JP2003295688A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
定化。 【解決手段】 外部加熱方式の定着装置をにおいて、二
面目定着工程時にヒータを点灯させない。
Description
段との間に形成される転写領域に向けてシート状の転写
材を給紙する給紙手段と、一方の面に転写され定着され
た転写材を他方の面への転写のために表裏反転して上記
転写領域に向けて再搬送する反転手段とを有する画像形
成装置であって、特に、上記転写領域への到達順に複数
枚の転写材の両面への連続複写を為す画像形成装置に関
するものである。
への連続複写(以下、この動作を両面連続複写と称す
る。)を為す方式としては、先ず、各転写材の一方の面
に連続して転写及び定着(以下、この動作を片面複写と
称する。)して、複数枚の転写材を積載可能である積載
手段に片面複写の為された転写材を一旦積載し、全枚数
に亘る転写材への片面複写が終了すると同時若しくはほ
ぼ同時、或いは、所定時間後に、上記積載手段に積載さ
れている各転写材の他方の面に連続して転写し定着する
方式(以下、この方式を積載方式と称する。)が主流で
あった。
画像形成装置の内部又は外部に積載手段を設ける空間を
必要とする、及び、全枚数に亘る転写材への片面複写が
終了するまでの間、片面複写の為された転写材を積載手
段に一旦積載するよう設定されているために、画像形成
装置の小型化、及び、複写過程に要する時間の短縮化に
はある程度の限界があり、近年要望されている画像形成
装置の小型化や、複写過程の高速化に応えることは困難
であった。
代わりに、潜像担持体と転写手段との間に形成される転
写領域に向けてシート状の転写材を給紙する給紙手段、
或いは、一方の面に転写され定着された転写材を他方の
面への転写のために表裏反転して上記転写領域に向けて
再搬送する反転手段のうちのいずれかからの転写材に係
わらず、上記転写領域への到達順に複数枚の転写材への
連続複写を為す方式(以下、この方式をスルーパス方式
と称する。)が提案され、今日、スルーパス方式を採用
する画像形成装置が実用に供されることにより、画像形
成装置の小型化及び複写過程の高速化が図られていた。
置の代表的な一例として、近年にあっては、図5に示す
画像形成装置100が知られている。尚、図5は、画像
形成装置100の概略構成を示す断面図である。
来公知であることから、図5に示す概略構成に関する説
明は省略して、画像形成装置100に採用されていた、
一枚の転写材の両面への複写過程(以下、この過程を両
面複写過程と称する)、及び、スルーパス方式による両
面連続複写過程に関して説明する。
面複写過程に関して図5に基づき説明する。
過程にあっては、先ず、図5の紙面法線方向及び紙面水
平方向に対して移動自在に支持された原稿照明ランプ1
01の露光走査により得られた、原稿Mの有するアナロ
グ形態の画像情報が、A/D変換を為すCCD102に
よりデジタル形態の画像情報に変換されたのち、複数の
デジタル情報が記憶可能である画像メモリ103に蓄積
され記憶される。
た諸装置の駆動等を制御する制御機構104が、予め設
定されている制御シーケンス等に則り、転写材に形成さ
れ記録されるべき複写画像の基となるデジタル形態の画
像情報を画像メモリ103から呼び出して、潜像担持体
たる感光体ドラム105の外周面上に、与えられたデジ
タル形態の画像情報に応じた静電潜像を形成するレーザ
ユニット106へと出力する。
リ103からデジタル形態の画像情報を入力されたレー
ザユニット106は、入力されたデジタル形態の画像情
報に応じてレーザLaを変調して発光し、幾つかの軌道
変更を経て、感光体ドラム105の外周面へと照射す
る。
ユニット106によるレーザ照射前に、予め、帯電手段
たる一次帯電器107により外周面の電位分布の一様化
が図られるようになっており、以て、レーザユニット1
06からのレーザLaの照射により、上記外周面上に
は、与えられたデジタル形態の画像情報に応じた静電潜
像が形成される。
に形成された静電潜像は、所定のタイミングにて現像手
段たる現像装置108から現像剤を付与されることによ
り、与えられたデジタル形態の画像情報に応じた顕像へ
と現像される。
に形成された顕像は、転写手段たる転写帯電器109か
ら例えばコロナ放電等を受けることにより、給紙手段た
る給紙カセット110,111、或いは、手差しユニッ
ト112から感光体ドラム105と転写帯電器109と
の間に形成される転写領域Zへと、所定のタイミングに
て搬送されてきた一枚の転写材の一方の面上に転写さ
れ、与えられたデジタル形態の画像情報に応じた未定着
状態の複写画像(未定着像)として記録される。
た転写材は、画像形成装置100に備えられた搬送ベル
ト113により、転写領域Zから、熱供給及び圧力付与
にて定着を為す定着装置114に回動自在に軸支され、
且つ、互いに圧接自在に支持された二つのローラ、すな
わち、円筒状に形成された定着手段たる定着ローラ11
5と、円柱状に形成された加圧手段たる加圧ローラ11
6との間に形成される定着ニップ部Nへと搬送される。
材は、定着ローラ115の中空部に設けられた熱供給源
としての加熱体(図示せず)からの熱供給と、加圧ロー
ラ116からの圧力付与とにより、未定着像が軟化して
溶融し、カラー複写にあっては、混色して所望に発色し
て定着されたのち、画像形成装置100の内部に延びて
設けられた分岐パス117を介して、一方の面に転写さ
れ定着された転写材を他方の面への転写のために表裏を
反転する反転手段たる両面スイッチバック機構118へ
と搬送される。
搬送されてきた転写材は、既に転写され定着された面
と、まだ転写されていない面とを反転されてから、再
度、画像形成装置100に延びて設けられた再搬送経路
119を介して、転写領域Zへと再搬送され、上述した
転写から定着に至るまでの過程を再度経たのち、画像形
成装置100の側面に支持された排紙トレイ120上に
排紙され、以て、両面複写過程が終了することとなる。
ルーパス方式による両面連続複写過程を、300枚の転
写材の場合に代えて、図6に基づき説明する。尚、各転
写材の一方の面への転写から他方の面への定着に至るま
での過程は、上記両面複写過程と同様であるので、上述
に代えて説明を省略する。
ス方式による両面連続複写過程にあっては、図6に示す
ように、給紙カセット110,111(図5参照。)か
ら所定の間隔、時間に換算して2秒ごとに、転写領域Z
へと連続して搬送された5枚の転写材の片面への転写及
び定着に要する時間を単位サイクルとしている。もちろ
んこの単位サイクルは両面パス長、転写材の進行方向
長、プロセススピード、等の条件により決定される値で
ある。
セット110,111から転写領域Zへと連続して搬送
されてきた5枚の転写材a,b,c,d,eの順に一方
の面への転写及び定着が為される。
面に対して転写され定着され転写領域Zへと搬送されて
きた各転写材a,b,c,d,eの他方の面への転写
と、給紙カセット110,111から転写領域Zへと新
たに連続して搬送されてきた5枚の転写材f,g,h,
i,jの一方の面への転写とが交互に為される。
ず、既に一方の面に対して転写され定着された転写材a
が、スイッチバック機構118にて表裏反転されたの
ち、再搬送経路119を介して、転写領域Zへと再搬送
され、以て、他方の面への転写及び定着が為されたの
ち、排紙トレイ120上に排紙される。
れてから所定時間後、例えば、1秒後に、給紙カセット
110,111から給紙された転写材fが、転写領域Z
へと搬送され、以て、一方の面への転写及び定着が為さ
れたのち、分岐パス117を介して、スイッチバック機
構118へと搬送される。
れてから1秒後に、既に一方の面に対して転写され定着
され、スイッチバック機構118にて表裏反転された転
写材bが、再搬送経路119を介して、転写領域Zへと
再搬送されたのち、他方の面への転写及び定着が為さ
れ、排紙トレイ120上に排紙され、以下、転写材gの
一方の面、転写材cの他方の面、転写材hの一方の面、
転写材dの他方の面、転写材iの一方の面、転写材eの
他方の面、転写材jの一方の面の順にて転写及び定着
が、時間に換算して1秒おきに為され、以て、2サイク
ル目が終了する。
ル目までに亘り、2サイクル目と同様の過程が繰り返さ
れ、最終サイクルたる59サイクル目にあっては、既に
一方の面に複写の為され、スイッチバック機構118に
て表裏反転された5枚の転写材が、再搬送経路119を
介して、転写領域Zへと再搬送され、以て、他方の面へ
の転写及び定着が為されたのち、排紙トレイ120上に
排紙されて、300枚の転写材に亘る両面連続複写過程
が終了することとなる。
ーパス方式による両面連続複写過程のように、一面目画
像形成過程の転写材と一面目の画像形成を終え2面の画
像形成過程の転写材が順次、もしくはランダムに行われ
る画像形成方法において、それぞれの転写材上に得たト
ナー像を同一の定着条件で定着工程を行うと、一面目で
得られた定着像と2面目に得られた定着像の表面の光沢
感いわゆるグロスが異なってしまう。
おいて熱、および圧力で定着像を得る。そのため熱によ
り転写材中に含有する水分が蒸発する。結果、両面複写
においては一面目の定着工程と二面目の定着工程におい
て転写材に含まれる水分の違いからその熱容量が異なっ
ている。
を持つ。そのため、一面目の定着工程と二面目の定着工
程において転写材の温度が変わってしまう。つまり、一
面目と二面目の定着条件が同じであると、二面目の定着
工程の方がトナーに対してより多くの熱を与えることと
なる。さらに、上記のスルーパス方式による両面連続複
写過程においては一面目の定着工程を終え、両面搬送路
をとおり瞬時に二面目の定着工程を行うため、一面目の
定着工程と二面目の定着工程における転写材の温度差は
更に大きくなる。
である積載手段に一面目に複写がなされた転写材を一旦
積載し、全枚数の転写材への一面目の複写が終了した後
に、二面目の連続複写を行う方式においては、一面目と
二面目の定着条件を変更することが可能であった。
る両面連続複写過程においては一面目画像形成過程の転
写材と一面目の画像形成を終え2面の画像形成過程の転
写材が順次、もしくはランダムに且つ連続して行われる
ため困難である。
続複写過程において、一面目と2面目の定着条件を瞬時
に変更し、一面目と2面目の定着画像のグロス差を無く
すことが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
持体と、現像手段と、転写手段と、少なくとも熱供給に
より定着を行う定着装置と、上記像担持体と上記転写手
段との間に形成される転写領域に向けてシート状の転写
材を給紙する給紙手段と、一方の転写され定着された転
写材を他方の面への転写のために表裏反転して上記転写
領域に向けて再搬送する反転手段と手段とを有する画像
形成装置であって、上記給紙手段または上記反転手段の
うちのいずれかからの転写材に係らず、転写領域への到
達順に複数枚の転写材への連続複写を行う画像形成装置
において、上記給紙手段からの転写材と上記反転手段か
らの転写材を判別する転写材判別手段を有し、上記転写
材判別手段からの信号により、上記定着装置の定着条件
の変更を行うという第1の発明により達成される。
いに表面で圧接されていて自由に回転できる定着ローラ
および加圧ローラと前記定着ローラ表面に圧接され、内
部の熱源により前記定着ローラを加熱しながら回転する
ヒートローラとを有し、転写材に形成されたトナー像を
前記定着ローラと前記加圧ローラの間に加熱挟圧搬送し
て溶融定着させることにより定着装置であり、さらに、
少なくとも上記定着ローラもしくは上記ヒートローラの
一方、または両方にローラ表面の温度を検知する温度検
出手段を有し、上記温度検出手段の出力により上記熱源
の制御を行う第1の熱源制御手段と、上記転写材判別手
段からの出力により上記熱源の制御を行う第2の熱源制
御手段をもつ。
ーラが圧接状態と非接触状態の着脱を可能にするローラ
の脱機構を有することにより上記目的は達成される。
おける実施の形態に関して説明する。尚、以下に用いら
れる諸語句は、従来の技術にて為された定義と同義とし
て説明を省略する。
第一の実施形態の画像形成装置に活用せる定着器1を示
すに好適な一例としての定着器1に関して説明する。
尚、定着器1以外の画像形成部の概略構成は、従来の画
像形成装置の一例たる画像形成装置100と同様の構成
となるので、定着装置114を除き、図5に代えて説明
を省略する。
状に形成された定着手段たる定着ローラ2と、円柱状に
形成された加圧手段たる加圧ローラ3と、円筒状に形成
され定着ローラ2に圧接されながら定着ローラへ熱を与
えるヒートローラ4が、共に、回動自在に軸支され、加
圧ローラ3にあっては、定着器1を活用せる画像形成装
置に設けられた加圧機構(図示せず)により、定着ロー
ラ2へと加圧されるよう設定されており、以て、定着ロ
ーラ2と加圧ローラ3との間には、未定着像を溶融し転
写材に定着せしめるのに十分な熱供給を為すための接触
面積を有する定着ニップ部Nの形成が図られている。
は、例えば、アルミニウム等に代表される熱伝導性の良
好な金属等にて、円筒状に形成された芯金(図示せず)
の外周面に、シリコーンゴム等に代表される耐熱性及び
弾性の良好な材質にて形成された弾性層(図示せず)、
フッ素ゴム等を主成分とする離型層(図示せず)の順に
積層されるなどにて構成されている。
ラ4はアルミニウム等に代表される熱伝導性の良好な金
属等で円筒状に形成されており、表層には離型性を高め
るためにフッ素樹脂等の離型層を有している。また、こ
のヒートローラの中空部には、熱供給源としてのヒータ
5が、ヒートローラ4の軸線に平行に支持され、定着ロ
ーラ2の外周面とヒートローラ4の外周には、それぞれ
のローラ表面温度を検知するための温度検知手段たる温
度検知素子6、7が各々当接して設けられており、本実
施形態にあっては、制御機構104が、温度検知素子
6、7にて検知された温度値に基づきヒータ5への通電
を制御することにより、定着ローラ2の表面の温調を図
っている。尚、本実施例おいてはヒータ5の出力電力量
が800Wである。
ラ3は、アルミニウム等の金属等にて円柱状に形成され
た芯金(図示せず)の外周面に、シリコーンゴム等に代
表される耐熱性及び弾性の良好な材質にて形成された弾
性層(図示せず)を被覆するなどにて構成され、上記加
圧機構(図示せず)にて定着ローラ2へと加圧されるよ
うになっていると共に、定着器1を備える画像形成装置
に設けられた駆動機構(図示せず)により、所定の周速
度にて回転駆動されるようになっており、以て、定着時
には、定着ローラ2が加圧ローラ3の回転に従動して回
転し、未定着像を担持した転写材が定着ローラ2と加圧
ローラ3とに狭持され搬送されて定着ニップ部Nを通紙
されることとなる。
ローラ内部に設置した熱源であるヒータのOn、Off
に敏感にヒートローラ表面温度を変化させることがき
る。また定着ローラ2の外部に設置されたヒートローラ
4から定着ローラ2の表面へ熱を与える構成となってい
るため、定着時の転写材への与える熱量をつかさどる定
着ローラ2の表面温度はヒートローラ4の表面温度に応
答性よく反応することとなる。
100(図5参照)に代表されるようにスルーパス方式
による両面連続複写時には、一面目と二面目の定着条件
が同一なため2面目の定着工程においてトナーへ過剰な
熱を与え一面目と2面目の定着画像のグロスが著しく異
なり品質の維持された複写画像の提供を果たせないとい
う課題があった。
を解決すべく、制御機構104が、温度検知素子6、7
により検知された温度値により定着ローラの表面温度を
所定値に保つべくヒータの通電制御を行う第一の通電制
御手段と、定着工程に入る転写材が一面目か二面目かを
判断しヒータへの通電制御を行う第2の通電制御手段を
もち、スルーパス方式の両面連続複写時には、得られた
判断結果に応じて熱源としてヒータの制御を行う。
は定着時の定着ローラ2の表面温度値が180〜200
℃の範囲なるべくヒータへ通電を行う。
度にかかわらずヒータ5への通電を行わない、もしく
は、定着ローラ2の温度が所定値(本実施例では160
度)以上であることを確認後ヒータ5への通電をOFF
する。
を説明する。
(1)において両面複写か片面複写かを判断する。
制御(通常の通電制御)により定着ローラ2を所定の温
度となるよう(本実施例では180℃)ヒータ5へ通電
のOn Offを行う。
れた場合、(2)においてその転写材が一面目の定着工
程か二面目の定着工程かが判断される。
様(3)−1の第1の通電制御を用い定着工程を行う。
電制御を用い定着工程が行われる。つまり、ヒータ5へ
の通電をOffする。
温度を瞬時に変更することが可能な定着装置構成と制御
することにより、スルーパス方式の連続複写において2
面目のトナー像へ与える熱量を効果的に下げ、一面目と
二面目の定着像のグロス差を抑え品質の維持された複写
画像の提供を為すことが可能となる。
二の実施形態の画像形成装置の説明を行う。
は、従来の画像形成装置の一例たる画像形成装置100
と同様の構成となるので、定着装置114を除き、図5
に代えて説明を省略する。
写過程における一面目と二面目の定着画像のグロス差を
抑えるためには、一面目と二面目の定着条件を変える事
が必要であった。具体的には定着ローラ2に定着時の温
度を二面目で下げることのできる構成が必要であった。
面目の定着工程と二面目の定着工程のおける転写材の温
度差が更に顕著となるため、第一の実施の形態では十分
に一面目と二面目のグロス差を十分に抑えることができ
なかった。
形態の定着器の構成において、ヒートローラ4の着脱機
構を設けたことが特徴である。ヒートローラ4は上述の
ようにヒータ5のON、OFFに対しその表面温度は応
答性よく変化する。しかしながら、スピードの速い系に
おいてはこのこの応答性では不十分であるため、着脱機
構が必要となる。
ローラ2と接っする4aの位置と定着ローラ2から離間
した破線で示される4bの位置の2つの位置間で移動が
可能である。
する。
において両面複写か片面複写かを判断する。
制御(通常の通電制御)により定着ローラ2を所定の温
度となるよう(本実施例では180℃)ヒータ5へ通電
のOn Offを行う。
れた場合、(2)においてその転写材が一面目の定着工
程か二面目の定着工程かが判断される。
様(3)−1の第1の通電制御を用い定着工程を行う。
ートローラ4は4a位置から4b位置へ移動し、その
後、第2の通電制御を用い定着工程が行われる。
制御を持たず、着脱機構だけでも同様の効果は得られ
る。
温度をさらに瞬時に変更することが可能な定着装置構成
と制御することにより、スルーパス方式の連続複写にお
いて2面目のトナー像へ与える熱量を効果的に下げ、一
面目と二面目の定着像のグロス差を抑え品質の維持され
た複写画像の提供を為すことが可能となる。
に至るまでに用いられた諸数値は、説明を簡略化すべく
代用した値であり、本発明の趣旨に添う範囲内での数値
変更は可能である。
トローラによる接触式の加熱方式を用いたが、他の方式
や非接触による加熱方式でも同様に上記の第1、第2の
制御手段を用いることでも同様の効果を得ることはいう
までもない。
係る第一の発明によれば、スルーパス方式による両面連
続複写過程の画像形成装置において、転写材の一面目の
画像形成と二面目の画像形成を判断する転写材判別手段
をもちその出力により定着条件を変更する。その時の定
着装置の構成として互いに表面で圧接されていて自由に
回転できる定着ローラおよび加圧ローラと定着ローラ表
面に圧接され、内部の熱源により定着ローラを加熱しな
がら回転するヒートローラとを有し、転写材に形成され
たトナー像を前記定着ローラと前記加圧ローラの間に加
熱挟圧搬送して溶融定着定着器であり、少なくとも定着
ローラもしくは上記ヒートローラの一方、または両方に
ローラ表面の温度を検知する温度検出手段を有し、温度
検出手段の出力により熱源の制御を行う第1の熱源制御
手段と転写材判別手段からの出力により熱源の制御を行
う第2の熱源制御手段をもつことにより転写材に形成さ
れた一面目と二面目の定着画像のグロス差を抑えること
が可能となり、品質の維持された複写画像の提供を為す
ことができる。
上記構成定着装置において、ヒートローラと定着ローラ
間が着脱可能な構成をとることにより、高速複写におけ
る両面連続複写過程においても同様に転写材に形成され
た一面目と二面目の定着画像のグロス差を抑えることが
可能となり、品質の維持された複写画像の提供を為すこ
とができる。
に活用せる定着装置の概略構成を示す断面図である。
に活用される定着装置の複写時の転写材への定着手順を
示す図である。
に活用せる定着装置の概略構成を示す断面図である。
に活用される定着装置の複写時の転写材への定着手順を
示す図である。
ある。
過程に基づく各転写材への複写手順を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 潜像担持体と、現像手段と、転写手段
と、少なくとも熱供給により定着を行う定着装置と、上
記像担持体と上記転写手段との間に形成される転写領域
に向けてシート状の転写材を給紙する給紙手段と、一方
の転写され定着された転写材を他方の面への転写のため
に表裏反転して上記転写領域に向けて再搬送する反転手
段と手段とを有する画像形成装置であって、上記給紙手
段または上記反転手段のうちのいずれかからの転写材に
係らず、転写領域への到達順に複数枚の転写材への連続
複写を行う画像形成装置において、 上記給紙手段からの転写材と上記反転手段からの転写材
を判別する転写材判別手段を有し、 上記転写材判別手段からの信号により、上記定着装置の
定着条件の変更を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 上記定着装置は、互いに表面で圧接され
ていて自由に回転できる定着ローラおよび加圧ローラと
前記定着ローラ表面に圧接され、内部の熱源により前記
定着ローラを加熱しながら回転するヒートローラとを有
し、転写材に形成されたトナー像を前記定着ローラと前
記加圧ローラの間に加熱挟圧搬送して溶融定着させるこ
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】 少なくとも上記定着ローラもしくは上記
ヒートローラの一方、または両方にローラ表面の温度を
検知する温度検出手段を有し、上記温度検出手段の出力
により上記熱源の制御を行う第1の熱源制御手段と、上
記転写材判別手段からの出力により上記熱源の制御を行
う第2の熱源制御手段をもつことを特徴とする請求項
1、2に記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 上記定着ローラと上記ヒートローラが圧
接状態と非接触状態の着脱を可能にするローラ着脱機構
を有することを特徴とする請求項1、2に記載の画像形
成装置。
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