JP2003057885A

JP2003057885A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003057885A
Application number: JP2001243770A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Saito; 哲雄斉藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、転写性能、定着性を維持したり、
転写材が不適なことを使用者に表示する機能を有する画
像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る画像形成装置の代表的な構
成は、電子写真方式の画像形成装置において、画像形成
装置本体内に種々の転写材の物性値を記録した記録装置
17を内蔵し、使用者が転写材の情報を入力することによ
って、その転写材の平滑度を認識して、その転写材に最
適なプロセス条件に変更可能であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
電子写真プリンタ等の画像形成装置に関し、特にその転
写材の種類の違いによる画像不良をなくすことを可能と
した画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のフルカラープリン
タは図９に示すように構成されている。すなわち、レー
ザースキャナユニット101でレーザビームを感光ドラム1
02上に結像、走査させてレーザドライバ（図示せず）か
らのON、OFF信号で、感光ドラム102上に潜像を形成して
いる。

【０００３】現像ロータリユニット103は、マゼンタ、
シアン、イエロー、ブラックの４色の現像カートリッジ
を収容している。各現像カートリッジは、現像時、感光
ドラム102に一定の間隙（例えば３００μｍ）のある状
態で配置されている。現像する順序は、例えばマゼン
タ、シアン、イエロー、ブラックの順序で現像する。現
像ロータリユニット103は、図９の矢印に示すように反
時計回りに回転する。

【０００４】以上に述べた潜像、現像工程が行われる前
に給送、吸着工程が行われる。すなわち、給紙カセット
104に収容されているシート等の転写材105はバネ116に
よって常に上に押し上げられている。給紙カセット104
から搬送された転写材105は、レジストローラ106に挟ま
れた状態で一旦停止する。

【０００５】転写ドラム107上に静電気が付与され、転
写材105は転写ドラム107と吸着ローラ108との間を通過
した後、静電吸着して転写ドラム107に巻きつく。この
時点で、吸着ローラ108は、転写ドラム107から離れる。

【０００６】その後、転写ドラム107に巻き付いた転写
材105上にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順
で、各色毎に転写が行われ、色の重ね合わせによるフル
カラー画像が形成される。

【０００７】従来のフルカラープリンタにおいては、外
径41Φの感光ドラム102と外径が感光ドラム102の整数倍
である４倍の外径164Φの転写ドラム107との組合わせで
フルカラー画像のスループット３ｐｐｍを実現する場合
のプロセス速度は103ｍｍ/ｓｅｃである。

【０００８】フルカラー画像が形成されると、分離爪10
9が図９に示すように、転写ドラム107に当接して、転写
工程が終った転写材は、主に定着ローラ110、加圧ロー
ラ111とで構成された定着器112において定着工程が行わ
れる。

【０００９】定着器112の定着ローラ110は外径が40Φ
で、厚さ２．７ｍｍのAL芯金の上に厚さ１．２５ｍｍの
LTVシリコーンゴム層が形成された構成になっており、
加圧ローラ111は外径が39.4Φで厚さ2.2mmのAL芯金の上
に厚さ1.75mmのLTVシリコーンゴム層が形成された構成
になっており、定着ローラ110、加圧ローラ111の両方に
ハロゲンヒータ（不図示）が内蔵されている。定着工程
の後は、排出コロ115を介して排出され、プリント画像
が出力される。そし、転写ドラム107に残留したトナー
の回収と転写ドラム107のクリーニングをクリーナ113で
行い、除電ローラ114によって残留電荷の除去が行われ
る。以上の全工程で、１枚のフルカラーの画像形成が行
われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような画像形成装置は、転写材の種類に応じて転写
及び定着等の画像形成プロセス条件（電子写真プロセス
条件を変えることを行っていない。転写材の物性値の中
で、特に平滑度はシートの外観に関係し、また筆記適性
及び印刷適性の重要因子の一つである。

【００１１】このため、平滑度が低すぎる転写材を使用
すると、転写材の表面状態が粗いので、トナーが転写材
の繊維間に滑り込み、定着不良の不具合現象が生じる。

【００１２】また、平滑度が高すぎる転写材を使用する
と、転写材の表面が滑らかなので、感光体への密着性が
高くなり、剥離不良や再転写等の不具合現象が生じる。

【００１３】そこで本発明は、転写性能、定着性を維持
したり、転写材が不適なことを使用者に表示する機能を
有する画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、電子写
真方式の画像形成装置において、画像形成装置本体内に
種々の転写材の物性値を記録した記録装置を内蔵し、使
用者が転写材の情報を入力することによって、その転写
材の平滑度を認識して、その転写材に最適なプロセス条
件に変更可能であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】[第一実施形態]本発明に係る画像
形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明す
る。図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成図、図
２はシートの坪量と平滑度の分布を示す図、図３は定着
器の単一定着動作開始の状態を示す図、図４は定着器の
単一定着動作開始から所定時間後の状態を示す図であ
る。

【００１６】図１に示すように、レーザースキャナユニ
ット１でレーザビームを感光ドラム２上に結像、走査さ
せてレーザドライバ（図示せず）からのON、OFF信号
で、感光ドラム２上に潜像を形成している。

【００１７】現像ロータリユニット３は、中にマゼン
タ、シアン、イエロー、ブラックの４色の現像カートリ
ッジを収容している。各現像カートリッジは、現像時、
感光ドラム２に一定の間隙（例えば３００μｍ）のある
状態で配置されている。現像する順序は、例えばマゼン
タ、シアン、イエロー、ブラックの順序で現像する。現
像ロータリユニット３は、図１の矢印に示すように反時
計回りに回転する。

【００１８】以上に述べた潜像、現像工程が行われる前
に給送、吸着工程が行われる。すなわち、給送カセット
４に収容されているシート等の転写材５はバネ16によっ
て常に上に押し上げられている。給送カセット４から搬
送された転写材５は、レジストローラ６に挟まれた状態
で一旦停止する。

【００１９】転写ドラム７上に静電気が付与され、転写
材５は転写ドラム７と吸着ローラ８との間を通過した
後、静電吸着して転写ドラム７に巻きつく。この時点
で、吸着ローラ８は、転写ドラム７から離れる。

【００２０】その後、転写ドラム７に巻き付いた転写材
５上にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順で、
各色毎に転写が行われ、色の重ね合わせによるフルカラ
ー画像が形成される。

【００２１】フルカラープリンタにおいては、外径４１
Φの感光ドラム２と外径が感光ドラム２の整数倍である
４倍の外径１６４Φの転写ドラム７との組合わせでフル
カラー画像のスループット３ｐｐｍを実現する場合のプ
ロセス速度は１０３ｍｍ/ｓｅｃである。

【００２２】フルカラー画像が形成されると、分離爪９
が図１に示すように、転写ドラム７に当接して、転写工
程が終った転写材は、主に定着ローラ10、加圧ローラ11
とで構成された定着器12において定着工程が行われる。

【００２３】定着器12の定着ローラ10は外径が４０Φ
で、厚さ２．７ｍｍのAL芯金の上に厚さ１．２５ｍｍの
LTVシリコンゴム層が形成された構成になっており、加
圧ローラ11は外径が39.4Φで厚さ2.2mmのAL芯金の上に
厚さ1.75mmのLTVシリコーンゴム層が形成された構成に
なっており、定着ローラ10、加圧ローラ11の両方にハロ
ゲンヒータ（不図示）が内蔵されている。定着工程の後
は、排出コロ15を介して排出され、プリント画像が出力
される。そし、転写ドラム７に残留したトナーの回収と
転写ドラム７のクリーニングをクリーナ13で行い、除電
ローラ14によって残留電荷の除去が行われる。以上の全
工程で、１枚のフルカラーの画像形成が行われる。

【００２４】図１において、種々の転写材の物性値（紙
種、坪量、平滑度）を記録した記録装置である記録装置
17は、転写材の紙種、坪量とそれをコード化した番号、
平滑度、平滑度のグループ番号の一覧表を記録する。

【００２５】転写材を給紙カセット４に装填するとき
に、使用者は、図７に示すようなユーザーズマニュアル
に添付した「転写材コード表」若しくは操作パネルに表
示される「転写材コード表」を参考にして使用する転写
材のコード番号を入力する。例えば、紙種名：Plover
Bond、公称坪量：７５ｇ/ｍ²を使用者が選択したとす
る。この場合、図７からわかるように、コード番号は２
２になる。

【００２６】記録装置17のデータには転写材の平滑度
（ベック平滑度）の値によって３つのグループに分類し
たグループ番号が記録されている。グループ番号は以下
のように分類される。

【００２７】グループ１：ベック平滑度開封面RS（Righ
t Side）が０秒から２０秒未満の転写材グループ２：ベック平滑度開封面RS（Right Side）が
２０秒以上１００秒以下の転写材グループ３：ベック平滑度開封面RS（Right Side）が
１００秒を超える転写材。

【００２８】ここで、「ベック平滑度」の測定方法を説
明する。「ベック平滑度」は転写材の平滑度を測定する
方法の１つで、空気漏洩法の中に分類される。「ベック
平滑度」はシートを光学的平面仕上げのガラス製標準面
とゴム製押さえ板の間に約９８ｋＮ／ｍ²の圧力ではさ
み、１０ｍｌの空気が１０ｃｍ²のガラス製標準面との
間を通って、水銀柱約３７０ｍｍｌに減圧保持された器
内に流入するに要する時間で表される。測定値は秒数で
あたえられる。

【００２９】図８は、紙種、坪量とそのグループ分けを
示す。図８は、図７の内容にベック平滑度RS秒のデータ
とその値により、前記３つのグループに振り分けた番号
を追加した結果を示している。図８の公称坪量を横軸
に、ベック平滑度RSを縦軸に選んだとき、それをグラフ
化した結果を図２に示す。

【００３０】図２から、ほとんどの転写材は、公称坪量
が60ｇ/ｍ²から110ｇ/ｍ²、ベック平滑度が０秒から４
０秒の範囲内に集中していることがわかる。

【００３１】次に、図７のコード番号２２の転写材を選
択した場合の動作を図３、図４を用いて説明する。図３
は定着器12の単一定着動作開始の状態を示す図、図４は
定着器12の単一定着動作開始から所定時間Tａ（定着器
の有する定着ローラ18が一回転するのに要する時間）後
の状態を示す図である。定着器12には、図３又は図４に
示されているように、単一定着動作中に定着加圧値を加
圧ローラ19の有する軸体を介して変更するよう、加圧値
変更手段としての加圧値変更装置20が備えられている。

【００３２】定着器12に備えられた加圧値変更装置20
は、カム駆動モータ21と、加圧バネ軸受22と、加圧バネ
23と、加圧バネ座金24と、カム25と,カム軸26とを備え
ている。

【００３３】図８から、コード番号22の転写材を選択し
た場合、これは紙種名：Plover Bond、公称坪量：７５
ｇ/ｍ²、ベック平滑度：2.8秒、グループ番号：１であ
ることがわかる。

【００３４】ベック平滑度2.8秒は転写材の表面が非常
に粗いことを示し、ベック平滑度測定法では空気がシー
トとガラス製標準面との間を短時間で通過してしまうこ
とを意味している。このことは、トナーが充分溶けない
ので定着性が悪くなることを意味している。従って、以
下の動作を行って定着性を向上させる。

【００３５】加圧値変更装置20に備えられたカム駆動モ
ータ21は、単一定着動作終了時にもカム軸26を180°回
動するようにもなっている。

【００３６】本実施形態においては、カム駆動モータ21
の駆動するタイミングの設定は、例えば、後述のごとく
設定されているタイマ（不図示）等を、定着器12を活用
する画像形成装置に備えることによりなされる。

【００３７】即ち、タイマは、単一定着動作開始と同時
に時間を計測するようになっている。また、タイマは、
時間Tａ、又は、単一定着動作の終了に要する時間であ
るTｂを計測したときに、カム駆動モータ21に後述する
駆動指令信号を送信するようにもなっている。

【００３８】ここで、駆動指令信号とは、カム駆動モー
タ21がカム軸26を180°回動するようにカム駆動モータ2
1に指令する信号である。よって、単一定着動作開始か
ら時間Tａ、又は、時間Tｂ後におけるタイマからカム駆
動モータ21への駆動指令信号の送信により、カム駆動モ
ータ21の駆動するタイミングが設定される。加圧値変更
装置20に備えられたカム軸26は、カム25の中心に対して
偏心するようカム25に固定されている。

【００３９】このため、カム駆動モータ21が駆動する毎
に、カム25がカム軸26を中心に回動して、カム25にマウ
ントした加圧バネ座金24が図３の紙面長手方向に上下動
される。これにより、加圧バネ軸受22と加圧バネ座金24
との間に介在するようにこれらに取付けられた加圧バネ
23が、加圧バネ座金24の図３の紙面長手方向の上下動に
より伸縮して加圧バネ軸受22を紙面長手方向に上下動さ
せ、加圧ローラ19が紙面長手方向に上下動されて上記加
圧値が変更される。

【００４０】即ち、単一定着動作開始から時間Tａ後
に、カム駆動モータ21が駆動してカム軸26を180°回動
することにより、図３の状態にあるカム25がカム軸26を
中心に180°回動して図４に示されている状態になり、
加圧バネ座金24が図３の紙面上方へとシフトされる。ゆ
えに、加圧バネ23が加圧バネ軸受22と加圧バネ座金24と
の間で縮められるので、加圧バネ23から加圧バネ軸受22
へと加えられている弾性力が増加して、加圧バネ軸受22
が図３の紙面上方へとシフトされる。よって、加圧ロー
ラ19が定着ローラ18により強く押し付けられて、定着加
圧値がPａからPｂに増加される。

【００４１】使用者が給紙カセット４に転写材を装填す
るときに、また、転写材コード表に基づいて装填する転
写材の紙種、坪量に対応したコード番号の入力要求をプ
リンタ機械本体から行う。そのとき、使用者が今度は、
例えば、紙種：ノイジドラ、公称坪量：80ｇ/ｍ²を選択
したとする。この場合、図８からわかるように、コード
番号は28、グループ番号：２に該当することがわかる。
その場合、以下の動作を行う。単一定着動作終了時であ
る時間Tｂに、再びカム駆動モータ21が駆動してカム軸2
6を180°回動することにより、図４の状態にあるカム25
がカム軸26を中心に180°回動して図３の状態になり、
加圧バネ座金24が図４の紙面下方へとシフトされる。

【００４２】ゆえに、加圧バネ23は加圧バネ軸受22と加
圧バネ座金24との間で縮められている状態が解除される
ので,加圧バネ23から加圧バネ軸受22へと加えられてい
る弾性力が減少して、加圧バネ軸受22が図４の紙面下方
へとシフトされる。よって、加圧ローラ19から定着ロー
ラ18への定着加圧値PｂからPａに減少されて、定着器12
は次の単一定着動作に備えられる。

【００４３】上述のごとく加圧値変更装置20により単一
定着動作開始から時間Tａ後に定着加圧値が所定量増加
可能としたことにより、使用者がコード番号22の紙種
名：Plover Bond、公称坪量：７５ｇ/ｍ²を選択してい
る場合でも、定着不良が発生する危険を回避することが
できる。

【００４４】[第二実施形態]次に本発明に係る画像形成
装置の第二実施形態について図5を用いて説明する。図
５は転写材の種類によって転写条件を変化させるように
した電子写真画像形成装置の構成説明図である。上記第
一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符
号を付して説明を省略する。

【００４５】図５に示すように、転写バイアス電源27
は、記録装置17と接続している。図８のコード番号48の
転写材を選択した場合の動作を図５において説明する。
コード番号48の転写材は図８からわかるように、紙種
名：CLC104.7、公称坪量：103.5ｇ/ｍ²、ベック平滑度R
S：130秒、グループ番号：３の転写材である。このよう
なベック平滑度RSが100秒を超える転写材は感光体剥離
性能、再転写に影響を及ぼす。即ち、転写材の表面が滑
らかなので、感光体との密着度が高く感光体から剥離し
にくくなるという特徴を有する。その結果、一度転写材
の転写したトナーが再び感光体に付着してしまう再転写
という不具合現象が起こりやすくなる。

【００４６】この現象の発生を防止するためには、転写
材のトナー保持能力を高めてやる必要がある。そのため
には、転写バイアス電圧の１色目の通常値1000Vを1050V
まで増加させる。そして、２色目以降は色ごとに100Vず
つ増加させるように制御する。この動作は、記録装置17
から、コントローラ（不図示）を介して転写バイアス電
源27のバイアス値を増加させるように制御する。

【００４７】使用者が給紙カセット４に転写材を装填す
るときに、転写材コード表に基づいて装填する転写材の
種類、坪量に対応したコード番号の入力要求をプリンタ
機械本体から行う。そのとき、使用者が今度は、例え
ば、コード番号28の紙種：ノイジドラ、公称坪量：80ｇ
/ｍ²を選択したとする。

【００４８】この場合、図８からわかるようにコード番
号28は、ベック平滑度RSが31秒なので、グループ番号：
２に該当することがわかる。その場合、転写バイアスの
１色目のバイアス値を、元の通常値1000Vに戻すように
制御する。

【００４９】上述のごとく転写バイアス値変更可能な構
成としたことにより、使用者がコード番号48の紙種名：
CLC104.7、公称坪量：103.5ｇ/ｍ²を選択して再転写が
発生Sする危険を回避することができることができる。

【００５０】［第三実施形態］次に本発明に係る画像形
成装置の第三実施形態について図６を用いて説明する。
図６は本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同
一の符号を付して説明を省略する。

【００５１】図６において、信号ケーブル29はプリンタ
28と一体型のパソコン（ディスプレイ30、画面31）を接
続している。

【００５２】このシステム構成において、使用者が以下
の種類の転写材を選択した場合、以下のメッセージをデ
ィスプレイ30の画面31に表示する。

【００５３】図８のグループ番号１の転写材を転写材
を選択した場合のメッセージ：「貴方がご使用の転写材
はベック平滑度が低いので定着不良の不具合現象が発生
する可能性があります。速やかにベック平滑度が20秒以
上100秒以下の転写材に交換願います。ベック平滑度対
象表を参考に選択願います。」図８のグループ番号２の転写材を転写材を選択した場
合のメッセージ：「貴方がご使用の転写材はベック平滑
度が適正です。このままお使いください。」図８のグループ番号３の転写材を転写材を選択した場
合のメッセージ：「貴方がご使用の転写材はベック平滑
度が高いので再転写の不具合現象が発生する可能性があ
ります。速やかにベック平滑度が20秒以上100秒以下の
転写材に交換願います。ベック平滑度対象表を参考に選
択願います。」前述した表示若しくはは、使用者が適正平滑度の転
写材であるグループ番号：２の転写材に交換しない限
り、操作パネル等に表示し続ける。

【００５４】したがって、本実施形態においては、使用
者にメッセージを送り適正転写材に交換してもらうこと
により第一実施形態の定着器の加圧力変更手段や第二実
施形態の転写バイアス値変更手段を備えることなく、転
写材の平滑度に起因する定着不良や再転写のような不具
合現象が発生することを防止することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、予めよく使用され
る転写材の紙種、坪量、平滑度のデータを蓄積してい
て、使用者が転写材を給紙装置に充填するときに、転写
材の紙種、坪量の入力を要求することによって、その転
写材の記録データから平滑度を読取り、適正な平滑度か
否かの判断を行う。

【００５６】そして、平滑度が低くて、定着不良が予測
される場合は、定着器の加圧ローラの加圧力を変更す
る。平滑度が高くて、再転写が予測される場合は、転写
バイアス値を変更する。

【００５７】また、定着器の加圧ローラの加圧力の変更
や転写バイアス値の変更を行わずに、使用者が現在使用
している転写材は適正でないことを使用者に知らせ、適
正転写材への交換を促す。

【００５８】これにより、転写材の平滑度に起因する定
着不良や再転写等の画像不良が発生することを回避する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係る画像形成装置の構成図であ
る。

【図２】シートの坪量と平滑度の分布を示す図である。

【図３】定着器の単一定着動作開始の状態を示す図であ
る。

【図４】定着器の単一定着動作開始から所定時間後の状
態を示す図である。

【図５】第二実施形態にかかる画像形成装置の構成図で
ある。

【図６】第三実施形態に係る画像形成装置の構成図であ
る。

【図７】紙種と坪量に対応したコード番号を示す図であ
る。

【図８】紙種、坪量とそのグループ分けを示す図であ
る。

【図９】従来の画像形成装置の構成図である。

【符号の説明】

１ …レーザースキャナユニット２ …感光ドラム３ …現像ロータリユニット４ …給送カセット５ …転写材６ …レジストローラ７ …転写ドラム８ …吸着ローラ９ …分離爪 10 …定着ローラ 11 …加圧ローラ 12 …定着器 13 …クリーナ14 …除電ローラ 15 …排出コロ 16 …バネ 17 …記録装置 18 …定着ローラ 19 …加圧ローラ 20 …加圧値変更装置 21 …カム駆動モータ 22 …加圧バネ軸受 23 …加圧バネ 24 …加圧バネ座金 25 …カム 26 …カム軸 27 …転写バイアス電源 28 …プリンタ 29 …信号ケーブル 30 …ディスプレイ 31 …画面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DC02 EA03 EC06 EC20 ED24 ED25 EE07 EE08 EF06 GA01 GB10 2H033 AA01 BB34 CA16 CA39 CA57 2H200 FA16 GA01 JA01 JA28 JA29 NA01 PA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式の画像形成装置において、画像形成装置本体内に種々の転写材の物性値を記録した
記録装置を内蔵し、使用者が転写材の情報を入力するこ
とによって、その転写材の平滑度を認識して、その転写
材に最適なプロセス条件に変更可能であることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】使用する転写材の平滑度が適正範囲と比
較して低いときに、定着器の加圧力を変更することを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】使用する転写材の平滑度が適正範囲と比
較して高いときに、転写バイアス値を変更することを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】電子写真方式の画像形成装置において、画像形成装置本体内に種々の転写材の物性値を記録した
記録装置を内蔵し、使用者が転写材の情報を入力するこ
とによって、その転写材の平滑度を認識して、使用する
転写材の平滑度が適正範囲と比較して高い若しくは低い
ときに、転写材の交換を促すことを特徴とする画像形成
装置。