(57)【要約】【課題】簡単な構成で定着部進入時の紙のしわを伸ばす方向の張力を確実に発生させた状態でトナーを定着させ、しわによる画像の品質低下を低減させる画像形成装置を提供する。【解決手段】転写材４３にトナーを定着する際の定着部２０に、回転軸を互いに傾斜させた定着回転体４１と加圧ローラ４２を設置する。【選択図】図３
2013182026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材にトナーを定着する際の定着部に、回転軸を互いに傾斜させた定着回転体と加圧ローラを設置することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
定着回転体軸と加圧ローラ軸は、互いに左右対称な角度だけ傾斜していることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着回転体軸と前記加圧ローラ軸の前記角度は、０．１°〜０．２°であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着回転体と前記加圧ローラは、互いにストレート形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着回転体と前記加圧ローラは、互いにかさ歯車によって交差した軸をモータにより同時に回転させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着回転体と前記加圧ローラの表面は、ゴムなどの弾性体で形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着回転体は定着ローラ、定着スリーブまたは定着ベルトであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは記録媒体に画像を定着する定着部を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写ベルトを介して転写材たる用紙に転写する構成が周知である。特許文献１には、紙のしわを抑制する方法として、アームにより紙のたわみを検知し、紙の搬送速度を変える方法が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２では、ガイド手段により搬送速度、搬送角度を制御することで紙に最適な張力を発生させ、紙のしわを防止している。
【０００４】
また、特許文献３では、ローラをツヅミ形状にさせて、紙を加湿させることで紙のしわを防止している。特許文献３では、定着部の加圧ローラにらせん状の摩擦係数の異なる耐熱性弾性部材をローラ軸方向の中央を境にして逆向きに形成することで、ローラ中央から外側への張力を発生させ、紙にしわが発生するのを防いでいる。
【０００５】
さらに、特許文献４と５には、定着部の加圧ローラにらせん状の摩擦係数の異なる耐熱性弾性部材をローラ軸方向の中央を境にして逆向きに形成し、ローラ中央から外側への張力を発生させ、紙にしわが発生するのを防ぐような手段が開示されている。
【０００６】
その他、ローラに凸または凹状のツヅミをつけ、通紙面の両端と中央で速度差をつけ（凹の場合は紙中央に比べ両端を速く通紙させることで紙中央から両端へ引張りの力を発生させている）、紙に最適な張力を発生させ、紙のしわを防止している方法がよく用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術では、紙に発生するしわの防止策として主に、加圧力、搬送速度、ローラ形状、加湿もしくは加熱により紙に働く張力をコントロールしてきた。
【０００８】
その例として上記特許文献１、２、３に開示された技術では、紙の搬送速度を制御する手段としてアームにより紙に発生するしわを事前に検知しコントロールすることや、加湿装置により紙に働く張力をコントロールしている。いずれもしわの検知手段や加湿手段を設けなければならず、装置の大型化が避けられない。これらは装置の大型な商業印刷の分野では有効かもしれないが、小型の装置には向かない手段である。
【０００９】
また、特許文献４と５に開示された技術や、一般的に用いられているローラに凹または凸状のツヅミを作るような方法は、ローラを作製することが困難であり、装置自体のコストアップにつながる。
【００１０】
また、このようなツヅミは、図７に示すように、経時で劣化することが確認されており徐々にストレート形状となる。このようなストレート形状の場合、ツヅミによる速度差を発生させる効果が低減する。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で定着部進入時の紙のしわを伸ばす方向の張力を確実に発生させた状態でトナーを定着させ、しわによる画像の品質低下を低減させる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、転写材にトナーを定着する際の定着部に、回転軸を互いに傾斜させた定着回転体と加圧ローラを設置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、センサや加湿装置などの複雑な構成を設けず、定着ローラの軸と加圧ローラの軸を傾けて設置することで転写材を送るとともに、転写材の幅方向への張力を発生させることができ、しわによる画像品質の低下を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置全体の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る定着部の正面図である。
【図３】本実施形態に係る定着部の正面図である。
【図４】本実施形態に係る定着部に発生する力の方向を示す図である。
【図５】本実施形態に係る定着ローラ軸と加圧ローラ軸の相対角度を示す図である。
【図６】本実施形態に係る定着ローラと加圧ローラのギア部分を示す図である。
【図７】従来のローラが経時で劣化することを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施の形態について図面により詳細に説明する。
【００１７】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成および動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式のプリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
【００１８】
具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。
【００１９】
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。
【００２０】
各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４、ベルトクリーニング装置３５を備える。
【００２１】
中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３およびテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
【００２２】
４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／または交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。
【００２３】
二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、上記一次転写ローラ３１と同様に、二次転写ローラ３６にも図示しない電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）および／または交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。
【００２４】
ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードを有する。このベルトクリーニング装置３５から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、図示しない廃トナー収容器の入り口部に接続されている。
【００２５】
プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。
【００２６】
一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。
【００２７】
プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。
【００２８】
また、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着部２０が配設されている。さらに、定着部２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。
【００２９】
続いて、図１を参照して、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおける各感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。
【００３０】
このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。
【００３１】
また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧または定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
【００３２】
その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、図示しない除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。
【００３３】
画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
【００３４】
その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき、用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。
【００３５】
その後、用紙Ｐは定着部２０へと搬送され、定着部２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。定着部２０には、定着ローラ４１と加圧ローラ４２が設置されている。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。
【００３６】
以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つまたは３つの作像部を使用して、２色または３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００３７】
次に、本実施形態に係る定着部２０の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る定着部２０の正面図である。定着部２０には、回転軸を互いに傾斜させた定着ローラ４１と加圧ローラ４２が設置されている。なお、定着ローラ４１に限定されず、定着ローラの代わりに定着スリーブや定着ベルトなどを設置してもよい。
【００３８】
定着ローラ４１および加圧ローラ４２は、金属芯がねをもとにゴムのような弾性体をコーティングしており、定着時のニップを形成し良好な定着性能を得る。定着部２０に紙が押され、らせん状の起伏に当たった状態でも紙に余計な応力を与えないために、ゴムなどの弾性体で表面を覆うことで画像品質の低下を防ぐことができる。
【００３９】
図３は、本実施形態に係る定着部２０の正面図であり、定着時の転写材４３との位置関係を示している。定着ローラ軸４４と加圧ローラ軸４５は、互いに左右対称な角度だけ傾斜し、左右での搬送力および張力が均一にかかるようにしている。定着ローラ４１と加圧ローラ４２が矢印方向に回転されることで、転写材４３は矢印方向に搬送されながら幅方向へ伸ばされ、しわ防止のための張力が同時に発生している。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る定着部２０に発生する力の方向を示す図である。定着ローラ４１および加圧ローラ４２が転写材４３を搬送するときの力をＦとした場合の力の方向を表しており、転写材４３を紙送り方向に搬送する力は２Ｆcosθとなる。転写材を中央から左右方向へ導く張力（しわを抑制させる力）はＦsinθとなり、θの値を調整することで最適な搬送力を提供できる。
【００４１】
図５は、定着ローラ軸４４と加圧ローラ軸４５の相対角度を示す図である。シワの抑制には角度を大きくすると転写材４３を中央から左右方向へ導く張力（しわを抑制させる力）が働きシワの発生が良くなることが確認されている。また角度を大きくするとシワの発生が良くなるが、転写材４３が定着ニップに入った際の後端の跳ねが確認されており、画像のチリやぶれにつながるため角度を大きくさせすぎるのも良くない。
【００４２】
角度は０．1°〜０．２°が最適であり、ツヅミのないストレート形状のローラを使用することで経時での転写材４３を開く力の効果低下を抑制可能となる。また、ローラに溝や凹凸を設けるといった加工を施さずに簡単な構成で転写材４３を搬送しながら張力を発生することができる。
【００４３】
図６は、本実施形態に係る定着ローラ４１と加圧ローラ４２のギア部分を示す図である。定着ローラ４１と加圧ローラ４２は、かさ歯車５１によって１つのモータ５２で同時に回転しており、ローラ軸を傾けたことにより、各軸それぞれにモータを設けて回転させるという複雑な機構を設けることもなく、従来どおりのスペースで設計可能となる。
【００４４】
したがって、定着ローラ４１と加圧ローラ４２は、互いにかさ歯車５１によって交差した軸をモータ５２により同時に回転させることで、転写材４３は送り速度を一定に保ち左右方向に張力を発生させながら搬送され、中央から左右方向へ向かう張力を効率的に発生させ、しわの発生を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４５】
２０    定着部
４１    定着ローラ
４２    加圧ローラ
４３    転写材
４４    定着ローラ軸
４５    加圧ローラ軸
５１    かさ歯車
５２    モータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開２０００−０５６５９９号公報
【特許文献２】特開２０００−１５９３８７号公報
【特許文献３】特開２００５−３４３５９７号公報
【特許文献４】特開平８−２２０９１３号公報
【特許文献５】特開平７−２５７７９８号公報
【図１】
2013182026.tif 000003
【図２】
2013182026.tif 000004
【図３】
2013182026.tif 000005
【図４】
2013182026.tif 000006
【図５】
2013182026.tif 000007
【図６】
2013182026.tif 000008
【図７】
2013182026.tif 000009