構成が示される。
デジタル画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という。）１は、下部に複数の記録材収納部２０を有している。記録材収納部２０の上方には画像形成部４０と中間転写ベルト５０と定着装置１００が設置されており、装置本体の上部には原稿読取部３０が設置されている。
【００１５】
記録材収納部２０は、装置前面側（図１における図面手前側）に引き出し可能となっている。
画像形成部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎のトナー像を形成するための４組の画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋを有している、画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋは、この順で上から下方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。画像形成手段４００Ｙを例にとって構成を説明すると、画像形成手段４００Ｙは反時計方向に回転する感光体４１０、スコロトロン帯電手段４２０、露光手段４３０及び現像手段４４０を有する。
クリーニング手段４５０は、感光体４１０の最下部に対向した領域を含んで配置されている。
【００１６】
装置本体の中央部に位置する中間転写ベルト５０は、無端状であり、適宜の体積抵抗率を有する。また、中間転写ベルト５０は、例えば、編成ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した半導電性フィルム基体の外側に、フッ素コーティングを行った２層から構成されている。また、シリコンゴムあるいはウレタンゴム等に導電材料を分散したものもあり得る。
一次転写電極５１０は、中間転写ベルト５０を挟んで感光体４１０と対向する位置に設置されている。
【００１７】
次に、カラー画像を形成するプロセスについて説明する。
感光体４１０がメインモータ（図示せず）により駆動され、感光体４１０の表面が電源（図示せず）により電圧供給され、スコロトロン帯電手段４２０の放電により正極性に帯電される。次に、露光手段４３０により画像情報に応じた光書込がなされ、感光体４１０上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像手段４４０を通過すると、現像手段内で正極性に帯電されたトナーが正極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体４１０上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は感光体４１０と圧着する中間転写ベルト５０に転写される。転写後に残留した感光体４１０上のトナーはクリーニング手段４５０により清掃される。画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋ各々で形成されたトナー像が中間転写ベルト５０に重複して転写されることにより、中間転写ベルト５０上にカラー画像が形成される。記録材Ｐは記録材収納部２０により１枚ずつ排出され、レジストローラ６０の位置まで搬送される。レジストローラ６０により記録材Ｐの先端が整列された後、中間転写ベルト５０上のトナー像と画像位置が一致するタイミングで記録材Ｐがレジストローラ６０より給送される。レジストローラ６０により給送された記録材Ｐは、ガイド板より案内され、中間転写ベルト５０と転写部７０により形成された転写ニップ部７１へ送り込まれる。ローラにより構成される転写部７０は記録材Ｐを中間転写ベルト５０側へ押圧している。トナーと逆極性のバイアスが転写部７０に印可されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト５０上のトナー像が記録材Ｐへ転写させる。記録材Ｐは、除電針からなる分離手段（図示せず）により除電されて中間転写ベルト５０から分離され、定着装置１００に送られる。記録材Ｐが定着装置１００の定着ニップ部を通過することにより、トナー像が記録材Ｐへ定着され、画像形成された記録材Ｐが装置外へ排出される。
【００１８】
定着手段の形態は問わないが、図２に示すように本実施形態の定着装置１００は、加圧ローラ１０１と定着ベルト１０３により形成された定着ニップ部１１０に記録材Ｐを通過させ加熱・加圧することによりトナー像を記録材Ｐに定着させるものである。定着ベルト１０３は定着ローラ１０４と加熱ローラ１０６により張架されて回動する。ハロゲンヒータ１０５が加熱ローラ１０６内に設置されていて、これを熱源としてトナー像を定着させるための加熱を行う。ベルトを用いず、加熱ローラと加圧ローラとにより定着ニップ部を形成する形態のものでもよい。
【００１９】
定着ニップ部１１０を通過した記録材Ｐは、本実施形態において定着ニップ部１１０を構成する定着作用部材である定着ベルト１０３に密着する。定着ニップ部１１０を通過した記録材Ｐが密着する定着作用部材は、定着対象のトナー像が保持された記録材Ｐの面に接触してそのトナー像を定着させる部材であり、本実施形態では定着ベルト１０３である。
記録材Ｐを定着ベルト１０３から剥離するために、定着装置１００は、エアノズル１１１を噴射口とする空気噴射装置及びエアノズル１１２を噴射口とする空気噴射装置が備えられている。
エアノズル１１１は、エアポンプ式の空気噴射装置の空気噴射口を形成するものである。定着ニップ部１１０を通過した記録材Ｐの先端部にエアノズル１１１から圧縮空気を噴射して記録材Ｐを定着ベルト１０３から剥離する。
【００２０】
エアノズル１１２は、送風ファン１１５の排気口に接続されたものである。エアノズル１１２は、エアノズル１１１より下流側に配置されている。
まず先に、記録材Ｐの先端の到達タイミングに同期してエアノズル１１１により強い噴射空気を、記録材Ｐの先端部に噴射し、記録材Ｐの先端部を定着ベルト１０３から剥離する。記録材Ｐの定着ベルト１０３から剥離した前方部分に、エアノズル１１２から噴射される空気を継続的に吹き付け、後方部分を定着ベルト１０３から分かれさせながら、下流の搬送ローラ１０７方向へ安定的に案内する。
エアノズル１１１からの噴射空気によって、記録材Ｐの先端を剥離しなければならず、従って局所的に集中した強い圧力が求められるため、エアノズル１１２に比較して、エアノズル１１１の噴射口径は小さくされ、噴射空気の広がりが抑えられ局所的に集中した速い流速で空気を噴射できるように構成される。
【００２１】
図２に示すように、転写ニップ部７１と定着ニップ部１１０とは、記録材搬送路上で隣り合う関係にある。すなわち、転写ニップ部７１と定着ニップ部１１０との間には搬送ローラ対等により構成される他のニップ部は配置されていない。転写ニップ部７１と定着ニップ部１１０との間の特定区間搬送路９０においては、転写ニップ部７１と定着ニップ部１１０とを結ぶ直線に対し、下側に屈曲して膨らむ屈曲状の搬送ガイド部材９１が配置されており、当該直線から搬送ガイド部材９１の上面までは、記録材Ｐが通過できる空間が設けられている。すなわち、特定区間搬送路９０は、ここを通過する記録材Ｐが撓むことができるように記録材Ｐの厚み方向に空間が取られている搬送路である。
【００２２】
特定区間搬送路９０には、記録材Ｐの撓み度合いを検出する撓み度検出用センサ８１、記録材Ｐの先端の通過を検出する先端検出用センサ８２が設置されている。撓み度検出用センサ８１は、撓んでくる記録材Ｐの下面に接触して、その撓み度合いを検出する機械式のセンサである。撓み度検出用センサ８１の検出する記録材Ｐの撓み度合いに基づいて、定着ニップ部１１０で記録材を引っ張りすぎたり、後続部分を撓ませ過ぎたりしないように、定着ニップ部１１０での搬送速度が制御される。先端検出用センサ８２は記録材Ｐの有無でスイッチする光学式のセンサである。
【００２３】
本画像形成装置１においては、この特定区間搬送路９０を通過した後の記録材Ｐの到達に合わせて、エアノズル１１１から圧縮空気を噴射する。
以下に、エアノズル１１１の噴射タイミングの制御につき説明する。
【００２４】
表１に、種類の異なる記録材Ａ，Ｂ，Ｃと、「レジスト−エア噴射時間」及び「先端センサ−エア噴射時間」との対応関係を示す情報テーブルが示される。この「レジスト−エア噴射時間」は、上述したレジストローラ６０により記録材Ｐの先端が整列された後、再び記録材Ｐがレジストローラ６０より給送される時点から、エアノズル１１１からの圧縮空気を噴射する時点までの時間である。「先端センサ−エア噴射時間」は、先端検出用センサ８２が記録材Ｐの通過を検出した時点から、エアノズル１１１からの圧縮空気を噴射する時点までの時間である。なお、表１に記載の数値は、記録材の搬送速度が４００（ｍｍ／ｓ）、転写ニップ部７１と定着ニップ部１１０との間の搬送距離が１４５（ｍｍ）の場合に基づいた例である。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
記録材Ａ，Ｂ，Ｃにあっては、特定区間搬送路９０を通過するときの撓み量が異なっており、記録材Ａより記録材Ｂ，記録材Ｂより記録材Ｃの方が大きく撓む性質を有している。そのために、記録材Ａより記録材Ｂ，記録材Ｂより記録材Ｃの方が、レジストローラ６０からの給送時点を基準に定着ニップ部１１０に到達する時間が遅くなり、従って「レジスト−エア噴射時間」が長く設定されている。上質紙ではその坪量によって撓み量が異なるため、上質紙でその坪量（ｇ／ｍ２）が２０９以上のものが記録材Ａに、１２８〜２０９未満のものが記録材Ｂに、１２８未満のものが記録材Ｃに相当する。また、材質の違いによっても撓み量が異なってくる。各種の記録材についてこのような「記録材種類」対「レジスト−エア噴射時間」又は、「記録材種類」対「先端センサ−エア噴射時間」の関係を示す情報テーブルを作成しておく。
【００２７】
本画像形成装置１の記憶装置に、以上の情報テーブル、及び、どの記録材種類がどの記録材収納部２０に収納されているかを特定する情報が予め入力され、記憶されている。
本画像形成装置１の制御装置は、上述した画像形成プロセス全体を制御しつつ、これらの情報を参照して以下に説明するようにエアノズル１１１の噴射タイミングを制御する。
【００２８】
「記録材種類」対「レジスト−エア噴射時間」の関係を示す情報テーブルを適用する場合にあっては、図３のフローチャートに示すように、画像形成プロセスが開始され、レジストローラ６０により記録材Ｐの先端が整列された後、再び記録材Ｐがレジストローラ６０より給送される時点から計時し（ステップＳ１）、記録材の種類を特定し（ステップＳ２）、特定された記録材の種類に対応する上記情報テーブルに従った時間の到来時に、エアノズル１１１から圧縮空気を噴射させる（ステップＳ３→Ｓ４）。
【００２９】
「記録材種類」対「先端センサ−エア噴射時間」の関係を示す情報テーブルを適用する場合にあっては、図４のフローチャートに示すように、画像形成プロセスが開始され、先端検出用センサ８２が記録材Ｐの通過を検出した時点から計時し（ステップＴ１）、記録材の種類を特定し（ステップＴ２）、特定された記録材の種類に対応する上記情報テーブルに従った時間の到来時に、エアノズル１１１から圧縮空気を噴射させる（ステップＴ３→Ｔ４）。
【００３０】
以上の制御により、エアノズル１１１から圧縮空気を噴射する時間が短くても、記録材Ｐの先端がエアノズル１１１の標的位置に配置された時に、エアノズル１１１からの空気を噴射することができる。そのため、圧縮空気の使用量が削減され、使用するエアコンプレッサーの小型化を図ることができるし、定着作用部材に空気を吹き付ける時間が短くなるので、定着作用部材の冷却が抑えられる。
【００３１】
以上の実施形態においては、処理動作（上記実施形態においてはエアノズル１１１の噴射）のタイミングをとるための計時開始時点を、レジストローラ６０より給送される時点や、先端検出用センサ８２が記録材Ｐの通過を検出した時点としたが、特定区間搬送路の下流側のニップ部（上記実施形態においては定着ニップ部１１０）より上流の適当な位置の通過を認識し、その通過時点を基準にすればよい。
【符号の説明】
【００３２】
１     画像形成装置
２０   記録材収納部
３０   原稿読取部
４０   画像形成部
５０   中間転写ベルト
６０   レジストローラ
７０   転写部
７１   転写ニップ部
８２   先端検出用センサ
９０   特定区間搬送路
１００ 定着装置
１０１ 加圧ローラ
１０３ 定着ベルト
１０４ 定着ローラ
１０５ ハロゲンヒータ
１０６ 加熱ローラ
１０７ 搬送ローラ
１１０ 定着ニップ部
１１１ エアノズル
１１２ エアノズル
１１５ 送風ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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