JP2651248B2

JP2651248B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2651248B2
Application number: JP1225354A
Authority: JP
Inventors: 健校條
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1997-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JPH0387890A; US5075732A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、トナー像を転写材に転写し、転写材上のト
ナー像を転写材に定着する画像形成装置に関する。

（従来の技術）従来における画像形成装置を、カラー電子写真複写装
置の第１図の例により説明する。

回転自在に軸受けされ、矢印方向に回転する像担持
体、即ち感光ドラム６に、一次帯電器７により均一な帯
電を行ない、色分解された光像またはこれに相当する光
像８を照射し、感光ドラム６上に静電潜像を形成する、
例えばレーザービーム露光装置等から成る露光手段と感
光ドラム６上の静電潜像を可視像化する移動式現像装置
27とを具備する。

前記移動式現像装置27は、マゼンタ色現像剤、シアン
色現像剤、イエロー色現像剤、ブラック色現像剤の４色
の現像剤を各別に収納する４個の現像器27M、27C、27
Y、27Bkとこれら４個の現像器を保持し且つ水平方向に
移動しうるガイドとから成っている。

前記移動式現像装置27は、所望の現像器を前記感光ド
ラム６の外周面と対向する位置に搬送し、前記感光ドラ
ム上の静電潜像の現像を行なう。

感光ドラム上の可視画像、即ちトナー像は転写分離装
置13に担持されて図中矢印方向に搬送される転写材Ｐに
転写される。

次に転写材担持体としての転写分離装置13について説
明する。

第２図は転写分離装置13の一部である転写シートを巻
装するためのドラム枠体である。円柱形のリング１、２
が両端にあり、それらと連結する連結部３から構成され
ている。転写ドラムの径はであり周長はA4横の２倍以上である。リングには第１図
20で示した分離爪を転写ドラムの法線方向に移動可能と
する溝４が連結部位置と反対側に切り欠いてある。連結
部には、分離爪が転写シートと転写材の間に入れやすく
するための切り欠き５が施してある。転写シート先端
は、第３図に示してあるように、連結部の切り欠きにそ
って、転写材非画像領域まで切れ目30が入っており、転
写シート31（第３図斜線部）の曲率を局所的に大きくさ
れて連結部に固定されている。

転写材Ｐはレジストローラ28により画像と同期して送
られている。

23はトナーと逆極性と電荷を転写シート背面に与える
吸着用コロナ帯電器であり、24は導電ローラであり、こ
の導電ローラは、吸着時に例えば転写シートとのギャッ
プが０〜100μｍと成る位置に図示していない駆動系で
駆動される。またこの導電ローラ24は接地され、吸着用
コロナ帯電器の対向電極になるとともに、転写材に電荷
を注入し、転写シートに転写材を吸着させる。この際転
写材先端を転写シートの切れ目とオーバーラップさせ、
かつ画像領域に入らないようにする。不図示の操作パネ
ルにより連続複写が指定されたとき、転写材の搬送方向
の長さが転写ドラムの周流から連結部の幅を引いた長さ
の半分以下の場合には、２枚目の転写材を１枚目に引き
続いて給紙し、１枚目の転写材と対称位置に２枚目の転
写材を転写シートに吸着させる。すなわち、転写シート
に同時に転写材を２枚吸着させて搬送する。こうするこ
とにより転写シートに１枚しか吸着させない時より倍の
複写速度が得られる。

感光ドラム上にある、第１色目の現像剤、例えばマゼ
ンタトナーを１枚目の転写材に転写するため、転写シー
ト背面にトナーと反対極性の電荷を転写用コロナ帯電器
14を用いて与える。引き続いて再度同じ潜像を作り第１
色目のトナーを感光体上に現像し、同様に２枚目の転写
材に第１色目のトナーを転写する。

１枚目の転写材が２度目に導電ローラ24の位置に来る
までに、導電ローラ24は解除され、転写されたトナー像
を乱さない位置、例えば転写シートから2mm以上離され
る。

第１色目のトナーが転写された１枚目の転写材に同期
をとって作像された感光体上の第２色目のトナー像を転
写用コロナ帯電器14を用いて転写する。同様に２枚目の
転写材にも第２色目のトナー像を転写する。転写工程終
了後、転写材の転写シートへの吸着力を弱めるため、転
写シートをはさんで対向した一対のACコロナ放電器を用
い除電する。

１枚目の転写材を転写シートから分離するため、第２
図で示したリングの溝４により案内される分離爪20と一
体となった従動する外側分離用押あてコロ19が移動し、
転写シートの曲率が局所的に大きくされているとこで、
１枚目の転写材の先端と転写シートの間に分離爪が入
り、転写材が転写シートから分離される。２枚目の転写
材を転写シートから分離する場合は、第４図のように従
動する内側分離用押あてコロ18が転写シート31に押し当
てられ、また外側分離用押あてコロ19もリング上の連結
部と反対側に設けられた溝により案内され、転写シート
に押し当てられ局所的に転写シートの曲率を大きくし、
転写材の先端を曲率分離させ、転写材と転写シートの間
に分離爪20を入れることにより分離させる。

転写材と転写シートを分離させる際に起こる剥離放電
による画像流れを防止するため、コロナ放電器17を用い
てACコロナ放電を行なうことが好ましい。

転写材の搬送方向の長さが、前述よりも長い場合に
は、１枚複写、連続複写にかかわらず、転写材先端を前
述の１枚目の転写材の先端と同じ位置に転写シートに吸
着させ１枚目の転写材の場合と同様の転写、分離工程を
行なう。この時、内側分離用押あてコロは駆動させな
い。

転写、分離工程終了後、転写材は搬送ベルト25を経由
し定着装置26へ送られる。

定着装置26について第５図を用いて説明する第５図において、121は定着ローラであって、こらは
アルミニム製の芯金122の外層にHTVシリコーンゴム（高
温加硫タイプシリコーンゴム）123を所定の厚さに被覆
し、さらにその外層にLTVシリコーンゴム（低温加硫タ
イプシリコーンゴム）124を200μｍの厚さに被覆して構
成される。そして、この定着ローラ121の下側には加圧
ローラ125が設けられており、該加圧ローラ125はアルミ
ニウム製の芯金126の外側にHTVシリコーンゴム127を所
定の厚さに被覆し、さらにその表面層に樹脂皮膜127を
被覆して構成される。上記定着ローラ121及び加圧ロー
ラ125内には過熱源であるハロゲンヒータ128が各々配設
されている。そして、加圧ローラ125にはサーミスタ129
が当接され、このサーミスタ129によりハロゲンヒータ1
28への電流の供給のON/OFFが制御される。このようにし
て、定着ローラ121と加圧ローラ125の表面温度が転写材
Ｐ上の未定着トナー像を転写材Ｐ上に定着させるに好適
な所定値（例えば、170℃）に保たれるようになってい
る。尚、これらの定着ローラ121及び加圧ローラ125は不
図示の駆動装置によって図示の矢印ｂ方向に回転駆動さ
れる。

一方、定着ローラ121からのトナーの離型性を向上さ
せるため、定着装置26の所定箇所には離型剤塗布装置13
2が設けられている。この離型剤塗布装置132は、オイル
タンク132a内のシリコーンオイル133（信越化学製ジメ
チルシリコーンオイルKF96 300CS）をローラ群134、13
5によって汲み上げ、この汲み上げられたシリコーンオ
イル133を塗布量調整ブレード140によって一定量に規制
してから該シリコーンオイル133を定着ローラ121に塗布
するようにオンオフ装置としてのプランジャー142とバ
ネ143により構成されている。

転写材Ｐは、かかる定着装置の定着ローラ121、加圧
ローラ125の間を通過させることにより、該ローラの熱
及び圧力により定着されるこのようなカラー電子写真複写装置に使用するトナー
について説明する。

カラーの画像形成装置に使用されるトナーは、これに
熱を印加した際の溶融性及び混色性が良いことが必要で
あり、軟化点が低く、且つ溶融粘度の低いシャープメル
ト性の高いトナーを使用することが望ましい。即ち、斯
かるシャープメルトトナーを使用することにより、複写
機の色再現範囲を広め、原稿像に忠実なカラーコピーを
得ることができる。

このようなシャープメルトトナーは、例えばポリエス
テル樹脂、スチレンアクリル樹脂、着色剤（染料、昇華
性染料）、荷電制御剤等を溶融混練、粉砕、分級して製
造される。尚、必要ならば、トナーに各種外添剤を添加
する外添工程をトナー製造工程に付加してもよい。

カラートナーは、定着性、シャープメルト性を考慮す
ると、結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用したもの
が特に好ましい。シャープメルト性ポリエステル樹脂
は、ジオール化合物とジカルボン酸とから合成される分
子の主鎖にエステル結合を有する高分子化合物である。

ところで、第１図に示した画像形成装置に使用される
トナーとしては、その軟化点が60℃〜150℃，好ましく
は80℃〜120℃であるシャープメルト性ポリエステル樹
脂を使用したものが適している。

このシャープメルトトナーの軟化特性を第６図に示
す。

軟化特性は、フローテスターCFT−500型（島津製作所
製）を使用し、ダイ（ノズル）の直径0.5mm、厚み1.0mm
として50kgの押出荷重を加え、所期期設定温度80℃で、
予熱時間300秒の後、５℃／分の速度で等速昇温したと
きに描かれるトナーのプランジャー降下量−温度曲線
（以下軟化Ｓ字曲線という）を求めることによって得ら
れる。尚、試料となるトナーは1g〜3gの精製した微粉末
を用い、プランジャー断面積は、1.0cm²とする。

第６図に示すように等速昇温するに従い、トナーは徐
々に過熱されて流出が開始される（プランジャー降下Ａ
→Ｂ）。そして、更に昇温すると、溶融状態となったト
ナーは大きく流出し（Ｂ→Ｃ→Ｄ）、プランジャーの降
下が停止する（Ｄ→Ｅ）。尚、第６図において、軟化Ｓ
字曲線の高さＨは全流出量を示し、H/2のＣ点に対応す
る温度T₀はそのトナーの軟化点を示す。

而して、シャープメルト性樹脂とは、溶融粘度が10⁵c
pを示すときの温度をT₁、５×10⁴cpを示すときの温度を
T₂としたとき、T₁＝90℃〜150℃であって、且つ｜ΔT|
＝|T₁−T₂|＝５℃〜30℃の条件を満たす樹脂のことを言
う。

これらの温度−溶融粘度特性を有するシャープメルト
性樹脂は、加熱されることにより極めてシャープに粘度
低下を起こすことが特徴である。このような粘度低下が
最上部トナー層と最下部トナー層との適度な混合を生ぜ
しめるとともに、トナー層自体の透明性を急激に増加さ
せ、良好な減色混合を可能とする。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、かかる画像形成装置においては、以下のよう
な不都合が生じていた。

従来、転写材としては一般に紙が使用されており、特
に50〜90g/m²程度のものが多く使用されていた。しか
し、近年の多様なニーズに伴いより多くの転写材が望ま
れ、90〜150g/m²等の厚紙や、樹脂状フィルムによる転
写材等が用いられてきている。後に後者はOHPフィルム
（オーバーヘッドプロジェクター用フィルム）として使
用されているものが多い。

しかし、こうした転写材による画像を定着する際は従
来と違って、通常よりも低速で定着を行なう。例えば本
例の場合、プロセススピードが84mm/secで第１定着速度
である通常の定着速度も84mm/secであるが、低速の定着
を行なう場合、第２定着速度である定着速度は25mm/sec
となる。

これは例えば厚紙に定着を行なう場合、トナーを溶か
すための熱量が不足して、定着後の画像の光沢がなくな
ったり、転写材とトナーがくっつかない、いわゆるオフ
セットが発生したりしてしまうためで、特にカラー画像
形成装置において発生しやすい。すなわち、転写材上に
トナーが２〜３層の多層に厚くのっている為に定着ロー
ラ側からの熱が最下層に伝わりにくく、最下層のトナー
が溶けにくいことと、厚紙では背面からの熱が紙を適し
て最下層のトナーに到達しにくいことにより、最下層の
トナーが溶けにくく、トナーの紙へのアンカー効果が得
られず、トナーが紙より剥れてしまうことである。

また、樹脂状フィルムの転写材の場合、厚紙と同様に
熱が伝わりにくいことや、更にはフィルム表面の平滑性
が良いために、トナーのアンカー効果が更に得られず、
剥れてしまう為に厚紙同様に低速で定着する。

またOHPフィルムの場合、使用上、画像の発色性及び
透過性を得るために、低速でトナーの定着を行ない、よ
く定着させるとともに、投影したときのカラートナーの
発色を良くするためであるこうした定着装置を用いた場合、先に説明したよう
に、転写分離装置上に２枚の転写材を吸着させて転写
し、分離した場合、搬送ベルト25を移動してきた２枚の
転写材が定着装置を通過する際、定着装置が低速で回
転、定着を行なうとき、２枚目の転写材が、１枚目の転
写材の定着が行なわれているときに追いついてしまい、
１枚目、２枚目の画像が乱れてしまう。または紙つまり
となってしまう。

また、該現像を防止するために、低速となった定着速
度と同様に搬送ベルト25の搬送速度を低速にすると、一
般に搬送ベルトの長さは、転写材２枚が乗るほど長くな
いために、１枚目の転写材が定着装置に進入するときに
定着装置と搬送ベルトを同時に低速にすると、２枚目の
転写材が、搬送ベルト25の低速と転写分離装置13の通常
の速度との違いにより、分離爪20の近傍でループを作っ
てしまいコロナ放電器17等に接触し、画像が乱れたり、
紙詰まりが発生してしまう。

（課題を解決させるための手段と作用）本発明においては、従来例における欠点を除去し、複
数色のトナー像を担持可能な像担持体と、複数枚の転写
材を同時に担持可能な転写材担持体と、前記転写材担持
体によって転写材を転写位置へ繰り返し搬送して、前記
像担持体上の前記複数色のトナー像を前記転写材担持体
に担持された転写材に前記転写位置で転写する転写手段
と、前記転写手段により転写材へ転写された前記複数色
のトナー像を転写材へ定着するために第１定着速度と、
前記第１定着速度よりも遅い第２定着速度とで定着可能
である定着装置と、を有する画像形成装置において、前
記第１定着速度で定着を行なう場合、前記転写材担持体
に複数枚の転写材を担持可能であり、前記第２定着速度
で定着を行なう場合、前記転写材担持体に担持する転写
材の枚数は１枚であり、前記転写材担持体に転写材を担
持する位置は、前記第１定着速度で定着を行なう場合の
複数枚のうちの１枚目の転写材を前記転写材担持体に担
持する位置と同じであることを特徴とする画像形成装置
である。

本発明によれば、２枚目の転写材が１枚目の転写材に
追いつかないため、画像乱れや紙つまり等の発生しない
良好な画像を得られるようになった（実施例）本発明における画像形成装置は第１図と同じである。
従来例における同番号のものは機能等同じであるので説
明を省略する。

即ち普通紙に対しては複数枚コピーを行なうときに
は、２枚を同時に転写分離装置に吸着させることができ
る。

本発明において、厚さが普通紙よりも厚い厚紙や樹脂
状フィルム等の、定着を通常の第１定着速度より低速な
第２定着速度で行なわなければならない転写材の場合、
操作パネル（不図示）の複写枚数指示が複数枚数コピー
設定となっていても１枚のみ給紙を行ない、従来例にお
ける１枚目の様に連結部に続いて吸着させて、従来例と
同じ方法にて１枚目の画像形成を行なう。この後、４色
の画像形成が終了すると、分離爪20により分離され搬送
路25を通り、定着装置に運ばれ、低速で定着を行ない、
かかる後、２枚目の転写材を給紙し、同様の画像形成、
定着を行なう。

以後、３枚目、４枚目と複数枚数指示があっても同様
の画像形成を繰り返す。

以上のように、複数枚のコピーであっても、画像乱れ
や紙つまり等の発生せず、良好に転写、低速定着が行な
える。

前記シーケンスにおいて、２枚目の転写材が給紙され
るタイミングは１枚目の転写材が低速で定着装置から本
体外へ排出されたあとに給紙されるタイミングでも良い
し、また、フルカラー（４色等）などの複写動作の場合
は、転写分離装置で４回画像形成する時間があるため、
１枚目が低速で定着されている途中などで２枚目が給紙
されても良い。この場合、当然２枚目の転写材が定着装
置に到達するときには、１枚目が低速で定着装置を通り
抜けていることが必要である。

（参考例）本参考例において厚紙や、樹脂状転写材の場合は、本
発明通り、複数枚コピーが設定されていても、１枚ずつ
転写分離装置へ送られることは同じであるが転写材上で
吸着される位置と、通常の紙の場合２枚吸着される中間
の位置に１枚吸着させても良い。即ち、従来例で示した
ように、通常の転写材が連結部より順に１枚目を吸着さ
せ続いて２枚目を吸着させその後ろに連結部が来るるよ
うに吸着されるのに対し、連結部と丁度反対側の位置に
１枚だけ吸着させる。この様子を第７図に示す。転写材
Ｐが連結部３と反対側に吸着されているのが分かる、厚
紙や、樹脂状フィルムの様な転写材の場合、そのコシの
固さや、転写しにくさにより、かかる位置に吸着させて
転写させるのが、画像形成上特に好ましい。

尚、本発明において、厚紙や、樹脂状転写材の検知方
法は、操作パネルより選択することにより判別されても
よいし、またレジストローラ28、導電ローラ24の間の搬
送路上などで光センサーや、距離センサーなどにより厚
紙や、樹脂状フィルムを自動的に検知して本発明シーケ
ンスに入ってもよい。

また本発明の様に操作パネルから各種指示する複写機
のようなものでなく、コンピュータよりの信号により指
示されて動作するプリンタの様な場合は、かかるコンピ
ュータの指示により、厚紙、樹脂状転写材の判別を行な
ってもよい。

（その他の実施例）本発明での従来例の様に電荷による吸着力で転写材を
転写分離装置に吸着させる方法以外に、転写装置に、２
か所連結部３を設け、転写材を把持するためのグリッパ
ーまたは空気吸引穴を設け、転写シート上に２枚張り付
けるタイプの転写分離装置においては、本発明シーケン
スの場合は、２つの内のどちらか１つの把持手段のみを
使用して画像形成を行なう。

また、転写分離装置に３枚以上把持させるようにした
ものでも、１枚のみ吸着させるようにすれば、本発明の
効果は得られる。

（発明の効果）以上説明したように定着速度を可変して複数枚の転写
材の定着を行なう場合、転写材は１枚のみ担持させるよ
うにすることにより、２枚目の転写材が、１枚目に追い
ついて画像を乱したり、紙つまり等の発生しない良好な
画像形成を行なうことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像形成装置、第２図、第３図は転写分離装置
の一部、第４図は分離状態図、第５図は定着装置の図、
第６図はトナー軟化特性図、第７図は、吸着の様子図。３……連結部、13……転写分離装置、20……分離爪、28
……レジストローラ、121……定着ローラ、125……加圧
ローラ、Ｐ……転写材。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数色のトナー像を担持可能な像担持体
と、複数枚の転写材を同時に担持可能な転写材担持体
と、前記転写材担持体によって転写材を転写位置へ繰り
返し搬送して、前記像担持体上の前記複数色のトナー像
を前記転写材担持体に担持された転写材に前記転写位置
で転写する転写手段と、前記転写手段により転写材へ転
写された前記複数色のトナー像を転写材へ定着するため
に第１定着速度と、前記第１定着速度よりも遅い第２定
着速度とで定着可能である定着装置と、を有する画像形
成装置において、前記第１定着速度で定着を行なう場合、前記転写材担持
体に複数枚の転写材を担持可能であり、前記第２定着速度で定着を行なう場合、前記転写材担持
体に担持する転写材の枚数は１枚であり、前記転写材担
持体に転写材を担持する位置は、前記第１定着速度で定
着を行なう場合の複数枚のうちの１枚目の転写材を前記
転写材単次体に担持する位置と同じであることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】転写材が樹脂フィルムである場合、前記第
２定着速度で定着を行なうことを特徴とする請求項１の
画像形成装置。
【請求項３】転写材が普通紙よりも厚い紙である場合、
前記第２定着速度で定着を行なうことを特徴とする請求
項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】転写材が普通紙である場合、前記第１定着
速度で定着を行なうことを特徴とする請求第１乃至３の
いずれかの画像形成装置。
【請求項５】前記転写材担持体は、回転可能なドラム形
状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの
画像形成装置。