JP2003287937A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルカラーモードにおける定着器の長寿命
化。 【解決手段】 フルカラーモードの紙間では定着器の回
転を停止する。又、定着器の回転の停止及び開始を画像
形成中（画像領域を帯電、露光、現像、転写中）には行
わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、レーザービームプリンタ等のカラー画像形成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来のカラー画像形成装置と、カ
ラー画像形成装置に用いられる定着装置を図面に則して
説明する。

【０００３】図６は従来のカラー画像形成装置である。
像担持体である感光ドラム１０１は、不図示の駆動手段
によって図示矢印方向に駆動され、一次帯電器１０２に
より一様に帯電される。次いで、露光装置１０３よりイ
エローの画像模様に従ったレーザ光Ｌが、感光ドラム１
０１に照射され、感光ドラム１０１上に潜像が形成され
る。更に感光ドラム１０１が矢印方向に進むと回転支持
体１１１により支持された現像装置１０４ａ，ｂ，ｃ，
ｄのうち、イエロートナーが入った現像装置１０４ａ
が、感光ドラム１０１に対向するよう回転し、選択され
た現像装置１０４ａによって可視化される。中間転写ベ
ルト１０５は感光ドラム１０１と略同速で矢印方向に回
転しており、感光ドラム１０１上に形成担持されたトナ
ー画像を一次転写ローラ１０８ａに印加される１次転写
バイアスによって、中間転写ベルト１０５の外周面に一
次転写する。以上の行程をイエロー色、マゼンタ色、シ
アン色、黒色について行うことによって中間転写ベルト
１０５上には複数色のトナー像が形成される。次に、所
定のタイミングで転写材カセット１１２内からピックア
ップローラー１１３によって転写材が給紙される。同時
に二次転写ローラ１０８ｂに二次転写バイアスが印加さ
れ中間転写ベルト１０５から転写材へトナー画像が転写
される。

【０００４】更に転写材は、搬送ベルト１１４によって
定着装置１０６まで搬送され溶融固着されることにより
カラー画像が得られる。また、中間転写ベルト１０５上
の転写残トナーは中間転写クリーニングローラ１１５に
より電荷が付与され、次回の一次転写時に感光ドラム上
に逆転写される。一方、感光ドラム１０１上の転写残ト
ナーは公知のブレード手段のクリーニング装置１０７に
よって清掃される。

【０００５】ここで、定着装置１０６について図５に示
す。この定着装置の定着ローラ１は、内部に熱源として
のヒータ１４を有し、アルミニウム等の芯金１１とその
外周のシリコンゴム等の弾性層１２、更に弾性層１２の
表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂の離型層１３を
設けることで構成されている。また加圧ローラ２も同様
に、内部にヒータ２４を有し、芯金２１、弾性層２２、
離型層２３で構成され、不図示の加圧手段により定着ロ
ーラ１に圧接して定着ローラ１との間にニップを形成し
つつ回転する。そして、定着ローラ１、加圧ローラ２の
各表面には、温度検出器としてのサーミスタ１５、２５
が当接され、検出されたローラ表面温度に基づいて、不
図示のヒータ駆動回路により各ローラ表面温度が温調目
標温度になるように各々温調制御される。各ローラ表面
温度が温調目標温度に達した後、トナー画像Ｔが転写さ
れた転写材Ｐが定着装置のニップ部に搬送され、ニップ
部において熱と圧力を加えることによりトナー画像が転
写材上に定着される。

【０００６】また、定着ローラ１には不図示の駆動手段
により回転の開始／停止が制御される。この時、加圧ロ
ーラ２は定着ローラ１との摩擦により従動して回転す
る。本従来例における定着装置の駆動シーケンスを図４
に示す。点線間は中間転写体１周分を表し、本従来例で
はプロセススピードが１２０ｍｍ／ｓであり、中間転写
体１周は約３．７秒である。本従来例では、モノカラー
モード、フルカラーモードによらず定着装置はプリント
信号受信後に回転を開始し、最終紙の排出が終了した後
に停止する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例の画像形成装置では、フルカラーモードにおける定
着装置の寿命が短いという問題点があった。定着装置の
寿命に関係する要因のひとつに定着装置の回転時間があ
るのだが、上記従来例の画像形成装置ではモノカラーモ
ードとフルカラーモードではプリントスピードが異なる
ため、同一枚数プリントする際の定着装置の回転時間は
フルカラーモードの方が長い。このため、モノカラーモ
ードよりもフルカラーモードの時の寿命の方が短くなっ
てしまう。本発明は、フルカラーモードにおける定着装
置の長寿命化を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は、像担持体を一様に帯電し、画像情報
に基づいた露光を行うことにより前記像担持体上に静電
潜像を形成し、前記静電潜像をトナーにより現像するこ
とにより形成された像担持体上のトナー画像を、中間転
写体上に順次１次転写することで、前記中間転写体上に
複数のトナー画像を形成した後、前記中間転写体から転
写材上に一括２次転写することにより転写材上にトナー
画像を形成する画像形成手段と、回転体である加熱部材
と加圧部材により構成されたニップ部に前記転写材を搬
送させることにより前記転写材上のトナー画像を定着す
る定着装置と、前記定着装置を回転させる駆動手段とを
有するカラー画像形成装置において、フルカラーモード
の紙間では前記定着装置の回転を停止することを特徴と
する。

【０００９】また、本発明の他の態様によれば、像担持
体を一様に帯電し、画像情報に基づいた露光を行うこと
により前記像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜
像をトナーにより現像することにより形成された像担持
体上のトナー画像を、転写材担持体上に担持された転写
材に順次転写する画像形成手段と、回転体である加熱部
材と加圧部材により構成されたニップ部に前記転写材を
搬送させることにより前記転写材上のトナー画像を定着
する定着装置と、前記定着装置を回転させる駆動手段と
を有するカラー画像形成装置において、フルカラーモー
ドの紙間では前記定着装置の回転を停止することを特徴
とする。

【００１０】また、本発明の他の態様によれば、前記加
熱部材は、加熱手段を有するエンドレスフィルム状の回
転体であることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の他の態様によれば、前記加
熱手段は、前記回転体内部に設けられたセラミックヒー
タであることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の他の態様によれば、前記加
熱手段は、磁場を発生させる磁場発生手段と、該磁場発
生手段からの磁場の作用を受けて発生する渦電流で発熱
する発熱層を有することを特徴とする。

【００１３】また、本発明の他の態様によれば、画像領
域を帯電、露光、現像及び転写している時には前記定着
装置の回転の停止及び開始を行わないことを特徴とす
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）以下に本発明に
係わるカラー画像形成装置を図面に則して詳しく説明す
る。次に説明する実施例では、本発明の画像形成装置は
図６に示すカラー画像形成装置に具現化するものとす
る。従って、画像形成装置の全体的構成、機能について
の詳しい説明は省略し、本発明の特徴部分である定着装
置についてのみ説明する。

【００１５】本発明は、画像情報に基づいて露光を行い
像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナー
により現像することにより形成された像担持体上のトナ
ー画像を、中間転写体上に順次１次転写することで、前
記中間転写体上に複数のトナー画像を形成した後、前記
中間転写体から転写材上に一括２次転写することにより
転写材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、回転
体である加熱部材と加圧部材により構成されたニップ部
に前記転写材を搬送させることにより前記転写材上のト
ナー画像を定着する定着装置と、前記定着装置を回転さ
せる駆動手段とを有するカラー画像形成装置において、
フルカラーモードの紙間では前記定着装置の回転を停止
することを特徴とする。

【００１６】詳しく説明すると、図６のような画像形成
装置では４色のトナーを順次中間転写体上に転写するこ
とによりフルカラーの画像を形成するため、フルカラー
モードでは中間転写体を４回転させなければならない。
これに対しモノカラーモードでは１色の画像で良いため
中間転写体は１回転するだけで画像が得られる。このた
め、フルカラーモードのプリントスピードはモノカラー
モードの約１／４になってしまう。例えばモノカラーモ
ードでは１６ｐｐｍ、フルカラーモードでは４ｐｐｍと
いったプリントスピードになる。

【００１７】ここで、定着器の寿命を決定する要因には
プリント枚数、回転時間等がある。これは、紙端による
ローラ表面の削れや、回転によるゴム劣化等によるもの
である。上述したような画像形成装置ではモノカラーと
フルカラーのプリントスピードが異なるため、同一枚数
プリントしても定着器の回転時間はフルカラーモードの
ほうが長くなってしまい、従って寿命もフルカラーモー
ドの方が短くなってしまっていた。上記問題点を防止す
るために本実施例では、フルカラープリントの紙間では
定着器の回転を停止させることを特徴とする。

【００１８】本実施例における定着装置は従来例と同様
である（図５）。加熱部材としての定着ローラ１は、外
径３６ｍｍ、内径３２ｍｍのアルミニウムの芯金１１の
上に厚み２．０ｍｍのシリコンゴムの弾性層１２を設
け、更にその上に厚み５０μｍのＰＦＡの離型層１３を
設けたものを用いた。また、加圧部材としての加圧ロー
ラ２も定着ローラ１と同様、外径３６ｍｍ、内径３２ｍ
ｍのアルミニウムの芯金２１の上に厚み２．０ｍｍのシ
リコンゴムの弾性層２２を設け、更にその上に厚み５０
μｍのＰＦＡの離型層２３を設けたものを用い、従来公
知の加圧手段（不図示）により総圧４０ｋｇ重で定着ロ
ーラ１に加圧されている。そして、定着ローラ１、加圧
ローラ２は、熱源としてローラ内部に４５０Ｗのハロゲ
ンヒータ１４、２４が配置される。また、それぞれサー
ミスタ１５、２５により検出された温度に基づいて不図
示の温調手段により温調制御される。また、定着ローラ
１には従来公知の駆動手段（不図示）により回転の開始
／停止が制御される。この時、加圧ローラ２は定着ロー
ラ１との摩擦により従動して回転する。

【００１９】本実施例における定着器駆動のシーケンス
を図１に示す。本実施例ではプロセススピードが１２０
ｍｍ／ｓであり、中間転写体１周は約３．７秒である。
本実施例においては、モノカラーモードでは従来同様定
着器はプリント信号受信後に回転を開始し、最終紙の排
紙完了後に停止する。そして、フルカラーモードでは定
着ニップに紙が搬送される２．８ｓ前に回転を開始し、
紙後端が定着ニップを通過後１．８ｓ後（紙の排紙の完
了後）に停止するようにした。

【００２０】これにより、従来フルカラーモードの紙間
での定着器回転時間は、１２．４秒だったのに対し、本
実施例では紙間の回転時間は４．６秒に減らすことがで
きた。従って、フルカラー２枚間欠モードでの定着器回
転時間は、従来３５．１秒だったのに対し、本実施例で
は１４．２秒に短縮でき、計算上定着寿命が約２．５倍
長くなり、フルカラーモードにおける長寿命化がはかれ
た。

【００２１】（第２の実施例）以下に本発明に係わるカ
ラー画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。次に
説明する実施例では、本発明の画像形成装置は図６に示
すカラー画像形成装置に具現化するものとする。従っ
て、画像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい
説明は省略し、本発明の特徴部分である定着装置につい
てのみ説明する。本実施例では、加熱部材として加熱手
段を有するエンドレスフィルム状の回転体を用いること
を特徴とする。また、加熱手段は前記回転体内部に設け
られたセラミックヒータとする。

【００２２】詳しく説明すると、近年、省エネタイプの
定着装置として、図２に示すような定着器が提案されて
いる。これは、定着装置の加熱部材５をエンドレスフィ
ルムと内部に設けられたセラミックヒータで構成し、ロ
ーラ形状の加圧部材６とでニップを形成する。このよう
な構成を用いることにより、定着装置としての熱容量が
小さくでき立ち上がりの時間を短縮できるため、必要な
ときだけ温調すればよく省エネを実現している。しかし
ながら、このような定着装置は回転時にはフィルムはセ
ラミックヒータと摺動しながら回転するため、回転によ
るフィルムの劣化が顕著である。そのため、前実施例の
ような加熱手段及び加圧手段が共にローラ形状をした定
着装置に比べ、モノカラーとフルカラーの寿命の差が顕
著に現れていた。従って、本発明を本実施例のような定
着装置に適用すればより効果が大きい。

【００２３】本実施例においては、定着装置の加熱部材
５は円筒形のエンドレスフィルム５１とフィルムガイド
５４、セラミックヒータ５２、更にセラミックヒータ５
２のフィルムとの非当接面に設けられたサーミスタ５３
で構成される。また、加圧部材としての加圧ローラ６
は、径１３ｍｍアルミニウムの芯金６１の上に厚み３．
５ｍｍのシリコンゴムの弾性層６２を設け、更にその上
に厚み５０μｍのＰＦＡの離型層６３を設けたものを用
いた。そして、加熱部材５は従来公知の加圧手段（不図
示）により総圧１０ｋｇ重で加圧ローラ６に加圧されて
いる。そして、加圧ローラ６は、不図示の駆動手段によ
り矢示の時計方向に回転駆動される。この加圧ローラ６
の回転駆動による加圧ローラ６とフィルム５１の外周面
との摩擦力でフィルム５１に回転力が作用して、フィル
ム５１がその内面がニップ部においてセラミックヒータ
５２に密着して摺動しながら矢示の時計方向に加圧ロー
ラ６の回転周速度にほぼ対応した周速度をもって従動回
転する。ここで、フィルム５１は、φ２４のポリイミド
５０μｍの基体の上に離型層としてＰＦＡコートしたも
のを用いた。また、セラミックヒータ５２は幅８ｍｍ、
発熱量７００Ｗのものを用い、サーミスタ２３により検
出された温度に基づいて不図示の温調手段により温調制
御される。ここで、前実施例と同様、図１に示すような
定着駆動シーケンスを用いることにより、フルカラーモ
ードにおける定着器の回転時間を短くすることができ、
フルカラーモードにおける長寿命化がはかれた。

【００２４】また、本実施例では、加熱部材の加熱手段
としてセラミックヒータを用いたが、これに限ったもの
ではない。例えば、加熱手段として、磁場を発生させる
磁場発生手段と、該磁場発生手段からの磁場の作用を受
けて発生する渦電流で発熱する発熱層で構成されたもの
を用いても良い。

【００２５】（第３の実施例）以下に本発明に係わるカ
ラー画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。次に
説明する実施例では、本発明の画像形成装置は図６に示
すカラー画像形成装置に具現化するものとする。従っ
て、画像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい
説明は省略し、本発明の特徴部分である定着装置につい
てのみ説明する。本実施例では、画像領域を帯電、露
光、現像及び転写している時には前記定着装置の回転の
停止及び開始を行わないことを特徴とする。

【００２６】詳しく説明すると、前実施例においてフル
カラーモードの紙間で定着装置の回転を停止させること
によりフルカラーモードの定着装置の長寿命化がはかれ
た。しかしながら、前実施例では定着装置の回転の停止
及び開始時が画像形成中（画像領域の帯電、露光、現
像、転写中）であったため、定着装置の回転の停止時及
び開始時のショックが感光ドラム或いは中間転写体の回
転ムラとなり、帯電ムラ或いは露光ムラ、現像ムラ、転
写ムラといった横白スジまたは横黒スジとして画像不良
を引き起こしてしまっていた。本実施例では、画像領域
を帯電、露光、現像及び転写している時には定着装置の
回転の停止及び開始を行わないことにより、上記画像不
良を防止する。

【００２７】本実施例における定着駆動シーケンスを図
３に示す。本実施例では、定着器は紙が定着ニップに搬
送される１．７秒前（４色目の１次転写が終了してから
次ページの帯電が始まるまでの間）に回転が開始され、
紙後端が定着ニップを通過後３．６秒後（次ページの２
色目の１次転写が終了してから３色目の帯電が始まるま
での間）に停止するようにした。

【００２８】これにより、従来フルカラーモードの紙間
での定着器回転時間は、１２．４秒だったのに対し、本
実施例では紙間の回転時間は５．３秒に減らすことがで
きた。従って、フルカラー２枚間欠モードでの定着器回
転時間は、従来３５．１秒だったのに対し、本実施例で
は１５．６秒に短縮でき、計算上定着寿命が約２．３倍
長くなり、フルカラーモードにおける定着器の長寿命化
がはかれると共に、画像不良のない高品質の画像を得る
ことができた。

【００２９】また、本実施例ではカラー画像形成装置は
中間転写体を用いた中間転写方式のカラー画像形成装置
として説明したが、感光ドラム上のトナー画像を、転写
材担持体上に担持された転写材に順次転写することによ
り画像を形成する多重転写方式のカラー画像形成装置を
用いても同様の効果を得ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体を一様に帯電し、画像情報に基づいた露光を行
うことにより前記像担持体上に静電潜像を形成し、前記
静電潜像をトナーにより現像することにより形成された
像担持体上のトナー画像を、中間転写体上に順次１次転
写することで、前記中間転写体上に複数のトナー画像を
形成した後、前記中間転写体から転写材上に一括２次転
写することにより転写材上にトナー画像を形成する画像
形成手段と、回転体である加熱部材と加圧部材により構
成されたニップ部に前記転写材を搬送させることにより
前記転写材上のトナー画像を定着する定着装置と、前記
定着装置を回転させる駆動手段とを有するカラー画像形
成装置において、フルカラーモードの紙間では前記定着
装置の回転を停止することによりフルカラーモードにお
いて定着器の長寿命化がはかれた。また、像担持体を一
様に帯電し、画像情報に基づいた露光を行うことにより
前記像担持体上に静電潜像を形成し、前記静電潜像をト
ナーにより現像することにより形成された像担持体上の
トナー画像を、転写材担持体上に担持された転写材に順
次転写する画像形成手段と、回転体である加熱部材と加
圧部材により構成されたニップ部に前記転写材を搬送さ
せることにより前記転写材上のトナー画像を定着する定
着装置と、前記定着装置を回転させる駆動手段とを有す
るカラー画像形成装置において、フルカラーモードの紙
間では前記定着装置の回転を停止することによりフルカ
ラーモードにおいて定着器の長寿命化がはかれた。ま
た、前記加熱部材は、加熱手段を有するエンドレスフィ
ルム状の回転体であれば更に良い。

【００３１】また、前記加熱手段は、前記回転体内部に
設けられたセラミックヒータであれば更に良い。また、
前記加熱手段は、磁場を発生させる磁場発生手段と、該
磁場発生手段からの磁場の作用を受けて発生する渦電流
で発熱する発熱層で構成したものを用いても良い。更
に、画像領域を帯電、露光、現像及び転写している時に
は前記定着装置の回転の停止及び開始を行わないことに
より画像不良についても防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に関わる実施例１及び２の定着駆動シ
ーケンスを表す図である。

【図２】 本発明に関わる実施例２における定着装置の
断面図である。

【図３】 本発明に関わる実施例３の定着駆動シーケン
スを表す図である。

【図４】 従来例の定着駆動シーケンスを表す図であ
る。

【図５】 従来例及び本発明に関わる実施例１における
定着装置の断面図である。

【図６】 従来例及び本発明に関わる実施例における画
像形成装置。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ 加圧ローラ １１ 芯金 １２ 弾性層 １３ 離型層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/16 Ｇ０３Ｇ 15/16 15/20 15/20 １０２ １０２ 21/14 21/00 ３７２ Ｆターム(参考） 2H027 ED25 EE04 EG04 FA28 2H033 AA23 BE03 BE06 CA21 CA38 CA40 2H200 FA09 FA15 GA10 GA23 GA34 GA47 GB26 GB30 HA02 HB12 JA02 JB07 JC04 PA10 PA26 PB12 2H300 EB02 EB08 EB12 EC02 EC05 ED11 ED12 EF02 EF03 EF08 EH16 EJ09 EJ48 EK03 EK10 FF05 GG01 GG02 GG37 GG41 QQ11 QQ16 QQ32 RR12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体を一様に帯電し、画像情報に基
   づいた露光を行うことにより前記像担持体上に静電潜像
   を形成し、前記静電潜像をトナーにより現像することに
   より形成された像担持体上のトナー画像を、中間転写体
   上に順次１次転写することで、前記中間転写体上に複数
   のトナー画像を形成した後、前記中間転写体から転写材
   上に一括２次転写することにより転写材上にトナー画像
   を形成する画像形成手段と、 回転体である加熱部材と加圧部材により構成されたニッ
   プ部に前記転写材を搬送させることにより前記転写材上
   のトナー画像を定着する定着装置と、前記定着装置を回
   転させる駆動手段とを有するカラー画像形成装置におい
   て、 フルカラーモードの紙間では前記定着装置の回転を停止
   することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体を一様に帯電し、画像情報に基
   づいた露光を行うことにより前記像担持体上に静電潜像
   を形成し、前記静電潜像をトナーにより現像することに
   より形成された像担持体上のトナー画像を、転写材担持
   体上に担持された転写材に順次転写する画像形成手段
   と、 回転体である加熱部材と加圧部材により構成されたニッ
   プ部に前記転写材を搬送させることにより前記転写材上
   のトナー画像を定着する定着装置と、前記定着装置を回
   転させる駆動手段とを有するカラー画像形成装置におい
   て、 フルカラーモードの紙間では前記定着装置の回転を停止
   することを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記加熱部材は、加熱手段を有するエン
   ドレスフィルム状の回転体であることを特徴とする請求
   項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記加熱手段は、前記回転体内部に設け
   られたセラミックヒータであることを特徴とする請求項
   １から３の何れかに記載のカラー画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記加熱手段は、磁場を発生させる磁場
   発生手段と、該磁場発生手段からの磁場の作用を受けて
   発生する渦電流で発熱する発熱層を有することを特徴と
   する請求項１から４の何れかに記載のカラー画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 画像領域を帯電、露光、現像及び転写し
   ている時には前記定着装置の回転の停止及び開始を行わ
   ないことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の
   カラー画像形成装置。カラー画像形成装置。