JP6245233B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺の印刷対象物を用いた画像形成装置に関する。

ロール紙、連続用紙、ロールフィルム等のような長尺の印刷対象物を用いた画像形成装置においては、印刷対象物を搬送する場合には、印刷対象物の直進性が重要であり、印刷対象物の「やれ」の発生、および、印刷対象物の「蛇行」の発生を抑制する必要がある。特開２００４−２９１３９５号公報（特許文献１）には、用紙の種類が替っても、用紙ごとに最適なバックテンションの付与が可能な機構を備える給紙方法及び装置に関する技術が開示されている。

特開２００４−２９１３９５号公報

長尺の印刷対象物を搬送する際には、複数箇所に一対のローラーを設け、この一対のローラーに印刷対象物を挟み込みながら、複数箇所のローラーを回転させることで、印刷対象物の搬送が行なわれる。また、印刷対象物上に転写された未定着状態のトーナー画像を印刷対象物に定着させる際には定着装置が用いられる。

この定着装置にも一対のローラーが設けられている。未定着状態のトーナー画像を印刷対象物に定着させる必要性から、一対のローラーには、高温状態で高い挟み込み圧力（ニップ圧力）が付加される。一方、印刷終了後のウォームダウン時には、一対のローラーの寿命劣化を防ぐ目的から、一対のローラーは離間状態となるように制御される。

しかし、他の一対のローラーには、ニップ圧力が加わっていることから、定着装置の一対のローラーが離間状態となった場合にも、印刷対象物を安定的に搬送することが求められる。つまり、定着装置の一対のローラーが離間状態となった場合にも、印刷対象物を安定的に搬送するために、各一対のローラー間におけるニップ圧のバランスを図る必要がある。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、定着装置の一対のローラーが離間状態となった場合にも、印刷対象物を安定的に搬送することが可能な画像形成装置を提供することにある。

この画像形成装置においては、長尺の印刷対象物を搬送させながら上記印刷対象物上に画像を形成する画像形成装置であって、上記印刷対象物の上に未定着状態のトーナー画像を転写する転写ニップを構成する一対の転写ローラーを含む転写装置と、上記印刷対象物の搬送方向において、上記転写装置よりも後流側に配置され、上記印刷対象物上に転写された未定着状態のトーナー画像を上記印刷対象物に定着させる定着ニップを構成する一対の定着ローラーを含む定着装置と、上記印刷対象物の搬送方向において、上記転写装置よりも上流側に配置され、上記印刷対象物に対して所定の引張力を与えるテンション調整装置と、上記印刷対象物の搬送方向において、上記定着装置よりも下流側に配置され、上記印刷対象物を搬送する排出ニップを構成する一対の排出ローラーを含む排出装置と、を備える。

上記定着装置は、上記定着ニップに所定のニップ圧を加えながら上記印刷対象物を搬送し、上記印刷対象物上に転写された未定着状態の上記トーナー画像を上記印刷対象物に順次定着させる定着状態と、一対の上記定着ローラーを離間させて、上記定着ニップにニップ圧が加わらない非定着状態との選択が可能である。

上記転写装置は、上記定着装置が上記定着状態の選択時には、上記転写ニップに所定のニップ圧を加えながら上記印刷対象物を搬送する転写状態と、上記定着装置が上記非定着状態の選択時には、一対の上記転写ローラーを離間させて、上記転写ニップにニップ圧が加わらない非転写状態との選択が可能である。

上記排出装置は、上記定着装置が上記非定着状態および上記転写装置が上記非転写状態の場合には、上記定着状態に比較して一対の上記排出ローラーによる搬送力を高くする。

他の形態においては、上記排出装置により上記排出ローラーによる搬送力を高くした後に、上記定着装置は、一対の上記定着ローラーを離間させる。

他の形態においては、上記定着ローラーによる上記トーナー画像の定着圧着が終了した後に、上記排出ローラーによる搬送力の低下を開始する。

他の形態においては、上記印刷対象物上の上記トーナー画像の最後端が、上記定着ニップを通過した後に、上記排出ローラーによる搬送力の上昇を開始する。

他の形態においては、上記定着ローラーが離間状態の際に、上記定着装置のウォームアップおよびウォームダウンを行なう。

他の形態においては、一対の上記定着ローラーにより上記定着ニップのニップ圧を調整する場合には、上記定着ニップの変更に応じて、上記排出ローラーによる搬送力も調整する。

この発明においては、定着装置の一対のローラーが離間状態となった場合にも、印刷対象物を安定的に搬送することが可能な画像形成装置の提供を可能とする。

実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す第１図である。 図１に示す画像形成装置における各領域におけるニップ圧の関係を示す第１図である。 実施の形態の画像形成装置の全体構成を示す第２図である。 図３に示す画像形成装置における各領域におけるニップ圧の関係を示す第２図である。 実施の形態の画像形成装置のテンション調整のタイムチャートを示す図である。

本発明に基づいた実施の形態における画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。

また、本実施の形態の画像形成装置に用いる長尺の印刷対象物は、ロール紙、連続用紙、ロールフィルム（ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート）等を意味するが、その他この種の画像形成装置に用いることのできるすべての印刷対象物を含むものである。

（画像形成装置１０００の概略構成）
図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置１０００の全体構成を示す図（第１図）である。

この画像形成装置１０００は、長尺の印刷対象物Ｐを搬送させながらこの印刷対象物Ｐ上に画像を形成するものである。大別すると、給紙部、転写部、定着部、および、排紙部を備えている。給紙部には、長尺の印刷対象物Ｐがロール状に巻回された元巻ロール１００、元巻ロール１００から引き出された印刷対象物Ｐを搬送ガイドする一対の搬送ガイドローラー１１１，１１２、搬送される印刷対象物Ｐの引張力を調整するテンション調整装置２００、および、印刷対象物Ｐを搬送ガイドする搬送ガイドローラー１１３を備える。

テンション調整装置２００は、昇降プレート２１０、テンション調整ばね２２０、および、テンションローラー２３０を含む。昇降プレート２１０の位置を図示しない駆動機構を用いて上下動させることで、印刷対象物Ｐに対するテンションの調整を無段階に行なうことができる。

転写部は、印刷対象物Ｐの搬送方向において、給紙部よりも後流側に配置され、印刷対象物Ｐの上に未定着状態のトーナー画像を転写する転写ニップｎ１を構成する一対の転写ローラー３１０，３２０を含む転写装置３００を備える。

定着部は、印刷対象物Ｐの搬送方向において、転写装置３００よりも後流側に配置され、印刷対象物Ｐ上に転写された未定着状態のトーナー画像を印刷対象物Ｐに定着させる定着ニップｎ２を構成する一対の定着ローラー４１０，４２０を含む定着装置４００を備える。

この定着装置４００においては、定着ニップｎ２に所定のニップ圧を加えながら印刷対象物Ｐを搬送し、印刷対象物Ｐ上に転写された未定着状態のトーナー画像を印刷対象物Ｐに順次定着させる定着状態と、一対の定着ローラー４１０，４２０を離間させて、定着ニップｎ２にニップ圧が加わらない非定着状態と、の選択が可能に設けられている。

また、転写装置３００は、定着装置４００が定着状態の選択時には、転写ニップｎ１に所定のニップ圧を加えながら印刷対象物Ｐを搬送する転写状態と、定着装置４００が非定着状態の選択時には、一対の転写ローラー３１０，３２０を離間させて、転写ニップｎ１にニップ圧が加わらない非転写状態と、の選択が可能に設けられている。

排紙部は、印刷対象物Ｐの搬送方向において、定着装置４００よりも下流側に配置され、印刷対象物Ｐを排出する排出ニップｎ３を構成する一対の排出ローラー５１０，５２０を含む排出装置５００を備える。

上記構成を備える、画像形成装置１０００においては、画像を印刷対象物Ｐに転写する通常の稼働状態においては、転写ローラー３１０，３２０、定着ローラー４１０，４２０、および、排出ローラー５１０，５２０が駆動して、印刷対象物Ｐの搬送する。この場合に、印刷対象物Ｐの各ローラー間における「たるみ」の発生を防止するため、各ローラーにおける搬送速度は、排出ローラー５１０，５２０≧定着ローラー４１０，４２０≧転写ローラー３１０，３２０となるように設定されている。

また、各ローラーにおけるニップ圧は、図２に示すように、普通紙から厚紙を用いる場合には、定着ニップｎ２は、定着性を満足するため１０００Ｎのニップ圧であり、それに対して転写ニップｎ１、および、排出ニップｎ３は、いずれも９０Ｎである。

なお、各ニップにおける搬送力Ｆは、Ｆ＝摩擦力（μ）×ニップ圧力で得られる。本実施の形態では、摩擦力（μ）はたとえば、０．５であり、印刷対象物Ｐに加わる搬送力Ｆは、定着ニップｎ２では、Ｆ＝５００Ｎ、転写ニップｎ１、および、排出ニップｎ３では、Ｆ＝４５Ｎとなる。

排出ニップｎ３のニップ圧は定着ローラー４１０，４２０への巻き付きを防止する上では高い方が望ましい。しかし、定着ニップｎ２のニップ圧に対して高過ぎると定着ニップｎ２で、印刷対象物Ｐがスリップし、トナー画像に光沢ムラ等の画像不良の発生原因となる。そこで、図２に示すような、ニップ圧に基づいた搬送力を採用する。

一方、図２に示すように、印刷対象物Ｐに薄紙（樹脂フィルムを含む）を用いる場合には、過大な熱量を印刷対象物Ｐに与えないようにするため、定着ニップｎ２のニップ圧を６００Ｎに下げる。これにともない、定着スリップが発生しないよう、排出ニップｎ３のニップ圧を３０Ｎに下げる。同様に、転写ニップｎ１のニップ圧も３０Ｎに下げる。

このように、定着装置４００による定着圧着の動作中に、印刷対象物Ｐの厚さ応じて定着ニップｎ２のニップ圧を調整する場合には、定着ニップｎ２の変更に応じて、排出ニップｎ３および転写ニップｎ１のニップ圧低下させて、搬送力を調整するとよい。

テンション調整装置２００は、印刷対象物Ｐを蛇行させず安定搬送させるためには高いテンションが必要であり、転写装置３００の上流側において、５０Ｎのテンションを発生させるように調整されている。この５０Ｎは蛇行による画像位置精度の不良を発生させないため、印刷中には必要な値である。

ここで、定着装置４００の定着ローラー４１０，４２０は、二次転写前にウォームアップ（以下、「ＷＵ」と称する）され、二次転写後にウォームダウン(以下、「ＷＤ」と称する)される。この「ＷＵ」および「ＷＤ」の際には、印刷対象物Ｐに極力「やれ」を発生させないため定着ローラー４１０，４２０を回転させないことが望ましい。しかし、完全に停止させると、定着ローラー４１０，４２０は高温状態となり、定着ローラー４１０，４２０が一部溶融する等のダメージの発生が考えられる。

そこで、「ＷＵ」および「ＷＤ」の際には、定着ローラー４１０，４２０が溶融しない下限の５ｍｍ／ｓという超低速で定着ローラー４１０，４２０を回転させるとともに、余計な熱を伝えないため定着ローラー４１０，４２０を離間する。

また、転写装置３００の転写ローラー３１０，３２０においても、「ＷＵ」および「ＷＤ」の際には、高額な転写ローラーとベルトとの劣化を避けるため、転写ローラー３１０，３２０を離間する。

図３に示すように、定着装置４００が非定着状態および転写装置３００が非転写状態の場合、つまり、転写ローラー３１０，３２０、および、定着ローラー４１０，４２０が離間している間は、搬送力の小さい排出ローラー５１０，５２０のみで印刷対象物Ｐを搬送する。この場合には、上述したとおり、排出ニップｎ３のニップ圧は９０Ｎまたは３０Ｎである。

一方、給紙部側においては、テンション調整装置２００により５０Ｎのテンションが発生している。そのため、この排出ニップｎ３のニップ圧と、テンション調整装置２００によるテンションとに基づく搬送力の関係では、印刷対象物Ｐは搬送されずにスリップが発生する。

そこで、本実施の形態においては、転写ローラー３１０，３２０および定着ローラー４１０，４２０が離間状態となる「ＷＵ」および「ＷＤ」の際には、上述した印刷対象物Ｐのスリップの発生を防止するため、図４に示すように、排出ニップｎ３のニップ圧を１５０Ｎにまで増大させて搬送力を高めている。

ここで、排出ローラー５１０，５２０の排出ニップｎ３のニップ圧力が１５０Ｎの場合に、印刷対象物Ｐに加わるテンションは、排出ローラー５１０，５２０の印刷対象物Ｐに対する摩擦力に起因する。本実施の形態では、摩擦力（μ）は０．５であり、印刷対象物Ｐに加わる搬送力Ｆは、摩擦力（μ）×ニップ圧力で得られることから７５Ｎとなる。

よって、定着装置４００が「ＷＵ」および「ＷＤ」の際であっても、排出ローラー５１０，５２０による搬送力の方がテンション調整装置２００によるテンションよりも大きくなるため、印刷対象物Ｐにはスリップが発生することなく、印刷対象物Ｐの安定的な搬送を可能とする。

次に、図５を参照して、本実施の形態の画像形成装置１０００のテンション調整のタイムチャートについて説明する。図５は、画像形成装置１０００のテンション調整のタイムチャートを示す図である。

図５中に示す、実線が普通紙から厚紙を用いた場合の排出ニップｎ３のニップ圧を示し、点線が薄紙を用いた場合の排出ニップｎ３のニップ圧を示す。「２次転写開始」から「（最終画像後端）定着抜け」までが、転写中であり、その前後に定着装置４００の「ＷＵ」および「ＷＤ」をそれぞれ行なう。つまり、定着ローラー４１０，４２０が離間状態の際に、「ＷＵ」および「ＷＤ」をそれぞれ行なう。

定着装置４００が「ＷＤ」に移行する前の「定着離間」は、搬送力不足による印刷対象物Ｐにスリップを発生させないため、排出ニップｎ３のニップ圧を上げた後に定着ローラー４１０，４２０を離間状態にするとよい。同様の理由で、「ＷＵ」の終了後は、排出ニップｎ３のニップ圧を下げ始める前に、定着ローラー４１０，４２０による定着圧着を開始するとよい。

定着ニップｎ２がスリップして光沢ムラ等の画像不良が発生しないよう、印刷対象物Ｐ上のトーナー画像の最後端が、定着ニップｎ２を通過した後に、排出ニップｎ３のニップ圧の上昇を開始するするとよい。

以上、画像形成装置によれば、排出装置５００は、定着装置４００が非定着状態および転写装置３００が非転写状態の場合には、定着状態に比較して一対の排出ローラー５１０，５２０による搬送力を高くしている。

これにより、定着装置４００の「ＷＵ」および「ＷＤ」中に定着ローラー４１０，４２０へのダメージの発生防止のため、定着ローラー４１０，４２０を離間させ、かつ、排出ローラー５１０，５２０により印刷対象物Ｐを搬送する場合、排出ローラー５１０，５２０の搬送力は、印刷時の定着ローラー４１０，４２０との引っ張り合いを避けるため弱くなる。

一方、定着装置４００による定着中は、印刷対象物Ｐを安定的に搬送のため高い引張力が印刷対象物Ｐに必要となり、それに打ち勝つだけの強い搬送力を与えることを可能とする。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および、範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ 元巻ロール、１１１，１１２，１１３ 搬送ガイドローラー、２００ テンション調整装置、２１０ 昇降プレート、２２０ テンション調整ばね、２３０ テンションローラー、３１０，３２０ 転写ローラー、３００ 転写装置、４１０，４２０ 定着ローラー、４００ 定着装置、５００ 排出装置、５１０，５２０ 排出ローラー、１０００ 画像形成装置、ｎ１ 転写ニップ、ｎ２ 定着ニップ、ｎ３ 排出ニップ、Ｐ 印刷対象物。

Claims (5)

1. 長尺の印刷対象物を搬送させながら前記印刷対象物上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記印刷対象物の上に未定着状態のトーナー画像を転写する転写ニップを構成する一対の転写ローラーを含む転写装置と、
   前記印刷対象物の搬送方向において、前記転写装置よりも後流側に配置され、前記印刷対象物上に転写された未定着状態のトーナー画像を前記印刷対象物に定着させる定着ニップを構成する一対の定着ローラーを含む定着装置と、
   前記印刷対象物の搬送方向において、前記転写装置よりも上流側に配置され、前記印刷対象物に対して所定の引張力を与えるテンション調整装置と、
   前記印刷対象物の搬送方向において、前記定着装置よりも下流側に配置され、前記印刷対象物を搬送する排出ニップを構成する一対の排出ローラーを含む排出装置と、を備え、
   前記定着装置は、
   前記定着ニップに所定のニップ圧を加えながら前記印刷対象物を搬送し、前記印刷対象物上に転写された未定着状態の前記トーナー画像を前記印刷対象物に順次定着させる定着状態と、
   一対の前記定着ローラーを離間させて、前記定着ニップにニップ圧が加わらない非定着状態と、の選択が可能であり、
   前記転写装置は、
   前記定着装置が前記定着状態の選択時には、前記転写ニップに所定のニップ圧を加えながら前記印刷対象物を搬送する転写状態と、
   前記定着装置が前記非定着状態の選択時には、一対の前記転写ローラーを離間させて、前記転写ニップにニップ圧が加わらない非転写状態と、の選択が可能であり、
   前記排出装置は、前記定着装置が前記非定着状態および前記転写装置が前記非転写状態の場合には、前記定着状態に比較して一対の前記排出ローラーによる搬送力を高くし、
   前記排出装置により前記排出ローラーによる搬送力を高くした後に、前記定着装置は、一対の前記定着ローラーを離間させる、画像形成装置。
2. 前記定着ローラーによる前記トーナー画像の定着圧着が終了した後に、前記排出ローラーによる搬送力の低下を開始する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記印刷対象物上の前記トーナー画像の最後端が、前記定着ニップを通過した後に、前記排出ローラーによる搬送力の上昇を開始する、請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記定着ローラーが離間状態の際に、前記定着装置のウォームアップおよびウォームダウンを行なう、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 一対の前記定着ローラーにより前記定着ニップのニップ圧を調整する場合には、前記定着ニップの変更に応じて、前記排出ローラーによる搬送力も調整する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。