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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−109314(P2001−109314A)
公開日 平成13年4月20日(2001.4.20)
出願番号 特願平11−288065
出願日 平成11年10月8日(1999.10.8)
代理人 【識別番号】100084135
【弁理士】
【氏名又は名称】本庄 武男
【テーマコード(参考)】
2H027
2H033
【Fターム(参考)】
2H027 DA09 DA11 DA14 EC06 ED25 
2H033 AA16 AA23 BA16 BA22 CA02 CA11 CA18 CA26 CA39
発明者 三宅 尚史 / 浜田 敏行
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 互いに圧接された熱ローラと圧ローラとで構成され,トナー像付着面を上記熱ローラ側に向けて挿入される転写シートに上記トナー像を定着させる定着手段と,上記熱ローラ表面に対して当接/離間可能に設けられ,上記熱ローラ表面に当接して上記熱ローラ表面に巻き付いた上記転写シートを剥離させる剥離爪とを具備してなる画像形成装置において,上記転写シートに転写される画像における,上記転写シート先端側の所定領域内でのトナー占有率を検出するトナー占有率検出手段と,上記トナー占有率検出手段で検出されたトナー占有率に基づいて,上記剥離爪の上記熱ローラ表面への当接/離間の切り換えを制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 上記熱ローラの周上における上記圧ローラとの圧接位置から上記剥離爪との当接位置までの距離がLである場合に,上記トナー占有率検出の対象とする上記転写シート先端側の所定領域を,上記転写シート先端から距離Lまでの領域とする請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】 ディジタル式の画像形成装置であって,上記トナー占有率検出手段が,メモリ内の画像データに基づいて上記トナー占有率を検出するように構成されてなる請求項1又は2記載の画像形成装置。
【請求項4】 ディジタル式若しくはアナログ式の画像形成装置であって,上記トナー占有率検出手段が,像担持体表面に形成されたトナー像に基づいて上記トナー占有率を検出するように構成されてなる請求項1又は2記載の画像形成装置。
【請求項5】 上記制御手段が,更に温度と湿度の少なくとも一方を考慮して上記剥離爪の上記熱ローラ表面への当接/離間の切り換えを制御する請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項6】 上記制御手段が,更に上記転写シートの種類を考慮して上記剥離爪の上記熱ローラ表面への当接/離間の切り換えを制御する請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,互いに圧接された熱ローラと圧ローラとで構成される定着手段と,上記熱ローラ表面に当接して上記熱ローラ表面に巻き付いた転写シートを剥離させる剥離爪とを具備してなる画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば複写機やプリンタなどの画像形成装置においては,感光体上に形成されたトナー像は,転写部において静電的に転写紙に転写されるが,この段階ではトナーはまだ転写紙に定着されておらず,転写紙上のトナー像は容易に乱れうるため,何らかの方法でトナーを転写紙に定着させる必要がある。転写されたトナーを転写紙に定着させる方式は,過去幾つか提案されていたが,現在では熱ローラ定着方式が広く用いられている。図2に,熱ローラ定着方式を採用した定着装置の構成例を簡略的に示す。図2に示す定着装置1は,トナー像が転写された転写紙Pの搬送路上に設けられ,熱ローラ2と該熱ローラ2に圧接される圧ローラ3とを有する。上記熱ローラ2は,ハロゲンランプなどの熱源21や,金属製の芯金22などからなり,転写紙PのトナーT付着面側に配置される。一方,転写紙PのトナーT付着面とは反対側の面に配置される上記圧ローラ3は,シリコンゴムなどの弾性層31を有する。更に,上記熱ローラ2の排紙側表面に当接するように剥離爪5が設けられている。図示しない転写部から搬送されガイド板4により案内された転写紙Pは,上記熱ローラ2と圧ローラ3との間に挿入され,両ローラに挟まれた状態で排出部方向へ搬送される。この時,上記圧ローラ3の弾性層31が変形して形成される上記熱ローラ2と圧ローラ3との間のニップ部Nにおいて,上記転写紙Pには上記熱ローラ2及び圧ローラ3により熱及び圧力が与えられ,これによってトナー像Tが転写紙Pに溶融定着される。この時,転写紙Pの先端部は,ニップ部Nで溶融したトナーTの接着力を主な原因として上記熱ローラ2に巻き付きながらニップ部Nから排出される場合があるが,このような場合には,上記転写紙Pは上記熱ローラ2に当接する上記剥離爪5によって上記熱ローラ2表面から剥離される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが,上記のように剥離爪5を熱ローラ2に常に当接させていると,両者の摩擦によって熱ローラ2や剥離爪5の双方の寿命を縮めてしまったり,或いは剥離爪5へのトナーの付着が速く進行して剥離性能を低下させ,紙詰まりが発生しやすくなるなどの問題点があった。そこで,例えば特開平8−95416号公報には,通紙時にのみ剥離爪を熱ローラに当接させ,非通紙時には剥離爪を熱ローラから離間させる技術が提案されている。しかしながら,転写紙先端の熱ローラへの巻き付きは常に発生するわけではなく,条件によっては転写紙先端の巻き付きが抑えられて剥離爪を当接させる必要のない場合もあるため,通紙時に常に剥離爪を熱ローラに当接させる上記技術には改善の余地があった。本発明は,上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,定着装置を構成する熱ローラへの剥離爪の当接機会を必要最小限に抑え,熱ローラや剥離爪の長寿命化を図ることが可能な画像形成装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した定着装置1における転写紙先端部の熱ローラ2への巻き付きの主な原因はトナーの溶着であるから,転写紙先端部におけるトナー量が少ないほど熱ローラへの巻き付きは発生しにくい。従って,転写紙先端部におけるトナー量が,転写紙先端の熱ローラへの巻き付きを生じることのないある一定の基準値(例えば実験によって求められる)よりも少なければ,剥離爪を熱ローラに当接させる必要はない。
【0005】従って,上記目的を達成するために本発明は,互いに圧接された熱ローラと圧ローラとで構成され,トナー像付着面を上記熱ローラ側に向けて挿入される転写シートに上記トナー像を定着させる定着手段と,上記熱ローラ表面に対して当接/離間可能に設けられ,上記熱ローラ表面に当接して上記熱ローラ表面に巻き付いた上記転写シートを剥離させる剥離爪とを具備してなる画像形成装置において,上記転写シートに転写される画像における,上記転写シート先端側の所定領域内でのトナー占有率を検出するトナー占有率検出手段と,上記トナー占有率検出手段で検出されたトナー占有率に基づいて,上記剥離爪の上記熱ローラ表面への当接/離間の切り換えを制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする画像形成装置として構成されている。上記トナー占有率検出の対象とする上記転写シート先端側の所定領域は,上記熱ローラの周上における上記圧ローラとの圧接位置から上記剥離爪との当接位置までの距離がLである場合には,例えば上記転写シート先端から距離Lまでの領域とすることが考えられる。また,ディジタル式の画像形成装置であれば,上記トナー占有率検出手段を,メモリ内の画像データに基づいて上記トナー占有率を検出するように構成することが可能である。或いは,上記トナー占有率検出手段を,像担持体表面に形成されたトナー像に基づいて上記トナー占有率を検出するように構成してもよい。尚,この構成についてはアナログ式の画像形成装置にも適用できる。更に,上記制御手段が,更に温度と湿度の少なくとも一方,画像形成枚数,或いは上記転写シートの種類等を考慮して剥離爪の熱ローラ表面への当接/離間の切り換えを制御するようにしてもよい。
【0006】
【作用】本発明に係る画像形成装置では,まず,トナー占有率検出手段により,上記転写シートに転写される画像における,上記転写シート先端側の所定領域内でのトナー占有率が検出される。このトナー占有率は,ディジタル式の画像形成装置であれば,例えばメモリ内の画像データから検出できる。また,アナログ式の画像形成装置であっても,例えば像担持体表面に形成されたトナー像を光学的手段で測定することにより上記トナー占有率を検出できる。続いて,制御手段により,上記トナー占有率に応じて剥離爪の熱ローラ表面への当接/離間の切り換えが制御される。即ち,上記トナー占有率が予め実験等によって求められた所定の閾値を上回った時にのみ,上記剥離爪が上記熱ローラ表面に当接され,それ以外は上記剥離爪は熱ローラから離間される。また,上記剥離爪を熱ローラに当接させる場合も,転写紙先端部が上記剥離爪の部分を通過する時点だけ当接させればよい。これにより,熱ローラへの剥離爪の当接機会を必要最小限に抑え,熱ローラや剥離爪の長寿命化を図ることが可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して,本発明の実施の形態及び実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに,図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置A1の要部の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る複写機A1は,本発明に係る画像形成装置をディジタル複写機として具現化したものであり,その特徴部分である定着装置1′周辺は図1に示すような概略構成を有する。尚,図1に示した以外の構成については一般的なディジタル複写機のものが適用できるため,それらについての説明は省略し,以下の説明において必要となった時点で簡単に触れるにとどめる。
【0008】複写機A1の定着装置1′は,未定着のトナー像T(図示しない転写部において例えば感光体ドラム表面から転写される)が付着した転写紙Pの搬送路上に設けられ,熱ローラ2と該熱ローラ2に圧接される圧ローラ3とを有する。上記熱ローラ2の排紙側近傍には,回転軸5′cを中心として揺動可能に剥離爪5′が取り付けられている。上記剥離爪5′の端部5′bには,引っ張りバネ7の一端が接続されており,上記剥離爪5′は該引っ張りバネ7によってその先端部5′aを上記熱ローラ2の表面から離間させる方向に付勢されている。また,上記剥離爪5′の端部5′bには,更にソレノイド6が接続されている。上記ソレノイド6がONされることにより,上記剥離爪5′bは上記引っ張りバネ7の付勢力に対向して引っ張られ,図1に破線で示すように,剥離爪5′の先端部5′aが上記熱ローラ2の表面に当接される。上記ソレノイド6のON/OFF,即ち上記剥離爪5′の熱ローラ2への当接/離間の切り換え制御は,制御部11によって行われる。以下,この制御方法について説明する。
【0009】上記熱ローラ2への転写紙P先端の巻き付きの主な原因はトナーの溶着であるから,転写紙P先端部におけるトナー量が少ないほど熱ローラへの巻き付きは発生しにくい。従って,転写紙P先端部におけるトナー量が,転写紙先端の熱ローラへの巻き付きを生じることのないある一定の基準値(例えば実験によって求められる)よりも少なければ,通紙時であっても剥離爪5′を熱ローラ2に当接させる必要はない。そこで,本複写機A1では,上記制御部11による上記ソレノイド6のON/OFF制御を,トナー占有率検出部12によって検出される転写紙P先端側の所定領域内でのトナー占有率に基づいて行うように構成されている。ここで,上記トナー占有率検出部12について説明する。上記トナー占有率検出部12は,画像メモリ13に接続されている。上記画像メモリ13には,図示しない原稿読取部で読み取られた原稿画像データが格納されており,この原稿画像データに基づいて図示しない感光体ドラムがレーザ露光される。上記トナー占有率検出部12は,上記画像メモリ13に格納された原稿画像データを読み出し,その原稿画像データにおける転写紙先端側の所定領域(以下,画像先端領域という)内でのトナー占有率を検出する。例えば,上記画像先端領域内での全画素数がNA,その中でトナー現像される画素数がNTであれば,トナー占有率は(NT/NA)×100(%)となる。ここで,上記熱ローラ2の周上における上記圧ローラ3との圧接位置から上記剥離爪5′との当接位置までの距離がLであるとすると,上記画像先端領域は,例えば転写紙Pのシート先端から距離Lまでの領域とすればよい。
【0010】上記制御部11には,予め実験等によって得られた,転写紙Pの巻き付きの発生しないトナー占有率の上限値が閾値として記憶されており,上記トナー占有率検出部12で得られたトナー占有率が上記閾値を上回った時にのみ,転写紙Pの先端部が通過するタイミングで上記ソレノイド6を一時的にONにする。それにより,上記剥離爪5′の先端部5′aが上記熱ローラ2の表面に当接され,巻き上げられた転写紙Pはその先端部より熱ローラ2表面から剥離される。転写紙Pの先端部さえ剥離されれば,それ以降の部分は自然に剥離される。従って,転写紙Pの先端部が剥離爪5′の先端部5′aを通過した後は,制御部11によってソレノイド6は速やかにOFFにされ,剥離爪5′の先端部5′aは再び熱ローラ2の表面から離間される。ここで,高温・高湿の環境下では,転写紙Pが熱ローラ2へより巻き付き易くなるため,温度や湿度を監視し,それらが所定値を越えた場合には上記閾値を上げるなどの処理を行うことが望ましい。また,転写紙の種類(紙とOHPシート,紙の厚さ,紙質など)によっても転写紙の巻き付き易さは変化するため,転写紙の種類によって上記閾値を変化させるようにしてもよい。転写紙の種類については,使用者がキー入力するようにしてもよいし,光学的手段(例えば紙とOHPシートの違いの検出)や機械的手段(例えば紙の厚さの検出)によって自動検出するようにしてもよい。
【0011】以上説明したように,本実施の形態に係る画像形成装置A1では,画像メモリに格納された原稿画像データに基づいて画像先端領域内でのトナー占有率を検出し,該トナー占有率が所定の閾値を上回ったときにのみ剥離爪先端部が熱ローラの表面に一時的に当接されるため,熱ローラへの剥離爪の当接機会を必要最小限に抑え,従来技術に比べて熱ローラや剥離爪の更なる長寿命化を図ることが可能である。
【0012】
【実施例】上記実施の形態に係る複写機A1はディジタル複写機としたが,本発明はアナログ複写機等にも適用可能である。但し,アナログ複写機の場合には原稿画像データを画像メモリに格納する処理を行わないため,トナー占有率の検出には例えば感光体ドラムや中間転写体などの像担持体上に形成されたトナー像を光学センサなどで読み取るなどの方法を用いる必要がある。勿論,ディジタル複写機でこのような方法を用いてもよい。更に,本発明に係る画像形成装置は,カラー,モノクロのいずれの画像形成装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように,本発明は,互いに圧接された熱ローラと圧ローラとで構成され,トナー像付着面を上記熱ローラ側に向けて挿入される転写シートに上記トナー像を定着させる定着手段と,上記熱ローラ表面に対して当接/離間可能に設けられ,上記熱ローラ表面に当接して上記熱ローラ表面に巻き付いた上記転写シートを剥離させる剥離爪とを具備してなる画像形成装置において,上記転写シートに転写される画像における,上記転写シート先端側の所定領域内でのトナー占有率を検出するトナー占有率検出手段と,上記トナー占有率検出手段で検出されたトナー占有率に基づいて,上記剥離爪の上記熱ローラ表面への当接/離間の切り換えを制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする画像形成装置として構成されているため,熱ローラへの剥離爪の当接機会を必要最小限に抑え,熱ローラや剥離爪の長寿命化を図ることが可能となる。




 

 


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