JP2003050519A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
装置における非通紙部昇温の抑制と小サイズスループッ
ト向上を図ることを目的とする。 【解決手段】固定配置された加熱体21と、この加熱体
21に内面が接触して摺動する加熱用回転体23と、こ
の加熱用回転体23を介して加熱体21とニップ部Nを
形成する加圧用回転体24と、を有し、ニップ部Nの加
熱用回転体23と加圧用回転体24の間で画像tを担持
した被記録材Pを挟持搬送し加熱用回転体23を介した
加熱体21からの熱により被記録材P上の画像tを加熱
する像加熱装置6を有し、また画像形成速度を複数有す
る画像形成装置において、被記録材サイズ情報に応じ
て、画像形成速度と加熱体Pの制御温度及び制御温度テ
ーブル及び被記録材の搬送間隔を可変とすること。より
具体的には小サイズ時には画像形成速度を低下させ、温
調、スループットを最適化させる。
Description
方式あるいは直接方式で形成担持させた未定着画像を加
熱して永久固着画像として定着させる、あるいは仮定着
させる、あるいは被記録材上の画像を加熱してつや等の
表面性を改質する像加熱装置、及びそれを有する画像形
成装置に関するものである。
リンタ等の多くは像加熱装置である加熱定着装置(定着
器)として熱効率、安全性が良好な接触加熱型の熱ロー
ラ定着方式の装置や、省エネルギータイプ(オンデマン
ド)のフィルム加熱方式の装置を採用している。
用回転体としての加熱ローラ(定着ローラ)と、これに
圧接させた加圧用回転体としての弾性加圧ローラを基本
構成とし、この一対のローラを回転させて該両ローラ対
の圧接ニップ部である定着ニップ部に未定着画像(以
下、トナー画像と記す)を形成担持させた被加熱材とし
ての被記録材(転写材シート・静電記録紙・エレクトロ
ファックス紙・印字用紙等)を導入して定着ニップ部を
挟持搬送通過させることで、加熱ローラからの熱と定着
ニップ部の加圧力にてトナー画像を被記録材面に永久固
着画像として熱圧定着させるものである。
例えば特開昭63−313182号公報、特開平2−1
57878、4−44075〜44083、4−204
980〜204984号公報等に提案されており、固定
配置したセラミックヒータ等の加熱体に加熱用回転体で
ある耐熱性フィルム(定着フィルム)を加圧用回転体
(弾性加圧ローラ)で密着させて摺動搬送させ、該フィ
ルムを挟んで加熱体と加圧用回転体とで形成される圧接
ニップ部である定着ニップ部にトナー画像を担持した被
記録材を導入してフィルムと一緒に搬送させて、フィル
ムを介して付与される加熱体からの熱と定着ニップ部の
加圧力によってトナー画像を被記録材上に永久画像とし
て定着させる装置である。
体としてセラミックヒータ等の低熱容量線状加熱体を、
フィルムとして薄膜の低熱容量のものを用いることが出
来るため、省電力化・ウエイトタイム短縮化(クイック
スタート性、オンデマンド)が可能である。またフィル
ム加熱方式の加熱定着装置はフィルム駆動方法としてフ
ィルム内面に駆動ローラを設ける方法、また加圧ローラ
を駆動ローラとして用い加圧ローラとの摩擦力でフィル
ムを駆動する方法が知られているが、近年では部品点数
が少なく低コストな構成である加圧ローラ駆動方式が多
く用いられている。
の定着装置においては、定着装置が低熱容量のため搬送
方向に直交する方向の幅が狭い被記録材を加熱定着する
際に、被記録材から搬送領域外部の昇温(以下非通紙部
昇温と呼ぶ)が大きくなるという問題があった。
る支持部材(多くの場合断熱性に優れた耐熱樹脂を使
用)が溶融する。又定着フィルム表面に設けられた離型
層であるフッ素樹脂層がダメージを受け、耐久性能が低
下する等の問題が発生する。
える為に例えば特開平7−199694号公報にあるよ
うに被記録材幅に応じてスループット(給送間隔)を変
化させ、被記録材幅が狭いときにはスループットを低下
させる(給送間隔を広げる)ことにより非通紙部昇温が
過度にならないよう制御する方法が知られている。
4−143783号公報にあるように被記録材幅に応じ
て加熱体の発熱領域を選択する方法等が知られている。
プットを低下させる方式では、画像形成装置の高速化に
伴い、最大サイズ幅と幅の狭い被記録材のスループット
に極端な差が生じ、画像形成装置を高速化したとして
も、画像形成速度に比例してスループットが早くなるの
は最大サイズ幅の被記録材のみで幅狭の被記録材は画像
形成速度の増加に対して殆どスループットが向上しない
という問題がある。
着器で使用すると温調温度が高い場合被記録材のエッジ
部の温度上昇により非常に早い段階で定着フィルム表層
の摩耗が生じ、最大サイズ紙なら20万枚の通紙耐久で
問題の無い定着器でも幅狭の被記録材を連続通紙すると
5万枚程度で被記録材エッジ部の定着フィルム表層摩耗
の問題が発生してしまっていた。
選択する方法では、被記録材幅に応じて複数の発熱パタ
ーンを加熱体上に形成しなければならず、更にそれに応
じて発熱体への通電制御回路を複数設ける必要があり、
コストが増加し、また回路の実装面積が大きくなること
による画像形成装置の大型化を招く等の欠点を有してい
る。この場合も全ての被記録材サイズに対応して加熱体
の発熱領域を設定することは不可能なため上記と同様に
幅狭サイズの被記録材エッジ部摩耗の問題解決に対して
は不十分な技術であった。
98214号公報では2種類の解像度を有し、解像度に
応じて画像形成速度を切替え、低解像度時に対して高解
像度時の画像形成速度を低速(半速)とし封筒等の幅狭
の被記録材は高解像度の画像形成速度で画像形成を行
い、その結果非通紙部昇温を緩和させることができると
いうことが記載されている。
速度を低下させた場合、幅狭の被記録材のスループット
も画像形成速度に比例して低下するため、幅狭の被記録
材のスループットを向上させることは難しい。
情報量が増大し画像形成装置の画像展開に要する時間も
長くなり、幅狭の被記録材のスループット向上へ寄与す
ることが難しくなる。
置を具備した画像形成装置における非通紙部昇温の抑制
と小サイズスループット向上を図ることを目的とする。
徴とする画像形成装置である。
体に内面が接触して摺動する加熱用回転体と、この加熱
用回転体を介して加熱体とニップ部を形成する加圧用回
転体と、を有し、ニップ部の加熱用回転体と加圧用回転
体の間で画像を担持した被記録材を挟持搬送し加熱用回
転体を介した加熱体からの熱により被記録材上の画像を
加熱する像加熱装置を有し、また画像形成速度を複数有
する画像形成装置において、被記録材サイズ情報に応じ
て、画像形成速度と加熱体の制御温度及び制御温度テー
ブル及び被記録材の搬送間隔を可変とすることを特徴と
する画像形成装置。
おいて、被記録材の搬送方向と直交する方向の幅が所定
幅より狭いときは画像形成速度を低下させることを特徴
とする画像形成装置。
を有する画像形成装置において、画像形成速度が早くな
っても被記録材のサイズによらず十分なスループットを
得ることが可能となる。
置において、被記録材サイズに応じて被記録材サイズ群
を複数設定し、各被記録材サイズ群に対して、被記録材
搬送速度と加熱体の制御温度及び制御温度テーブル及び
被記録材の搬送間隔を可変とすることを特徴とする画像
形成装置。
記載の画像形成装置において、少なくとも設定した被記
録材サイズ群の中の搬送方向最大長の被記録材を連続的
に搬送する際に、被記録材間隔が最小となることを特徴
とする画像形成装置。
を有する画像形成装置において、画像形成速度が早くな
っても多くの種類の被記録材のサイズに対して十分なス
ループットを得ることが可能となり、同時に画像形成装
置の定着制御の簡素化が図れる。
が、被記録材幅が所定幅より狭いときは最大サイズ幅の
被記録材を像加熱装置内に搬送する速度に対して70m
m/sec以上遅い搬送速度で被記録材を搬送すること
を特徴とする画像形成装置。
が、被記録材幅が所定幅より狭いときは最大サイズ幅の
被記録材の加熱温度に対して40℃以上低い加熱温度で
被記録材を加熱することを特徴とする画像形成装置。
を有する画像形成装置において、画像形成速度が早くな
っても被記録材のサイズによらず十分なスループットを
得る為に最適化を図ることが可能となる。
設けられた像加熱装置の加熱体が絶縁性基板上に通電発
熱体を形成し、該通電発熱体が通電により発熱すること
により被記録材を加熱し、該通電発熱体が被記録材搬送
方向に対して複数形成され、被記録材搬送方向上流側の
通電発熱体の発熱量が下流側に比べ大となることを特徴
とする画像形成装置。
形成装置が、被記録材幅が所定幅より狭いときは画像形
成装置の画素密度一定の状態で画像形成速度を低下させ
ることを特徴とする画像形成装置。
要する時間が不必要に長くなることが無くなり被記録材
サイズによらず十分なスループットを得ることができ
る。
が、被記録材幅が所定幅より狭いときは画像形成装置の
画素密度一定の状態で画像形成速度を一方の画像形成速
度に対して整数比の速度に低下させることを特徴とする
画像形成装置。
クが1種類で複数の画像形成速度の画像形成が可能とな
るため、装置のコストを増大させることが無くなる。
が、被記録材幅が所定幅より狭いときは画像形成装置の
画素密度一定の状態で画像形成速度を低下させ、画像形
成速度に応じて画像クロックを変更することを特徴とす
る画像形成装置。
最適な画像形成速度を設定することができ、スループッ
トの最適化が図れる。
である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス
利用のレーザ・ビーム・プリンタであり、最大サイズ幅
がレターサイズ(216mm)で、プリントスピードが
毎分レターサイズで35枚、被記録材(転写材)送り速
度は200mm/secである。
ドラム)であり、OPC、アモルファスSi等の感光材
料をアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基板上
に形成した構成から成る。
速度で回転駆動され、まずはじめに帯電装置である帯電
ローラ2により所定の極性・電位に一様に帯電される。
次に、その一様帯電面に露光手段であるレーザ・ビーム
・スキャナ3によりプリントすべき画像情報の走査露光
Lがなされることで、感光ドラム1上に静電潜像が形成
される。レーザ・ビーム・スキャナ3は画像情報の時系
列電気デジタル画素信号に対応してON/OFF制御さ
れたレーザ・ビームを出力して回転する感光ドラム1面
を走査露光する。
現像装置4でトナー画像として現像され、可視化され
る。tは現像装置4内に収容した現像剤(トナー)であ
る。現像方法としては、ジャンピング現像法、2成分現
像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像との組み
合わせで用いられることが多い。
ーラ5により感光ドラム1上から被記録材(以下、転写
材と記す)P上に転写される。転写材Pは給紙カセット
8内に積載収納させてあり、給紙ローラ9の作動により
一枚分離給送され、レジストローラ11を含むシートパ
ス10を通って感光ドラム1と転写ローラ5との圧接ニ
ップ部である転写部に所定の制御タイミングにて搬送・
導入される。
Pは加熱定着装置6へ搬送され、加熱定着装置の定着ニ
ップ部で加熱・加圧されて転写材上に永久画像として定
着される。
転写残留トナーはクリーニング装置7により感光ドラム
1表面より除去され、感光ドラム面は繰り返して作像に
供される。
2を通って排紙トレイ13上にプリントとして排紙され
る。
面模型図である。本例の加熱定着装置6は特開平4−4
4075〜44083号公報、同4−204980〜2
04984号公報等に開示のエンドレス状(円筒状)の
耐熱性フィルムを用いたテンションレスタイプのフィル
ム加熱方式の像加熱装置である。
の加熱体(熱源:以下、ヒータと記す)である。このヒ
ータ1の具体的構造は後述する。
円弧状樋型のフィルムガイド部材(ステイ)である。上
記のヒータ21はこのフィルムガイド部材22の下面の
略中央部に部材長手に沿って具備させたヒータ収容凹溝
部22aに嵌め入れて取り付けてある。
(円筒状)の耐熱性フィルム(以下、定着フィルムと記
す)である。この定着フィルム23は上記のようにヒー
タ21を取り付けたフィルムガイド部材22に対して周
長に余裕を持たせた形でルーズに外嵌させてある。
クイックスタート性を向上させるために、肉厚を総厚1
00μm以下、好ましくは60μm以下20μm以上と
し、ポリイミド、PEEK等の耐熱樹脂フィルム、また
はNi電鋳フィルム、ステンレスシームレスフィルム等
の金属フィルムを使用する。金属フィルムの場合は熱伝
導性が良好なためその厚みは150μm以下で十分実用
可能となる。
筒型上にポリイミドワニスを塗布した後、加熱硬化させ
ることで所定厚みのポリイミド層を形成し、その上に接
着層を塗布し、PFA粉体を静電塗装又はPFA、PT
FEディスパージョンをスプレー塗装またはディッピン
グ塗装等行い、その後焼成またはPFAチューブをポリ
イミドフィルムに被覆し溶着することで所定の厚みの離
型層としてのフッ素樹脂層を形成した。本実施例では総
厚みが65μm(基層のポリイミド層は50μm)、内
径が25mmの定着フィルムを使用した。
ラであり、鉄、アルミ等の芯金24aの上にシリコーン
ゴム層24bを有し、更にその上に離型層としてPFA
チューブ層24cを有する。より具体的には、加圧ロー
ラ24は、鉄、アルミ等の芯金24aをブラスト等の表
面粗し処理を行った後、洗浄を行い、次いで芯金24a
を筒型に挿入し、液状のシリコーンゴムを型内に注入し
加熱硬化させる。この時加圧ローラ表面層に離型層とし
てPFAチューブ等の樹脂チューブ層24cを形成する
為に、型内に予め内面にプライマーを塗布したチューブ
を挿入しておくことにより、ゴムの加熱硬化と同時にチ
ューブ24cとゴム層24bの接着を行う。このように
して成型された加圧ローラは脱型処理した後、2次加硫
を行う。
れぞれ装置の不図示の手前側と奥側のシャーシ側板間に
軸受を介して回転自由に支持させてある。この加圧ロー
ラ24の上側に、ヒータ21を取り付け、定着フィルム
23を外嵌させたフィルムガイド部材22をヒータ21
側を下向きにして対向させて、加圧ローラ24の上面と
の間に定着フィルム23を挟ませて位置させる。そして
フィルムガイド部材22を不図示の付勢手段で加圧ロー
ラ24の弾性に抗して下方に押圧付勢することでヒータ
21の下向き面と加圧ローラ24とを定着フィルム23
を挟んで所定の押圧力をもって圧接させて所定幅の定着
ニップ部Nを形成させてある。本実施例では外径25m
m、シリコーンゴム層の肉厚が4mm、表層には50μ
mのPFAチューブ層を有し、硬度がAskerC硬度
計による測定で50度の加圧ローラを使用し、加圧力は
137N(14Kg)、ニップ幅7mmとなるようにし
た。
反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧
ローラ24の回転による該ローラの外面と定着フィルム
23の外面との、定着ニップ部Nにおける圧接摩擦力で
定着フィルム23に回転力が作用して、該定着フィルム
23がその内面が定着ニップ部Nにおいてヒータ21の
下面に密着して摺動しながら矢印の時計方向に加圧ロー
ラ24の回転周速度に略対応した周速度、即ち画像形成
部側から搬送されてくる未定着トナー画像tを担持した
転写材Pの搬送速度と略同一周速度をもってフィルムガ
イド部材22の外回りをシワなく回転駆動される(加圧
ローラ駆動方式)。フィルムガイド部材22の外面と定
着フィルム23の内面との間にグリス等の潤滑剤を介在
させることで定着フィルム23の回転をより滑らかなも
のにすることができる。
定着フィルム23が回転状態になり、後述するようにヒ
ータ21に通電がなされて該ヒータ21の発熱で定着ニ
ップ部Nが所定の温度に立ち上がって温調された状態に
おいて、定着ニップ部Nの定着フィルム23と加圧ロー
ラ24との間に未定着トナー画像tを担持した転写材P
が導入され、定着ニップ部Nにおいて転写材Pのトナー
画像担持面側が定着フィルム23の外面に密着して定着
フィルム23と一緒に定着ニップ部Nを挟持搬送されて
いく。
熱が定着フィルム23を介して転写材Pに付与され、転
写材P上の未定着トナー画像tが加熱溶融定着される。
転写材Pは定着ニップ部Nを定着ニップ部Nを通過する
と回転する定着フィルム23の外面から曲率分離して搬
送される。
面)側の一部切り欠き平面模型図と、給電系のブロック
回路図、(b)は同ヒータの表面側の平面模型図、
(c)は(b)図のc−c線に沿う拡大横断面模型図で
ある。
紙方向)と略直交する方向を長手とする細長・薄肉のヒ
ータ基板である。このヒータ基板21aは耐熱性・電気
絶縁性・良熱伝導性・低熱容量の部材であり、一般にア
ルミナA12O3や窒化アルミニウム(AlN)等のセラ
ミックス材料が用いられる。
の裏面側の略中央部に基板長手に沿って具備させた電力
供給により発熱する発熱源としての、厚膜印刷し所望の
抵抗値を有する、第1と第2の2本の通電発熱体(抵抗
発熱体)である。
1b、21b′は、例えば、銀−パラジウム(Ag/P
d)、Ta2N等の電気抵抗材料ペースト(抵抗ペース
ト)を例えば厚さ10μm、幅1〜3mmの線状あるい
は細帯状パターンにスクリーン印刷等により塗工し焼成
することにより形成される。
置する第1の通電発熱体21bの幅を2mm、下流側に
位置する第2の通電発熱体21b′の幅を1mmとし、
第1の通電発熱体21bの発熱量を第2の通電発熱体2
1b′に比べ高くしている。又ヒータ基板21aには1
2mm幅のAlNを使用し、通電発熱体21b、21
b′がヒータ基板21aに対して定着ニップ部Nと反対
側に位置する裏面加熱方式を採用した。
ータ基板21aの裏面側両端部面にそれぞれ具備させた
第1と第2の給電電極部対であり、それぞれ上記第1と
第2の通電発熱体21b、21b′のその側の端部と電
気的に導通させてある。給電電極部21c・21c、2
1c′・21c′は、例えば、銀(Ag)等の導電材ペ
ーストを所要パターンにスクリーン印刷等により塗工し
焼成することにより形成される。
1c、21c′・21c′の部分を除いてヒータ裏面
(基板裏面側)を全面的に被覆させたガラス等の電気絶
縁性オーバーコート層である。
面)に接着固定した温度検知素子としてのサーミスタで
ある。
面的に被覆させた表面保護層・フィルム摺動層としての
ガラス等の電気絶縁性オーバーコート層である。このオ
ーバーコート層21d′側がヒータ表面側であり、ヒー
タ21はフィルムガイド部材22の下面のヒータ収容凹
溝部22a内に該表面側を下向きに露呈させて嵌め入れ
て取り付けてあり、定着フィルム23は定着ニップ部N
においてこのヒータ21の下向き表面のオーバーコート
層21d′面に内面が密着して摺動移動する。
の給電コネクタ104・104が嵌着され、給電回路か
ら第1と第2の給電電極21c・21c、21c′・2
1c′間に電圧が印加されて第1と第2の通電発熱体2
1b、21b′が発熱することでヒータ21が全体的に
迅速に昇温する。
ーミスタ21eでモニターされ、その検知温度情報(ヒ
ータ温度情報)がエンジン制御部(制御回路)100に
入力する。エンジン制御部100はヒータ21の温度を
所定温度に維持するために、上記の入力ヒータ温度情報
に基づいて第1と第2の駆動回路(ドライバ)101、
101′を介して第1と第2の電源回路(交流電源)1
02、102′を制御し、この第1と第2の電源回路1
02、102′からそれぞれヒータ21の第1と第2の
通電発熱体21b、21b′への通電量を独立に制御す
る。
ープット(ppm)制御を行う。本実施例の画像形成装
置は画像形成速度(mm/sec)を2速有しており、
解像度は600dpiで設定されており、高速時はレー
ザスキャナの6面ポリゴンミラーの全ての面を使用し、
低速時は6面ポリゴンミラーの半分を使用し1面おきに
画像を印字することで低速時にも高速時と同じ600d
piの解像度で画像形成が可能であり、画像クロックも
同じになる。
レター(幅216mm、長さ279.4mm)、リーガ
ル(幅216mm、長さ355.6mm)サイズの被記
録材に対しては紙間(連続給送したとき、N頁目の後端
とN+1頁目の先端部の距離)を65mmに設定し、各
サイズ毎のスループットはA4サイズで33枚/分、レ
ターサイズで34.8枚/分、リーガルサイズで28.
5枚/分となる。
画像形成装置がとり得る最小紙間とされる(給紙タイミ
ングのばらつき、搬送路中のセンサの応答タイミングの
ばらつき等で保証可能な最低紙間量を意味している)。
m)、A5(幅148mm、長さ210mm)、EXE
(幅184.1mm、長さ266.7mm)サイズの被
記録材は一つのグループとして設定し、画像形成速度を
上記A4系の半分とした100mm/secとし上記被
記録材群の最大長であるEXEサイズの紙間が65mm
となるようスループットを制御する。
ループットは18枚/分となる。
ズに関しては主に封筒を中心としたグループとして設定
し、対象となる被記録材は例えばCom10(幅105
mm、長さ241.3mm)、DL(幅110mm、長
さ220mm)等のサイズの封筒を含んでいる。封筒系
に対してはB5封筒と呼ばれるものが最も長さが長いた
め(長さ248mm)、この封筒長に対して画像形成速
度が100mm/secで紙間が65mmとなるようス
ループット制御を行う。
9.2枚/分で制御される。
プットが得られるレターサイズに対して、幅狭の被記録
材を半速の画像形成速度で搬送しても、1/2以上のス
ループットを得ることが可能となる。
置にサイズ情報が与えられない場合)の時は不定型サイ
ズとして取扱い画像形成装置が搬送可能な最大長である
リーガルサイズの長さに対して紙間65mmとなるよう
スループット制御する。
00mm/secで得られるスループットは一律14.
3枚/分となる。
スループット制御を行うことにより制御の簡略化が図れ
るだけでなく、被記録材サイズが多少定型サイズからは
ずれたとしても、そのサイズに近い定型サイズグループ
のスループットで処理することにより最適なスループッ
トが得られる。又被記録材グループの中の最大長の被記
録材が最小紙間で搬送され、その他の紙種はその時のス
ループットで一律制御されることにより後述する理由に
より、被記録材種類により過度な非通紙部昇温の発生を
抑えることが可能となる。
の各被記録材サイズに対する加熱体温度制御テーブルを
示す。
温度の関係は連続プリント時に最初の1頁から枚数カウ
ンターを増加さ1枚毎増加させていき、最初の10枚目
までは210℃でヒータ温度を制御し、その後11〜6
0枚目までは200℃でヒータを制御していることを示
している。
了後まだ定着装置が十分温まっている状態からプリント
を開始する場合等はプリントの頁数と枚数カウンターの
値を一定のアルゴリズムで対応させてヒータ温度を最適
制御する。
タ21の第1と第2の通電発熱体21b、21b′に対
して同じ通電量で制御するが、低速時には定着ニップ部
搬送方向上流側に位置する第1の通電発熱体21bへの
通電量を第2の通電発熱体21b′に対して1.5倍と
している。
熱体21b、21b′の発熱量比は2:1だが、低速時
には3:1となる。
(1)に示すように高速時にはヒータ面上の搬送方向温
度分布がフラットとなる。一方、低速時には図4の
(2)に示すようにヒータ面上の搬送方向温度分布は定
着ニップ部上流側が高い温度となる分布を示す。
ヒータ面上の温度測定サーミスタ、サーモスイッチ等の
安全素子の耐熱温度に近い温度でヒータ温度を制御する
為、ヒータ面上の最大温度が制限される。従ってヒータ
面上の温度分布はフラットな方が上記部材等にダメージ
を与えることが少なく、同時に定着ニップ部領域内で被
記録材に与える熱量が最大となる。
制約が無い。この場合、非通紙部昇温に有利なヒータ面
上温度分布を有しているのが好ましく、特に温度上昇し
やすいヒータ面ニップ下流側の温度が低い方が非通紙部
昇温量は少ない傾向がある。
b・21b′の発熱量比を1:1,2:1,3:1とし
たとき,それぞれの場合の適正温度(定着性が良好な温
度領域)で100mm/secの画像形成速度で封筒
(Com10サイズ)を連続プリントした場合、発熱量
比1:1では適正温度が148℃、非通紙部昇温は24
0℃となり、発熱量比が2:1の場合は適正温度が14
3℃、非通紙部昇温は235℃、発熱量比が3:1の場
合は適正温度が145℃、非通紙部昇温が230℃とな
った。
温度分布のピーク値を測定している。これは定着ニップ
部内のヒータ面上温度分布が被記録材がニップ内に有る
場合よりも無いとき、即ち加圧ローラが直接定着フィル
ムを介してヒータの熱を伝熱されるときの方が搬送方向
下流側のヒータ面温度が高くなる傾向が有るためであ
る。
プット制御することで各被記録材に対して十分な定着性
が得られると同時に、非通紙部昇温も抑えることが可能
となる。
2−3の条件で連続プリントしたとき図5の(1)に示
すように非通紙部昇温は最大で230℃に抑えることが
できた。このとき定着性も宛名がこすれて掠れることも
無く良好であった。
像形成速度で連続通紙する場合、100mm/sec時
と同等の定着性を維持した状態で非通紙部昇温を230
℃に抑えようとしたとき、図5の(2)に示すように各
スループット毎の非通紙部昇温のグラフから得られるス
ループットは高々10枚/分であり、低速下で封筒を通
紙した方が生産性が上がることが判る。
00mm/secの画像形成速度で毎分10枚のスルー
プットで連続通紙したときには6万枚時点で封筒端部の
定着フィルムトップ層に削れ跡が見られ、その後A4サ
イズ紙を連続通紙したところ、約5000枚時点で封筒
端部に相当する位置にオフセットが発生した。
で毎分19.2枚のスループットで連続通紙したときは
10万枚の耐久でも定着フィルムトップ層の封筒端部相
当位置に削れ跡はみられなかった。
材に関しても同様のことがいえ、例えば坪量128g/
m2でA5サイズの被記録材を連続通紙した場合でも図
6の(1)のグラフに示すように非通紙部昇温は215
℃までしか上昇しなかった。
mm/secの画像形成速度で連続通紙する場合、10
0mm/sec時と同等の定着性を維持した状態で非通
紙部昇温を230℃に抑えようとしたとき、図6の
(2)に示すように各スループット毎の非通紙部昇温の
推移から得られるスループットは高々14枚/分であ
り、封筒時と同様、低速下でA5サイズの被記録材を通
紙した方が生産性が上がることが判る。
録材を搬送したときの方が高速化で幅狭の被記録材を搬
送するのに対して生産性が向上する条件について以下に
示す。
速時と低速時に十分な画像形成速度差があり、その結果
低速時のヒータ温度が高速時に比べ十分低くすることが
可能な場合である。
置により効果を得ることができる。逆に画像形成速度の
遅い画像形成装置では低速モードにしたときの画像形成
速度が遅すぎるために高速時にたいして生産性があがる
ことが無くなってしまう。本発明者らの検討では低速時
の生産性が高速時を上回るためには高速時と低速時のヒ
ータ温度差が40℃以上設けられるときで、この場合ス
ループットを上げる効果がヒータ温度を下げた効果で1
0〜15枚/分程度稼ぐことが可能となる。
成速度差が70mm/sec以上必要となり、例えば低
速時の画像形成速度を高速時の半速にする場合には、高
速時の画像形成速度として140mm/sec以上必要
となる。
発明者らの検討では加圧力、ニップ幅、画像形成速度の
影響は殆ど無くヒータ温度の絶対値が支配的であり、P
FA、PTFE等のフッ素樹脂の高温下での摩耗特性に
依存しており、170℃のヒータ設定温度では7万枚程
度の耐久性しか得られず、10万枚以上の耐久性をえる
ためには160℃以下、好ましくは150℃以下のヒー
タ温度設定が必要なことが判った。
実施例に対して、被記録材幅に対応して複数の画像形成
速度を選択することを特徴としている。
置は前記第1の実施例と同様なので説明は省略する。以
下本実施例について説明を行う。
のようなスループット制御を行う。本実施例の画像形成
装置は画像形成速度を3速有しており、解像度は600
dpiで設定されており、高速時はレーザスキャナの6
面ポリゴンミラーの全ての面を使用し、第1の低速時は
ポリゴンミラーの回転数を画像形成速度比に合わせて低
下させる。この時は画像クロックも画像形成速度比に合
わせて設定される。第2の低速時には6面ポリゴンミラ
ーの半分を使用し1面おきに画像を印字することで低速
時にも高速時と同じ600dpiの解像度で画像形成が
可能であり、画像クロックも同じになる。このように画
像クロックを複数用意することにより画像形成速度設定
の自由度が広がり、後述するように被記録材サイズに対
して最適な画像形成速度を設定できる。
レター(幅216mm、長さ279.4mm)、リーガ
ル(幅216mm、長さ355.6mm)サイズの被記
録材に対しては前記実施例と同様に紙間(を65mmに
設定し、各サイズ毎のスループットはA4サイズで33
枚/分、レターサイズで34.8枚/分、リーガルサイ
ズで28.5枚/分となる。
m)、A5(幅148mm、長さ210mm)、EXE
(幅184.1mm、長さ266.7mm)サイズの被
記録材は一つのグループとして設定し、画像形成速度を
130mm/secとし上記被記録材群の最大長である
EXEサイズの紙間が65mmとなるようスループット
を制御する。
ループットは28.6枚/分となる。
ズに関しては主に封筒を中心としたグループとして設定
し、対象となる被記録材は例えばCom10(幅105
mm、長さ241.3mm)、DL(幅110mm、長
さ220mm)等のサイズの封筒を含んでいる。
対してはB5封筒と呼ばれるものが最も長さが長いため
(長さ248mm)、この封筒長に対して画像形成速度
が100mm/secで紙間が65mmとなるようスル
ープット制御を行う。
9.2枚/分で制御される。
プットが得られるレターサイズに対して、幅狭の被記録
材を半速の画像形成速度で搬送しても、1/2以上のス
ループットを得ることが可能となる。
置にサイズ情報が与えられない場合)の時は不定型サイ
ズとして取扱い、これも第1の実施例と同様に画像形成
装置が搬送可能な最大長であるリーガルサイズの長さに
対して紙間65mmとなるようスループット制御する。
この時、画像形成装置の画像形成速度は100mm/s
ecに設定し、得られるスループットは一律14.3枚
/分となる。
る加熱体温度制御テーブルを示す。
しては封筒系より速く、A4系より遅い中間の画像形成
速度でヒータ温度制御とスループット制御することによ
り被記録材サイズに対して最適な画像形成速度の選択が
可能となり、幅狭サイズの被記録材のスループットも大
幅に向上する。
の被記録材を連続通紙した場合でも非通紙部昇温は23
0℃までしか上昇しなかった。
及びユーザ設定モードに対応して複数の画像形成速度と
被記録材給送間隔を選択することを特徴としている。
置は前記第1の実施例と同様なので説明は省略する。以
下本実施例について説明を行う。
−1,5−2に示すようにユーザ設定モードに応じて画
像形成速度の選択及びそれに対応したスループット制御
を行う。
3速有しており、解像度は600dpiで設定されてお
り、高速時はレーザスキャナの6面ポリゴンミラーの全
ての面を使用し、第1の低速時はポリゴンミラーの回転
数を画像形成速度比に合わせて低下させる。この時は画
像クロックも画像形成速度比に合わせて設定される。第
2の低速時には6面ポリゴンミラーの半分を使用し1面
おきに画像を印字することで低速時にも高速時と同じ6
00dpiの解像度で画像形成が可能であり、画像クロ
ックも同じになる。
とにより画像形成速度設定の自由度が広がり、後述する
ように被記録材サイズに対して最適な画像形成速度を設
定できる。
ドでありこの設定は前記第2の実施例と同様であり説明
は省略する。表5−2はユーザ設定により選択されるモ
ードであり、定着性が特に悪い被記録材に適用されるモ
ードであり、A4でも低速の画像形成速度を選択する。
スループットを示すものであり、ノーマルモードに関し
ては前記実施例と同様なので省略し特にハイモードを選
択したときの表を示す。
ド時に画像形成速度を低下させることで温調温度を挙げ
ずとも定着性の悪い被記録材に対しても十分な定着性が
得られる。例えば坪量263g/m2のような厚紙でも
本モードを使用すれば十分な定着性が得られる。又封筒
系においては温調温度を上げることで対応しているがこ
の場合には途中でスループットを下げることにより非通
紙部昇温が過度に大きくならないようしている。
熱体と、この加熱体に内面が接触して摺動する加熱用回
転体と、この加熱用回転体を介して加熱体とニップ部を
形成する加圧用回転体と、を有し、ニップ部の加熱用回
転体と加圧用回転体の間で画像を担持した被記録材を挟
持搬送し加熱用回転体を介した加熱体からの熱により被
記録材上の画像を加熱する像加熱装置を有すると同時に
画像形成速度を複数有する画像形成装置において、被記
録材サイズ情報に応じて画像形成速度と加熱体の制御温
度及び制御温度テーブル及び被記録材の搬送間隔を可変
とすることを特徴とすることにより、各種サイズの被記
録材に対して最適なスループットが得られると同時に、
非通紙部昇温が抑えられるために幅狭サイズの被記録材
を連続通紙したときの像加熱装置のダメージを軽減する
ことができ、耐久性を向上させることが可能となる。
図
キャナ(露光手段)、4・・現像装置、5・・転写ロー
ラ、6・・加熱定着装置(像加熱装置)、7・・クリー
ニング装置、8・・給紙カセット、9・・給紙ローラ、
10・・シートパス、11・・レジストローラ、12・
・シートパス、13・・排紙トレイ、P・・被記録材
(転写材)、21・・加熱体(ヒータ)、22・・フィ
ルムガイド部材、23・・定着フィルム(加熱用回転
体)、24・・加圧ローラ(加圧用回転体)、N・・定
着ニップ部
Claims (10)
- 【請求項1】固定配置された加熱体と、この加熱体に内
面が接触して摺動する加熱用回転体と、この加熱用回転
体を介して加熱体とニップ部を形成する加圧用回転体
と、を有し、ニップ部の加熱用回転体と加圧用回転体の
間で画像を担持した被記録材を挟持搬送し加熱用回転体
を介した加熱体からの熱により被記録材上の画像を加熱
する像加熱装置を有し、また画像形成速度を複数有する
画像形成装置において、 被記録材サイズ情報に応じて、画像形成速度と加熱体の
制御温度及び制御温度テーブル及び被記録材の搬送間隔
を可変とすることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の画像形成装置において、
被記録材の搬送方向と直交する方向の幅が所定幅より狭
いときは画像形成速度を低下させることを特徴とする画
像形成装置。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の画像形成装置にお
いて、被記録材サイズに応じて被記録材サイズ群を複数
設定し、各被記録材サイズ群に対して、被記録材搬送速
度と加熱体の制御温度及び制御温度テーブル及び被記録
材の搬送間隔を可変とすることを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項4】請求項1ないし3の何れかに記載の画像形
成装置において、少なくとも設定した被記録材サイズ群
の中の搬送方向最大長の被記録材を連続的に搬送する際
に、被記録材間隔が最小となることを特徴とする画像形
成装置。 - 【請求項5】請求項1に記載の画像形成装置が、被記録
材幅が所定幅より狭いときは最大サイズ幅の被記録材を
像加熱装置内に搬送する速度に対して70mm/sec
以上遅い搬送速度で被記録材を搬送することを特徴とす
る画像形成装置。 - 【請求項6】請求項1に記載の画像形成装置が、被記録
材幅が所定幅より狭いときは最大サイズ幅の被記録材の
加熱温度に対して40℃以上低い加熱温度で被記録材を
加熱することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項7】請求項1に記載の画像形成装置に設けられ
た像加熱装置の加熱体が絶縁性基板上に通電発熱体を形
成し、該通電発熱体が通電により発熱することにより被
記録材を加熱し、該通電発熱体が被記録材搬送方向に対
して複数形成され、被記録材搬送方向上流側の通電発熱
体の発熱量が下流側に比べ大となることを特徴とする画
像形成装置。 - 【請求項8】請求項1又は2に記載の画像形成装置が、
被記録材幅が所定幅より狭いときは画像形成装置の画素
密度一定の状態で画像形成速度を低下させることを特徴
とする画像形成装置。 - 【請求項9】請求項8に記載の画像形成装置が、被記録
材幅が所定幅より狭いときは画像形成装置の画素密度一
定の状態で画像形成速度を一方の画像形成速度に対して
整数比の速度に低下させることを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項10】請求項8に記載の画像形成装置が、被記
録材幅が所定幅より狭いときは画像形成装置の画素密度
一定の状態で画像形成速度を低下させ、画像形成速度に
応じて画像クロックを変更することを特徴とする画像形
成装置。
Priority Applications (1)
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JP2001240399A JP2003050519A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 画像形成装置 |
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