JP2001242733A

JP2001242733A - 画像記録装置

Info

Publication number: JP2001242733A
Application number: JP2000060347A
Authority: JP
Inventors: Toru Miyasaka; 徹宮坂; Akiko Oikawa; 亜紀子及川; Akira Sasaki; 暁佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】オフセットの発生しない安定な定着条件ととも
に、高い発色性やＯＨＰシートへの記録時における高い
透過性などの高画質画像記録を実現する。【解決手段】トナー像を形成した用紙やＯＨＰシートな
どを加熱定着する定着プロセスを、記録する用紙種や画
像および画質を考慮し、複数回に分けて行うことが可能
な制御手段を設ける。また、一度定着した記録紙を、再
度定着プロセスに戻す搬送手段を設ける。更には、複数
回に分けて定着プロセスを実行する場合、一回で定着を
終了する場合と異なる適正温度に制御する制御手段を設
ける。さらに、両面記録時においても、記録紙を少なく
とも３回以上定着プロセスを搬送・通過させる様に制御
するとともに、それぞれの定着プロセス通過時の温度や
搬送速度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタやファク
シミリおよび複写機などに用いられる画像記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスなどを用いた画像記録
装置は、感光体や中間転写体上に、着色微小粉体でなる
トナー画像を生成し、それを用紙やＯＨＰシートなどの
記録紙上に転写した後、定着装置により加熱・加圧など
の方法で記録紙上にトナー像を定着させることによって
画像記録を行う。一般的定着装置は、中央にヒータを有
するヒートロールと表面に弾性体を有するバックアップ
ローラより構成されている。表面にトナー画像を形成し
た記録紙は、トナー像面をヒートロール側に接触するよ
うに搬送し、ヒートロールとバックアップロールに挟ま
れて、トナー像がヒートロールに加圧接触させる。この
時、記録紙及び記録紙上のトナーはヒートロールによっ
て加熱され、溶解定着される。

【０００３】トナー定着プロセスにおいては、トナー加
熱温度が低すぎる場合も高すぎる場合も、ヒートロール
にトナーが移行するいわゆるオフセットが発生する。オ
フセットが発生すると記録画像が劣化する為、オフセッ
トが起こらない適正な温度でトナーを加熱定着ができる
ように定着温度は制御が行われる。

【０００４】カラー画像記録を行う画像記録装置では、
複数色のトナーを用いるために定着するトナー量が多い
とともに、発色性を確保するために、トナーを十分に溶
解する必要がある為、モノクロ画像記録時の定着プロセ
スよりもオフセットが発生しやすい。この為、ヒートロ
ールも表面にシリコンゴムを有する弾性ロールにすると
ともに、より高精度な温度制御が行われる。

【０００５】トナーを加熱する時間が長い方が、高精度
な加熱温度が得られやすい。この為、より高精度な定着
温度が要求されるカラー画像記録装置では、直径の大き
な定着ロールの適用、ベルトを用いてトナーおよび記録
紙の加熱区間を長くする、さらには、定着時の記録紙の
搬送速度を低下させるなどの方策が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、トナ
ーの定着性を確保しつつ、オフセットを防止する温度設
定範囲は、非常に狭く高精度な温度制御が必要である。
さらに、オフセットの生じない高精度な温度制御を実現
した場合においても、カラー画像記録時における発色性
など画質面では十分な性能を確保することは難しい。こ
れは、十分な発色性を得るためには、トナーを十分に溶
かす必要があるが、トナーを溶かしすぎると、オフセッ
トが発生し、トナーの一部がヒートロールに移行するこ
とによる画質劣化が生じるためである。

【０００７】特に、ＯＨＰシートへの画像記録時におい
ては、記録画像の高い透過性を得るために、トナーを十
分に加熱融解することが必要である。しかし、ＯＨＰシ
ートは加熱によってシート剛性が大きく低下する。この
ため、加熱しすぎるとシートの定着装置への巻き付きな
どが生じるため、十分なトナーの融解を実現する加熱を
行うことができない。

【０００８】また、両面画像記録可能な装置では、第１
面に用紙への画像転写および定着により形成された記録
紙を反転して、再び第２面に画像転写定着を行う。この
ような両面画像記録プロセスでは、第１面は２回定着プ
ロセスにより定着されるが、第２面画像は、一度しか定
着プロセスを通過しない。この為、第１面と第２面の発
色性に差が生じるなどの問題もある。

【０００９】本発明の目的の１つは、安定して高画質記
録が可能な画像記録装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、トナー像を形
成した用紙やＯＨＰシートなどを加熱定着する定着プロ
セスを、記録する用紙種や画像および画質を考慮し、複
数回に分けて行うことが可能な制御手段を設ける。ま
た、一度定着した記録紙を、再度定着プロセスに戻す搬
送手段を設ける。更には、複数回に分けて定着プロセス
を実行する場合、一回で定着を終了する場合と異なる適
正温度に制御する制御手段を設ける。さらに、両面記録
時においても、記録紙を少なくとも３回以上定着プロセ
スを搬送・通過させる様に制御するとともに、それぞれ
の定着プロセス通過時の温度や搬送速度を制御する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１から図４を用いて本発明の実
施例を説明する。図１は、本発明の画像記録装置の一実
施例を説明する図である。図１の装置は、複数色の着色
剤の画像であるトナー画像を重ね合わせることでカラー
画像を形成するカラー電子写真装置である。モノクロ電
子写真装置に比較して、カラー電子写真装置は複数色の
トナー画像を重ね合わせることから、定着時のトナー量
が多く、オフセットが生じやすい。また、カラー電子写
真装置は、写真など画像記録を行うことから高い発色性
が要求される。

【００１２】まず、図１の装置の画像記録プロセスを説
明する。装置は、感光体ベルト１と中間転写体ドラム２
からなる。感光体ベルト１上に帯電器３で一様な帯電を
行った後、露光装置４で画像情報に従った露光走査を行
うことで、感光体ベルト１上に静電潜像を形成する。図
の装置では、帯電器３は、グリッド電極で帯電電位を制
御できるコロナ放電装置であるスコロトロン帯電器を用
いて感光体ベルト１を帯電し、ポリゴンミラーの回転に
よってレーザ光の感光体ベルト上での走査を行う、いわ
ゆるレーザ走査露光装置を用いて静電潜像を形成した。
感光体ベルト１上に、形成された静電潜像は、黒現像機
５Ｋで黒色トナーを付着現像する。感光体ベルト１上に
形成された画像は、中間転写体ドラム２上に電気的に転
写する。転写後の感光体ベルト１には、イレーズランプ
６で光を照射することで、静電潜像を消去し、クリーニ
ング装置７で残留トナーを除去する。クリーニング後の
感光体ベルト１は、再び帯電器３で帯電され、露光装置
４で、次の色の画像情報に従った露光を行い、静電潜像
を形成する。次に、シアン現像機５Ｃで現像し、シアン
画像を感光体ベルト１上に形成する。シアン画像は、先
に形成した黒画像に重ねて、中間転写体ドラム２上に転
写される。転写後の感光体ベルトは、イレーズランプ
６，クリーニング装置７される。これを、マゼンタ画像
およびイエロー画像と繰り返すことで、中間転写体ドラ
ム２上に４色トナー画像の重ね合わせられた画像が形成
される。中間転写体ドラム２上に重ね合わせられた４色
画像は、給紙カセット１９から搬送された記録紙に、転
写ローラ８に電圧を印加することで一括して静電転写す
る。画像を転写された記録用紙は、定着装置９に搬送さ
れ加熱定着される。

【００１３】記録速度を優先する場合など、定着プロセ
スを１度で終了する場合は、そのまま排紙トレー２０に
搬送され画像記録が終了する。

【００１４】本実施例の定着装置９は、表面に弾性体を
有する２つの定着ローラ１０（ヒートローラ１０Ｈ，バ
ックアップローラ１０Ｂ）を加圧密着させ、各ローラの
内部にヒータを配置したものである。ローラ表面へのト
ナーの付着を防止するためにオイル塗布機構１１および
塗布オイル量を制御する為のオイル規制ブレード１２が
配置されている。さらに、ロールに付着したトナーをク
リーニングするクリーニングローラ１３が、配置されて
いる。ローラ表面に近接して、表面温度測定手段が、配
置されており、定着ローラの表面温度を測定し、ローラ
の内部に配置されたヒータを制御することで、ローラ表
面温度が一定となるように制御が行われる。

【００１５】定着装置におけるトナーの加熱温度が高く
なりすぎるとトナーが定着ロールに移行するホットオフ
セットが生じる。また、トナーの温度が低すぎる場合も
トナーが溶けきれずに定着ロールに移行するコールドオ
フセットが生じる。記録紙上のトナーを定着するために
は、これらのオフセットが生じない適正温度にトナーの
加熱温度を制御する必要がある。一方、トナーの発色性
を高くするためには、トナーを十分に溶かす必要があ
る。しかし、トナーのオフセットを防止しなければなら
ないため、トナーの発色性を十分に高くすることは難し
い。

【００１６】図１に示した本発明の画像記録装置では、
定着後の記録紙を再度定着手段に搬送する戻し搬送経路
１４を有している。本発明の装置では、写真画像などは
高い発色性が要求される画像記録を行う場合、一度定着
装置で定着した記録紙を再度戻し搬送経路で、定着装置
９に搬送し、最度定着することでより高い発色性を有す
る画像とすることができる。

【００１７】一度定着した記録画像を、再度定着装置に
より定着した場合、ホットオフセットおよびコールドオ
フセットが発生しにくくなり、オフセットの生じない温
度範囲が広くなる。また、複数回定着装置で、記録紙上
のトナーを加熱することで、トナーの融解が進み、発色
性を高くすることができる。本発明は、この事象を利用
することで、オフセットの発生を防止しつつ、トナーの
発色性を向上するものである。図１に示した本発明の構
成では、定着装置出口に設けられた搬送方向切り替え手
段１５によって、定着後の記録画像の搬送方向を、排紙
トレー２０側と戻し搬送経路１４側に切り替えることが
できる。必要に応じて、記録画像を何度でも定着装置９
に戻し搬送し定着を繰り返すことができる。

【００１８】図２に本発明の他の実施例を説明するため
の図である。図２の装置は、第１面を記録・定着後の記
録紙を排紙トレー２０に搬送せずに、スイッチバックト
レー１６に搬送し、用紙を反転後、第２面に、画像を記
録する搬送手段、いわゆる両面搬送経路１７を有する画
像記録装置である。両面記録搬送経路を通った記録紙
は、第２面の画像を中間転写体ドラム２から転写され、
定着装置９を通過後、排紙トレー２０に搬送、排紙され
る。この両面搬送経路を利用することでも、容易に、複
数回記録紙を定着装置９に搬送し、繰り返し定着を実現
させることができる。両面記録時は、第１面の画像は一
度定着装置９によって定着された後、第２面の記録・定
着時に再度、定着装置に搬送される。この為、第１面と
第２面の画像の発色性に差が生じやすい。本発明の画像
記録装置では、両面記録後の記録紙を、再度両面搬送経
路１７を用いて、定着手段に搬送するように制御する。
これによって、両面の画像が再度定着加熱されるため
に、各面の発色性の差が小さくなるとともに、より高い
発色性を有する画像を実現することができる。

【００１９】図２のような両面搬送経路１７を利用した
複数回の定着装置９への搬送では、定着面が、交互に反
転する。この為、片面のみの画像記録を行った画像を、
効率よく複数回定着するためには、図３に示すような非
反転搬送経路１８を有する構成が有効である。非反転搬
送経路１８は、図３の様に転写手前に用紙を搬送する方
式と図４のように定着装置９前に複数回搬送する方式が
考えられる。

【００２０】これらの経路への記録紙の搬送方向切り替
えは、搬送方向切り替え手段１５を配置することで容易
に切り替えることができる。

【００２１】本発明の実施例である図１から図４では、
戻し搬送経路１４や両面搬送経路１７をユニット化し、
装置に取り付ける構成とした。この様に戻し搬送ユニッ
トや両面搬送ユニットを用いることで、この様な戻し経
路を必要としない場合（高画質記録が必要ない場合や高
速記録が優先の場合など）、容易に装置を小型化でき
る。さらに、装置の拡張性が高く、図のように両面印刷
ユニットや戻し搬送ユニットなど各種ユニットへの対応
が容易とすることができる。

【００２２】定着装置９を１度だけ通過させて定着させ
る場合は、高い定着強度と高い発色性を得るために、ホ
ットオフセットの起こらない範囲で高めの温度での定着
が必要である。しかし、複数回定着装置９を通過させて
定着する場合は、定着装置９を１度だけ通過させて定着
させる場合に比較して、ホットオフセットの起こりにく
い低めの温度でも、より高い定着強度と発色性を実現で
きる。この為、定着時の温度制御も比較的容易になる。
しかし、記録速度を速くするためには、１回の定着のみ
で排紙することが好ましく、記録画像に応じた定着回数
の設定をする必要がある。本発明の実施例では、プリン
タのパネルより設定する方式を採用したが、記録画像情
報などを用いて、最適に自動制御する方式も考えられ
る。また、両者の併用も有効である。

【００２３】複数回の定着を行う本発明方式は、用紙へ
の記録に加えて、ＯＨＰシートなどへの画像記録時に
も、有効な画質改善効果がある。ＯＨＰシートへのカラ
ー画像記録時は、高い透過性が要求されるために、用紙
への画像記録と同等もしくはそれ以上にトナーを十分に
溶かす必要がある。ＯＨＰシートは、加熱することによ
ってＯＨＰシート自身の剛性が低下し、シートが定着ロ
ールに巻付きやすくなる。本発明の画像記録装置では、
複数回、定着装置９に搬送し、繰り返し定着を行うこと
で、トナーを十分に融解し、高い透過性を実現できると
ともに、各回において、定着装置を通過させるときの定
着温度を低く設定できるために、ＯＨＰシートの温度上
昇も少なく、剛性低下し難い条件下での定着を実現でき
ることから、安定して高透過性のＯＨＰシートへの定着
画像を提供できるものである。

【００２４】本発明の複数回定着装置に搬送し、繰り返
し定着動作を行う方式は、印写画像の画質向上への効果
は大きいが、記録速度の低下を招くものである。この為
に、記録画像や記録シート条件に応じて、定着回数を制
御することが重要である。さらに、定着回数や記録画像
に応じて、定着装置の速度や温度条件を最適となるよう
に制御することも重要である。

【００２５】複数回に分けて同一画像を定着する場合、
１度目の定着は、発色性は悪いが、オフセットの起こり
にくい低めの温度で定着し、２度以降の定着では、オフ
セットが起こり難いため、発色性を改善する為に、トナ
ーを加熱する温度を高めに設定したり、定着時間が長く
なるように低速で定着するように制御する方式が考えら
れる。この他にも、複数回に分けて定着する場合、記録
した画像や記録した媒体に対応した種々の定着温度や速
度の設定を用いることが可能となる。

【００２６】このように、本発明では、複数回定着動作
を行うことで安定して、発色性や透過性の高い高画質画
像記録を実現できる画像記録装置を提供できる。

【００２７】本発明の実施例では、感光体ベルト１と中
間転写体ドラム２を用いたカラー電子写真装置への適用
例を説明したが、感光体ドラム１や中間転写体ベルト２
を用いるカラー電子写真装置や、感光体ベルト１上で４
色画像を形成後、用紙に転写する方式のカラー電子写真
方式にも適用できるものである。また、上述してきた本
実施例の感光体及び中間転写体は、ベルト形状，ドラム
形状を用いて説明しましたが、特に限定するものではな
く、ドラム形状の感光体や、ベルト形状の中間転写体を
用いても同様の効果が得られる。但し、感光体をベルト
形状とし、中間転写体をドラム形状にして図１に記載の
ような配置構成にすることで装置全体の小型化が実現で
きるとともに多種多様な記録紙に対応できる装置を提供
できる効果がある。

【００２８】加えて、モノクロ電子写真装置、さらには
用紙への着色剤による画像形成と定着手段を必要とする
各種記録方式にも本発明の方式を容易に適用できること
は言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】安定に高画質記録が可能な画像記録装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の一実施例を説明する図
である。

【図２】両面印刷機構を利用した本発明の一実施例を説
明する図である。

【図３】両面印刷機構を利用した本発明の他の実施例を
説明する図である。

【図４】両面印刷機構を利用した本発明の他の実施例を
説明する図である。

【符号の説明】

１…感光体ベルト、２…中間転写体ドラム、３…帯電
器、４…露光装置、５Ｋ…黒現像装置、５Ｃ…シアン現
像装置、５Ｍ…マゼンタ現像装置、５Ｙ…イエロー現像
装置、６…イレーズランプ、７…クリーニング装置、８
…転写ローラ、９…定着装置、１０…定着ローラ、１０
Ｈ…ヒートローラ、１０Ｂ…バックアップローラ、１１
…オイル塗布機構、１２…オイル規制ブレード、１３…
クリーニングローラ、１４…戻し搬送経路、１５…搬送
方向切り替え手段、１６…スイッチバックトレー、１７
…両面搬送経路、１８…非反転搬送経路、１９…給紙カ
セット、２０…排紙トレー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木暁茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立多賀エレクトロニクス内Ｆターム(参考） 2H028 BA06 BA09 BB02 2H033 AA11 AA46 BA01 BB37 CA16 CA20 CA30 CA35 CA40 5C074 AA02 BB02 BB26 CC26 DD09 DD11 DD13 EE08 EE15 FF15 GG14 GG15 HH02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録紙上に、着色剤を転写する転写手段
と、前記記録紙上に転写された着色剤を、定着させる定
着手段とを有する画像記録装置において、前記定着手段は、前記着色剤が転写された前記記録紙の
定着する回数を可変することを特徴とする画像記録装
置。
【請求項２】請求項1記載の画像記録装置において、前記定着手段で定着後の記録紙を、再び前記定着手段に
搬送する搬送手段を有することを特徴とする画像記録装
置。
【請求項３】請求項１記載の画像記録装置において、前記定着手段は、２つのローラを有し、前記定着手段で定着後の記録紙を、前記定着手段内の前
記２つのローラを逆回転させることで、再度前記定着手
段に搬送し、定着することを特徴とする画像記録装置。
【請求項４】請求項１記載の画像記録装置において、複数回記録紙を定着させるために複数の定着手段を有す
ることを特徴とする画像記録装置。
【請求項５】請求項１記載の画像記録装置において、前記記録紙の両面に画像記録を行うために片面に画像記
録後の記録紙を反転し、再度前記転写手段に搬送する両
面搬送手段を有し、前記両面搬送手段により記録紙を搬送することで、定着
手段に複数回、前記記録紙が搬送され定着されることを
特徴とする画像記録装置。
【請求項６】請求項１乃至５の少なくとも１つに記載の
画像記録装置において、記録する記録紙面の数以上の回数を前記定着装置に記録
紙を搬送し定着することが可能であることを特徴とする
画像記録装置。
【請求項７】請求項６記載の画像記録装置において、前記両面搬送手段は、前記記録紙を反転せずに再度前記
転写手段に搬送するための非反転搬送手段を有している
ことを特徴とする画像記録装置。
【請求項８】請求項１記載の画像記録装置において、記録する画質や記録紙の種別に基づいて、自動もしく
は、手動にて前記定着手段に記録用紙を搬送する回数を
変更させることを特徴とする画像記録装置。
【請求項９】請求項１記載の画像記録装置において、前記定着手段において複数回、記録紙を加熱定着する場
合、１回定着完了時と、異なる速度で定着するように既
定着手段を制御することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１０】請求項２記載の画像記録装置において、前記定着手段によって複数回記録紙を加熱定着する時、
１回定着完了時と、異なる温度で定着するように定着温
度を制御することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１１】請求項９記載の画像記録装置において、前記定着手段において複数回、記録紙を加熱定着する場
合、１回定着完了時より、高速で定着するように速度制
御することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１２】請求項１１記載の画像記録装置におい
て、前記定着手段において複数回、記録紙を加熱定着する場
合、１回定着完了時より、低温で定着するように温度制
御することを特徴とする画像記録装置。