JP2004004201A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱容量の大きいＯＨＴやグロスフィルム定着時に発生しやすい、ローラ温度のオーバーシュートで発生するホットオフセットによる画像汚れ、および定着・加圧ローラへのＯＨＴやグロスフィルムの巻き付きを防止する。
【解決手段】普通紙の連続プリント直後に、ＯＨＴやグロスフィルムなどの定着速度の遅い記録材を通紙する場合、予め普通紙のスループットを下げる。
【選択図】 図３
【解決手段】普通紙の連続プリント直後に、ＯＨＴやグロスフィルムなどの定着速度の遅い記録材を通紙する場合、予め普通紙のスループットを下げる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、ファックス、あるいはプリンタなどとされる電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、定着装置に特徴を有する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、入力された画像信号に基づいてレーザ光などにより感光ドラムに静電潜像が形成され、この静電潜像が電荷を付与されたトナーで現像されて未定着トナー像となる。そして、この未定着トナー像は静電的に記録材へ転写された後、定着装置で記録材に固着される。
【０００３】
このトナーを記録材へ固着させる定着装置の方式はいくつか存在する。その中の熱ローラ方式と呼ばれる定着プロセスは、熱源を内包した２本のローラ、すなわち定着用回転体を当接し回転させることで、記録材を搬送しながら熱と圧力をかけて定着を行なうものである。ここでは、便宜上、未定着トナー像に接触するローラを定着ローラ、接触しないローラを加圧ローラと呼ぶことにする。
【０００４】
フルカラー画像形成装置における熱ローラ方式の定着装置の場合、定着ローラと加圧ローラの両方に弾性層を設けることが多い。これは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックといった４色のトナーの混色により形成されるフルカラー画像は、トナー載り量が多いゆえにトナー層の凹凸も大きく、そのため、ローラの弾性が小さいとトナー層凹部の未定着やトナーのつぶれによる解像度低下をもたらすからである。更には、トナーの載り量が多いフルカラー画像の定着性を確保するためには、より広いニップ幅が必要なためである。この弾性層の層厚を厚くするほど、硬度を低くするほど、ニップ幅が大きくなるので、定着性を向上させることができる。
【０００５】
また、上記の弾性層の低硬度化は定着画像の光沢度を低くすることができる。これはトナー層の表面を平滑化することなく定着が行われるために、トナー層表面の凹凸によって入射光が乱反射されるためである。この低光沢な画像は反射光による眩しさが少ないため、多数枚見ても疲労を覚えず、ユーザに心理的な安らぎを与えることができるので、図やグラフなどが多いビジネス文書などに最適である。
【０００６】
ところで、使用されるメディア、すなわち記録材には、普通紙だけでなく、高光沢画像を目的としたグロスフィルム（Ｇｌｏｓｓ Ｆｉｌｍ）と呼ばれるものや、オーバーヘッドプロジェクタにより光を透過させて用いるＯＨＴ（ＯｖｅｒＨｅａｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ Ｆｉｌｍ）などがある。上述のメディアはＰＥＴなどからなる４〜５ｍｉｌ程度の基層から構成されているため、普通紙に比べてメディアの熱容量が大きい。よって、これらのメディア、すなわち大熱容量記録材は、一般に定着速度を通常よりも低下させることにより、熱量を十分に確保して定着させる。そのため、普通紙用の定着シーケンスとは別に、これらのメディア用の定着シーケンスを有することが多い。
【０００７】
また、メディアの種類を判別可能な検知手段を有する画像形成装置では、普通紙、ＯＨＴ、グロスフィルムなどを本体が自動的に判別し、それぞれに適した定着シーケンスに切り替えてプリントを行うことができる。これは、ユーザーが普通紙もしくは各メディアに対応したモード選択を指定せずに適切なプリントができる利点がある。また、普通紙やＯＨＴなどが混在するメディア群を一つのプリントジョブで連続プリントできる利点もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では以下のような問題があった。
【０００９】
ゴムなどの弾性層を有するソフトローラの定着装置の場合、ローラの熱応答性がハードローラに比べて悪いために、ローラ温度が制御温度を超えてしまうオーバーシュートが発生しやすい。特に、普通紙を高スループットで多数枚連続プリントした直後は、オーバーシュートにより定着・加圧ローラが制御温度を大きく超えた高温状態になりやすい。また、一旦高温になってしまったローラ温度が制御温度まで低下するのに時間を要する。
【００１０】
高スループットでの多数枚連続プリント直後に、ＯＨＴやグロスフィルムなどといった定着速度が普通紙よりも遅く設定されているメディアを通紙した場合、オーバーシュートによる過剰な熱量の付与によりトナーがホットオフセットを起こし、画像汚れを発生させる問題があった。特に、クリーニングウェブを持たないようなクリーニングレス定着装置の場合、ホットオフセット量が軽微でも、すぐに画像汚れが発生してしまう。そして更に、ＯＨＴやグロスフィルムが定着・加圧ローラへ巻き付いてしまう問題があった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、大熱容量記録材の定着時に発生しやすい、定着用回転体温度のオーバーシュートで発生するホットオフセットによる画像汚れ、および定着用回転体への記録材の巻き付きを防止できる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上の時は、通常のプリントジョブの単位時間あたりの通紙枚数を通常より低下させてプリントすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
第２の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常の定着温度で定着させるプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上の時は、通常のプリントジョブ定着温度を通常より低下させてプリントすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
第３の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、記録材の種類を判別可能な検知手段を有し、前記検知手段が定着速度を通常より低下させて定着を行う記録材であることを検知した場合、前記定着ローラの表面温度を確認し、所定温度以上であるならば、所定温度未満に冷めるまで定着を待たせることを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
第４の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、記録材の種類を判別可能な検知手段を有し、前記検知手段が定着速度を通常より低下させて定着を行う記録材であることを検知した場合、前記定着ローラの表面温度を確認し、所定温度以上であるならば、前記記録材の定着速度を速めることを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
上記各本発明にて、一実施態様によれば、前記定着ローラは弾性層を有し、前記弾性層に用いるゴム硬度がＪＩＳＡ規格にて５°以下で、かつ前記定着ローラの製品硬度がＡｓｋｅｒＣにて６５°以下である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
本発明の第１実施例について図１〜図３により説明する。
【００１９】
本実施例の画像形成装置は、フルカラーレーザプリンタであって、図２に示すように、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを中間転写体である中間転写ベルト１７の平面部に沿って並置した構成を備えている。中間転写ベルト１７は、ローラ１８ａ、１８ｂ、１８ｃに張設され、矢印方向に移動する。
【００２０】
各像担持体である感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを帯電装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより均一帯電を行なった後に、露光装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋによりおのおのの感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに各色の色情報に応じた潜像を形成する。その後、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより各潜像を現像剤によりトナー像として可視化する。
【００２１】
各々感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に現像されたトナー像は各々の不図示の高圧電源に接続された一次転写装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより一旦中間転写ベルト１７上に一次転写される。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上の残留トナーはクリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにて除去される。
【００２２】
一方、中間転写ベルト１７上の先端画像タイミングに合わせて、メディア、すなわち記録材Ｐが給紙ローラ１９により二次転写部Ｔ２に搬送される。
【００２３】
中間転写ベルト１７上のトナー像は不図示の高圧電源に接続された二次転写装置２０により、中間転写ベルト１７から記録材Ｐに二次転写される。更に引き続き、二次転写された記録材Ｐは定着装置１０に搬送され、トナー像が定着される。
【００２４】
つぎに、本実施例の定着装置１０について図１により説明する。
【００２５】
本実施例の定着装置１０は、離型剤としてのオイルを必要としないオイルレス定着を実現し、装置の操作性を向上させている。更にクリーニングウェブなどのクリーニング機構を必要としないため、定着装置１０の構成は非常にシンプルとなっている。
【００２６】
定着装置１０は、主に、熱源であるハロゲンヒータ１ａ、２ａを内包した定着用回転体としての２本のローラ１、２から構成されている。便宜上、記録材Ｐ上の未定着画像Ｔに直接接触する上側のローラ１を定着ローラ、記録材Ｐにしか接触しない下側のローラ２を加圧ローラと呼ぶことにする。
【００２７】
未定着トナー像Ｔが形成された記録材Ｐは入口ガイド６に沿って定着・加圧ローラ１、２のニップ部へ搬送され、未定着トナー像Ｔが定着される。そして、搬送ローラ８を通過して本体外へ排紙される。
【００２８】
これら定着・加圧ローラ１、２は中空筒体のＡｌ製芯金１ｂ、２ｂに、シリコーン系ゴム材料からなる弾性層１ｃ、２ｃを設け、更に表層にフッ素樹脂チューブの離型層１ｄ、２ｄを設けたものである。
【００２９】
弾性層１ｃ、２ｃは、カラー画像における単色〜４色の多重トナーの厚み（数μｍ〜数十μｍ）に追従するため、数十μｍ以上の厚さに設定する必要がある。弾性が小さいとトナー層凹部の未定着やトナーのつぶれによる解像度低下をもたらす。弾性層１ｃ、２ｃの材質は、メチル系、メチルビニル系のシリコーンゴムのＲＴＶ、ＬＴＶのものが弾性を備えているので、解像度低下の防止に好適である。また、この弾性層１ｃ、２ｃに用いるゴム硬度は、定着性およびカラー画像の光沢度に影響を及ぼす。
【００３０】
下記の表１は、ローラの製品硬度と弾性層に用いるシリコーンゴムの硬度を変化させて定着性・光沢度を比較したものである。なお、ローラの製品硬度は弾性層のゴム厚を調整することにより、変化させた。
【００３１】
【表１】
【００３２】
定着性の評価は、２次色であるグリーン、ブルー、レッドのベタ画像をＸｅｒｏｘ４０２４ｐａｐｅｒ１０５ｇ／ｍ２紙（ＬＤＲサイズ紙）に出力して、このときの定着不良の有無によって行った。このときの単位面積当たりのトナーの載り量は１．５ｍｇ／ｃｍ２とした。これは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーで形成されるフルカラー画像の最大載り量に相当する。
【００３３】
また、ここでいう定着不良とは火脹れと呼ばれる現象である。火脹れとは、記録材と現像剤の間に気泡が入った状態で定着された現象をいう。この発生メカニズムについては、現像剤の記録材側の溶融が不十分であるために記録材との粘着性が弱まり発生すると推察している。表１では、火脹れが発生しなかったローラを「○」、パッチ画像のハキヨセ部に火脹れが発生したローラを「△」、画像全面に火脹れもしくはオフセットが発生したローラを「×」で表した。
【００３４】
また、併せて定着画像の光沢度の測定も行った。トナーの載り量は同様に１．５ｍｇ／ｃｍ２とし、２次色のグリーン、ブルー、レッドのベタ画像を、Ｘｅｒｏｘ４０２４ｐａｐｅｒ７５ｇ／ｃｍ２紙（ＬＤＲサイズ紙）に出力して、その平均の光沢度を評価した。光沢度測定器は、日本電色工業製のＰＧ−３Ｄ（入射角θ＝７５゜）を使用し、標準面は光沢度９６．９％の黒色ガラスを使用した。なお、定着画像をビジネス文書対応とするための光沢度を調べるためにグロスモニターテストを行ったところ、光沢度は７〜１８％が好ましく、２４％を超える光沢度は良い印象を受けないことが分かった。そこで、表１における光沢度の評価は２４％よりも低いものを「低」、２４％以上を「高」として評価した。
【００３５】
表１から明らかなように、定着性を良好に保ちつつ光沢度を抑えるためには、ローラの製品硬度を６５゜以下（ＡｓｋｅｒＣ）で、弾性層のゴム硬度が５゜（ＪＩＳＡ）であるローラが望ましいことが分かる。
【００３６】
以上の結果に基づき、本実施例の弾性層１ｃ、２ｃの材質には、ゴム硬度がＪＩＳＡ規格で１゜以下であるメチルシリコーンゴムを用いた。また、その層厚は、定着ローラ１を２．１ｍｍ、加圧ローラ２を２．３ｍｍとした。厚さ５０μｍのＰＦＡチューブの離型層１ｄ、２ｄを設けた上記構成のローラの製品硬度は、定着ローラで６２〜６５゜、加圧ローラで６１〜６４゜である。
【００３７】
定着・加圧ローラの外径は４６．０ｍｍとし、ローラの３周内にＡ３もしくはＬｅｄｇｅｒサイズ紙（本機の通紙可能サイズ紙の最大の縦の長さはＬｅｄｇｅｒサイズ紙の４３２ｍｍ）が通過できる。また、弾性層を有する部分の長手方向の長さは３１３ｍｍである。このような定着・加圧ローラ１、２に総圧４５ｋｇｆの加圧力をかけて当接させることにより、ニップ幅を約９ｍｍとしている。
【００３８】
静電オフセット防止のために、定着ローラ１には電源３から、１ｋＶ程度の電圧が印加され、加圧ローラ２の芯金２ｂにはダイオード４によって電位制御されている。
【００３９】
定着・加圧ローラ１、２の芯金１ｂ、２ｂ内には５５０Ｗのハロゲンヒータ１ａ、２ａが内包され、定着に必要な熱供給がなされる。また、各ローラの温調については、定着・加圧ローラ１、２それぞれに温度検知素子であるサーミスタ５ａ、５ｂを接触配置して、その温度に伴う抵抗値変化によりローラ表面温度を検知し、所定の温度となるようにヒータ１ａ、１ｂの点灯制御を行っている。本実施例におけるスタンバイ温度は１６５℃、プリント温度は基本的に１７０℃に設定している。また、定着速度は、普通紙プリント時に用いる１／１速において１１７ｍｍ／ｓｅｃとしている。
【００４０】
本実施例の画像形成装置は中間転写体を用いたフルカラープリンタであるゆえ、通紙される記録材Ｐは、普通紙、ＯＨＴ、グロスフィルム、封筒、ラベル紙など多岐にわたる。この中で、ＯＨＴやグロスフィルムはＰＥＴからなるシートであるため、記録材の熱容量が普通紙に比べ非常に大きい。また、ＯＨＴでは定着画像の透過性を向上させるために、また同様にグロスフィルムでは定着画像の光沢度を高めるために、トナーを十分に溶融させる熱量が必要となる。
【００４１】
以上の理由から、本実施例のプリンタでは、ＯＨＴとグロスフィルムの定着速度を通常の普通紙の定着速度の１／４に設定している。ここでは、通常の定着速度で定着を行うモードを普通紙モード、１／４速度で定着を行うモードをＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモードと呼ぶことにする。
【００４２】
本実施例は、第１のプリントジョブの後に第２のプリントジョブが待機していて、第２のプリントジョブの定着速度が第１のプリントジョブよりも低速である場合、第１のプリントジョブの単位時間あたりの通紙枚数（以下、スループット数）を予め低下させてプリントを行うことを特徴とする。
【００４３】
以下に、本実施例の定着制御シーケンスについて、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
まず、画像形成装置は、プリントサーバ等のコンピュータから送信されてきたプリントジョブを受信する（Ｓ１１）。そして、第１のプリントジョブの定着速度すなわち各記録材の種類を確認する（Ｓ１２）。本実施例においては、普通紙の場合の定着速度は１／１速、ＯＨＴ／グロスフィルムの場合の定着速度は１／４速としている。第１のプリントジョブの記録材がＯＨＴフィルムもしくはグロスフィルムの場合、定着速度が１／４速と遅く、連続プリント後のローラ温度のオーバーシュートはほとんど発生しないため、通常のＯＨＴ／グロスフィルムのシーケンスでプリントを行う（Ｓ１８）。
【００４５】
第１のプリントジョブが普通紙すなわち定着速度が１／１速の場合、次に、第１のプリントジョブの連続通紙枚数を確認する（Ｓ１３）。本実施例においては、連続プリント枚数Ｘが１０枚未満では、定着・加圧ローラの蓄熱量が比較的少ないため、連続プリント後のオーバーシュート量が小さく、プリント直後に１／４速でＯＨＴ／グロスフィルムを定着してもホットオフセットや巻き付きジャムが発生しないことが確認されている。そこで、連続プリント枚数が１０枚以下の場合、第１のプリントジョブを通常のスループット数でプリントを行うように設定している（Ｓ１９）。
【００４６】
第１のプリントジョブの連続プリント枚数Ｘが１０枚以上の場合は、次に待機している第２のプリントジョブの有無を確認する（Ｓ１４）。第２のプリントジョブが待機していない場合、第１のプリントジョブ後のローラ温度のオーバーシュートが発生しても問題ないので、通常のスループット数で第１のプリントジョブを行う（Ｓ１９）。
【００４７】
第２のプリントジョブが待機している場合、その定着速度すなわち記録材の種類を確認する（Ｓ１５）。第２のプリントジョブが１／１速すなわち普通紙の場合、定着速度が比較的速いため、第１のプリントジョブ後のローラ温度のオーバーシュートによる影響は実用上問題ないことが確認されている。よって、通常のスループット数で第１のプリントジョブを行う（Ｓ１９）。
【００４８】
そして、第２のプリントジョブが１／４速すなわちＯＨＴ／グロスフィルムの場合、第１のプリントジョブのスループット数を通常よりも低下させてプリントを行う（Ｓ１６）。本実施例では、１／１速で普通紙を定着する場合、通常、１分あたり２４枚のスループット数でプリントを行うように設定されているが、Ｓ１６のステップにおいては、紙間隔を広げて８枚のスループット数に低下させている。スループット数を低下させると、ローラ温度を制御温度に維持するために必要な熱量が減少するため、プリント後のオーバーシュート量を抑制することができる。Ａ４サイズの坪量７５ｇ／ｍ２の紙を４０枚通紙した直後の定着・加圧ローラの温度を、本制御の有無とで比較したところ、本制御無しでは１９０℃に到達していた。これは、制御温度１７０℃に対し約２０℃オーバーシュートしていたことになる。一方、本制御有りでは１７５℃すなわち約５℃のオーバーシュートに抑えることができた。
【００４９】
最後に第１のプリントジョブの後に、第２のプリントジョブを行う（Ｓ１７）。以上の制御により、第１のプリントジョブ後のローラ温度のオーバーシュート量が抑えられているため、直ちに第２のプリントジョブであるＯＨＴ／グロスフィルムのプリントを行ってもホットオフセットによる画像汚れおよび巻き付きジャムを防止できる。
【００５０】
本実施例は、Ｓ１６において、第１のプリントジョブの最初からスループットを低下させているが、これに限るものではなく、第１のプリントジョブ中の任意のタイミングからスループットを低下させても良い。これにより、第１のプリントジョブに要する時間を短縮することができる。
【００５１】
実施例２
以下に、本実施例の定着制御シーケンスについて、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
基本的な制御フローは、実施例１と同様である。本実施例の実施例１と異なる点は、Ｓ１６において、スループット数を低下させるのではなく、定着温度を定着性が確保される範囲内で通常の定着温度よりも低下させて第１のプリントジョブを行う点である。
【００５３】
本実施例では、１／１速で定着される普通紙の通常の定着温度は１７０℃に設定されているが、Ｓ１６のステップにおいては通常よりも１０℃低下させた１６０℃に設定している。定着温度を低下させると、温調中のローラ自体の温度がその分低下することは言うまでもなく、ローラ温度を制御温度に維持するために必要な熱量も少なくなるため、プリント後のオーバーシュート量も小さくなる。Ａ４サイズの坪量７５ｇ／ｍ２の紙を４０枚通紙した直後の定着・加圧ローラの温度を、本制御の有無とで比較したところ、本制御無しでは、制御温度１７０℃に対し、２０℃オーバーシュートして１９０℃に到達していた。一方、本制御有りでは、制御温度１６０℃に対し、オーバーシュート量は１５℃に抑制され、さらに制御温度が１０℃低下していることにより、結果として１７５℃に抑えることができた。
【００５４】
最後に第１のプリントジョブの後に、第２のプリントジョブを行う（Ｓ１７）。以上の制御により、第１のプリントジョブ後にオーバーシュートが発生してもローラ温度が抑えられるため、直ちに第２のプリントジョブであるＯＨＴ／グロスフィルムのプリントを行ってもホットオフセットによる画像汚れおよび巻き付きジャムを防止できる。
【００５５】
本実施例は、Ｓ１６において、第１のプリントジョブの最初から定着を低下させているが、これに限るものではなく、第１のプリントジョブ中の任意のタイミングから定着温度を低下させても良い。
【００５６】
実施例３
つぎに、本発明の第３実施例について図５と図６により説明する。本実施例でも本発明を第１実施例と同様のフルカラーレーザプリンタに適用した。よって、プリンタおよび定着装置の説明は省略する。また、定着装置のスタンバイおよびプリント時の温調制御も第１実施例と同様である。
【００５７】
本実施例の画像形成装置には、図５に示すように、給紙された記録材、すなわちメディアの種類（普通紙・ＯＨＴ・グロスフィルム）を自動的に検知する記録材検知手段としてのメディア検知センサ３０が給紙ローラ３１とレジストローラ３２の間に配置されている。図中の矢印はメディアの搬送経路を示す。このセンサー３０は発光素子と受光素子から構成されている。
【００５８】
メディア検知センサーは、給紙ローラ３１により一旦レジストローラ３２前まで給紙されたメディアに対し、発光素子により光を入射し、その反射光の強度を受光素子で検知してメディアを判別する。例えば、透明なシートであるＯＨＴの場合、入射光の大部分は透過するので、反射光の強度はほぼ０である。一方、光沢のあるグロスフィルムの場合、反射光の強度は非常に強い。また、普通紙の場合、メディア表面がラフなために、反射光の強度が弱い。このように反射光の強度を検知することで、メディアを判別することが可能となる。
【００５９】
このような検知手段を有する画像形成装置では、画像形成装置本体がメディアの種類を自動的に判別し、各メディアに適した定着シーケンスに切り替えてプリントを行うことが可能である。これは、ユーザーが各メディアに対応した定着シーケンスを選択せずに適切なプリントができる利点がある。
【００６０】
また、普通紙やＯＨＴなどが混在するメディア群を１回のプリントジョブで定着シーケンスを変えながら連続プリントできる利点もある。
【００６１】
図６は、本実施例の定着制御シーケンスを表すフローチャートである。画像形成装置がメディア検知センサ３０により、給紙メディアを検知し（Ｓ２１）、普通紙の場合には、通常の定着速度でプリントを開始する（Ｓ２４）。
【００６２】
一方、定着速度を通常よりも低下させて定着を行うメディア、すなわちＯＨＴ／グロスフィルムであることを検知した場合、そのときの定着装置１０のローラ温度を確認する（Ｓ２２）。このとき、ローラ温度が所定温度未満の時にはそのままプリントを開始し（Ｓ２４）、ローラ温度が所定温度以上であるならば所定温度未満に冷めるまで定着を待たせて（Ｓ２３）、所定温度未満になった時点でプリントを開始する（Ｓ２４）。なお、本実施例では、上記の所定温度を、ＯＨＴおよびグロスフィルム用の定着速度（１／４速）でホットオフセットが発生しない上限温度である１８０℃に設定した。この条件であれば、メディアのローラへの巻き付きも発生しない。
【００６３】
以上に述べたシーケンスにより、普通紙の連続プリント直後にＯＨＴやグロスメディアのような定着速度を通常よりも低下させて定着する場合において、ローラ温度のオーバーシュートによる過剰な熱量付与を防止できる。ゆえに、トナーのホットオフセットによる画像汚れ、およびローラへのメディア巻き付きを防止することができる。
【００６４】
実施例４
つぎに、本発明の第４実施例について図７により説明する。本実施例においても本発明を第３実施例と同様のメディア検知センサを有するフルカラーレーザプリンタに適用した。よって、プリンタおよび定着装置の説明は省略する。
【００６５】
本実施例のプリンタは、１／１速、１／３速、１／４速の３種類の定着速度を有し、可変としている。
【００６６】
図７は、本実施例の定着制御シーケンスを表すフローチャートである。画像形成装置がメディア検知センサ３０により給紙メディアの種別を検知し（Ｓ３１）、メディアが普通紙の場合には、普通紙モード、つまり定着速度：１／１速にて定着を行ない（Ｓ３２）、一方、定着速度を通常よりも低下させて定着を行うメディア、すなわちＯＨＴ／グロスフィルムであることを検知した場合、そのときの定着装置のローラ温度を確認する（Ｓ３３）。ここまでの制御は、第２実施例と変わりはない。
【００６７】
そして、本実施例においては、ローラ温度が１８０℃未満の場合にはＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモード、すなわち定着速度：１／４速で定着を行ない（Ｓ３４）、ローラ温度が１８０℃以上の場合には定着速度：１／３速に速めて定着を行なう（Ｓ３５）。
【００６８】
本実施例のように、ＯＨＴ／グロスフィルムであることを検知し、更にローラ温度が１８０℃以上であることを検知した場合に、ＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモードの定着速度を通常よりも速めることで、過剰な熱量付与を防止する。本実施例では、定着速度をＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモードの１／４速から１／３速に速めることで、メディアに付与する熱量を調整する。この方法であれば、第３実施例のようにローラが冷めるまで待つ時間を要しないので、ユーザーへの負荷も少なくて済むという利点がある。
【００６９】
以上に述べたシーケンスにより、普通紙の連続プリント直後にＯＨＴやグロスフィルムのような定着速度を通常よりも低下させて定着する場合において、ローラ温度のオーバーシュートによる過剰な熱量付与を防止できる。ゆえに、トナーのホットオフセットおよびローラへのメディア巻き付きを防止することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、通常の定着速度のプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常のプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上のときは、予めスループットを下げてプリントすることにより、大熱容量記録材の定着時に発生しやすい、回転体の表面温度のオーバーシュートで発生するホットオフセットによる画像汚れ、および前記回転体への記録材の巻き付きを防止でき、高品質画像を得ることができるとともに、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１〜第４実施例の定着装置を示す概略構成図である。
【図２】第１〜第４実施例のフルカラーレーザプリンタである画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３および第４実施例のメディア検知センサを示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 定着ローラ
１ａ、２ａ ヒータ（熱源）
１ｃ、２ｃ 弾性層
２ 加圧ローラ
３０ メディア検知センサ（記録材検知手段）
Ｐ メディア（記録材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、ファックス、あるいはプリンタなどとされる電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、定着装置に特徴を有する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、入力された画像信号に基づいてレーザ光などにより感光ドラムに静電潜像が形成され、この静電潜像が電荷を付与されたトナーで現像されて未定着トナー像となる。そして、この未定着トナー像は静電的に記録材へ転写された後、定着装置で記録材に固着される。
【０００３】
このトナーを記録材へ固着させる定着装置の方式はいくつか存在する。その中の熱ローラ方式と呼ばれる定着プロセスは、熱源を内包した２本のローラ、すなわち定着用回転体を当接し回転させることで、記録材を搬送しながら熱と圧力をかけて定着を行なうものである。ここでは、便宜上、未定着トナー像に接触するローラを定着ローラ、接触しないローラを加圧ローラと呼ぶことにする。
【０００４】
フルカラー画像形成装置における熱ローラ方式の定着装置の場合、定着ローラと加圧ローラの両方に弾性層を設けることが多い。これは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックといった４色のトナーの混色により形成されるフルカラー画像は、トナー載り量が多いゆえにトナー層の凹凸も大きく、そのため、ローラの弾性が小さいとトナー層凹部の未定着やトナーのつぶれによる解像度低下をもたらすからである。更には、トナーの載り量が多いフルカラー画像の定着性を確保するためには、より広いニップ幅が必要なためである。この弾性層の層厚を厚くするほど、硬度を低くするほど、ニップ幅が大きくなるので、定着性を向上させることができる。
【０００５】
また、上記の弾性層の低硬度化は定着画像の光沢度を低くすることができる。これはトナー層の表面を平滑化することなく定着が行われるために、トナー層表面の凹凸によって入射光が乱反射されるためである。この低光沢な画像は反射光による眩しさが少ないため、多数枚見ても疲労を覚えず、ユーザに心理的な安らぎを与えることができるので、図やグラフなどが多いビジネス文書などに最適である。
【０００６】
ところで、使用されるメディア、すなわち記録材には、普通紙だけでなく、高光沢画像を目的としたグロスフィルム（Ｇｌｏｓｓ Ｆｉｌｍ）と呼ばれるものや、オーバーヘッドプロジェクタにより光を透過させて用いるＯＨＴ（ＯｖｅｒＨｅａｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ Ｆｉｌｍ）などがある。上述のメディアはＰＥＴなどからなる４〜５ｍｉｌ程度の基層から構成されているため、普通紙に比べてメディアの熱容量が大きい。よって、これらのメディア、すなわち大熱容量記録材は、一般に定着速度を通常よりも低下させることにより、熱量を十分に確保して定着させる。そのため、普通紙用の定着シーケンスとは別に、これらのメディア用の定着シーケンスを有することが多い。
【０００７】
また、メディアの種類を判別可能な検知手段を有する画像形成装置では、普通紙、ＯＨＴ、グロスフィルムなどを本体が自動的に判別し、それぞれに適した定着シーケンスに切り替えてプリントを行うことができる。これは、ユーザーが普通紙もしくは各メディアに対応したモード選択を指定せずに適切なプリントができる利点がある。また、普通紙やＯＨＴなどが混在するメディア群を一つのプリントジョブで連続プリントできる利点もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では以下のような問題があった。
【０００９】
ゴムなどの弾性層を有するソフトローラの定着装置の場合、ローラの熱応答性がハードローラに比べて悪いために、ローラ温度が制御温度を超えてしまうオーバーシュートが発生しやすい。特に、普通紙を高スループットで多数枚連続プリントした直後は、オーバーシュートにより定着・加圧ローラが制御温度を大きく超えた高温状態になりやすい。また、一旦高温になってしまったローラ温度が制御温度まで低下するのに時間を要する。
【００１０】
高スループットでの多数枚連続プリント直後に、ＯＨＴやグロスフィルムなどといった定着速度が普通紙よりも遅く設定されているメディアを通紙した場合、オーバーシュートによる過剰な熱量の付与によりトナーがホットオフセットを起こし、画像汚れを発生させる問題があった。特に、クリーニングウェブを持たないようなクリーニングレス定着装置の場合、ホットオフセット量が軽微でも、すぐに画像汚れが発生してしまう。そして更に、ＯＨＴやグロスフィルムが定着・加圧ローラへ巻き付いてしまう問題があった。
【００１１】
従って、本発明の目的は、大熱容量記録材の定着時に発生しやすい、定着用回転体温度のオーバーシュートで発生するホットオフセットによる画像汚れ、および定着用回転体への記録材の巻き付きを防止できる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上の時は、通常のプリントジョブの単位時間あたりの通紙枚数を通常より低下させてプリントすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
第２の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常の定着温度で定着させるプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上の時は、通常のプリントジョブ定着温度を通常より低下させてプリントすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
第３の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、記録材の種類を判別可能な検知手段を有し、前記検知手段が定着速度を通常より低下させて定着を行う記録材であることを検知した場合、前記定着ローラの表面温度を確認し、所定温度以上であるならば、所定温度未満に冷めるまで定着を待たせることを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
第４の本発明は、熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、記録材の種類を判別可能な検知手段を有し、前記検知手段が定着速度を通常より低下させて定着を行う記録材であることを検知した場合、前記定着ローラの表面温度を確認し、所定温度以上であるならば、前記記録材の定着速度を速めることを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
上記各本発明にて、一実施態様によれば、前記定着ローラは弾性層を有し、前記弾性層に用いるゴム硬度がＪＩＳＡ規格にて５°以下で、かつ前記定着ローラの製品硬度がＡｓｋｅｒＣにて６５°以下である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
本発明の第１実施例について図１〜図３により説明する。
【００１９】
本実施例の画像形成装置は、フルカラーレーザプリンタであって、図２に示すように、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを中間転写体である中間転写ベルト１７の平面部に沿って並置した構成を備えている。中間転写ベルト１７は、ローラ１８ａ、１８ｂ、１８ｃに張設され、矢印方向に移動する。
【００２０】
各像担持体である感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを帯電装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋにより均一帯電を行なった後に、露光装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋによりおのおのの感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに各色の色情報に応じた潜像を形成する。その後、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより各潜像を現像剤によりトナー像として可視化する。
【００２１】
各々感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に現像されたトナー像は各々の不図示の高圧電源に接続された一次転写装置１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより一旦中間転写ベルト１７上に一次転写される。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上の残留トナーはクリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにて除去される。
【００２２】
一方、中間転写ベルト１７上の先端画像タイミングに合わせて、メディア、すなわち記録材Ｐが給紙ローラ１９により二次転写部Ｔ２に搬送される。
【００２３】
中間転写ベルト１７上のトナー像は不図示の高圧電源に接続された二次転写装置２０により、中間転写ベルト１７から記録材Ｐに二次転写される。更に引き続き、二次転写された記録材Ｐは定着装置１０に搬送され、トナー像が定着される。
【００２４】
つぎに、本実施例の定着装置１０について図１により説明する。
【００２５】
本実施例の定着装置１０は、離型剤としてのオイルを必要としないオイルレス定着を実現し、装置の操作性を向上させている。更にクリーニングウェブなどのクリーニング機構を必要としないため、定着装置１０の構成は非常にシンプルとなっている。
【００２６】
定着装置１０は、主に、熱源であるハロゲンヒータ１ａ、２ａを内包した定着用回転体としての２本のローラ１、２から構成されている。便宜上、記録材Ｐ上の未定着画像Ｔに直接接触する上側のローラ１を定着ローラ、記録材Ｐにしか接触しない下側のローラ２を加圧ローラと呼ぶことにする。
【００２７】
未定着トナー像Ｔが形成された記録材Ｐは入口ガイド６に沿って定着・加圧ローラ１、２のニップ部へ搬送され、未定着トナー像Ｔが定着される。そして、搬送ローラ８を通過して本体外へ排紙される。
【００２８】
これら定着・加圧ローラ１、２は中空筒体のＡｌ製芯金１ｂ、２ｂに、シリコーン系ゴム材料からなる弾性層１ｃ、２ｃを設け、更に表層にフッ素樹脂チューブの離型層１ｄ、２ｄを設けたものである。
【００２９】
弾性層１ｃ、２ｃは、カラー画像における単色〜４色の多重トナーの厚み（数μｍ〜数十μｍ）に追従するため、数十μｍ以上の厚さに設定する必要がある。弾性が小さいとトナー層凹部の未定着やトナーのつぶれによる解像度低下をもたらす。弾性層１ｃ、２ｃの材質は、メチル系、メチルビニル系のシリコーンゴムのＲＴＶ、ＬＴＶのものが弾性を備えているので、解像度低下の防止に好適である。また、この弾性層１ｃ、２ｃに用いるゴム硬度は、定着性およびカラー画像の光沢度に影響を及ぼす。
【００３０】
下記の表１は、ローラの製品硬度と弾性層に用いるシリコーンゴムの硬度を変化させて定着性・光沢度を比較したものである。なお、ローラの製品硬度は弾性層のゴム厚を調整することにより、変化させた。
【００３１】
【表１】
定着性の評価は、２次色であるグリーン、ブルー、レッドのベタ画像をＸｅｒｏｘ４０２４ｐａｐｅｒ１０５ｇ／ｍ２紙（ＬＤＲサイズ紙）に出力して、このときの定着不良の有無によって行った。このときの単位面積当たりのトナーの載り量は１．５ｍｇ／ｃｍ２とした。これは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーで形成されるフルカラー画像の最大載り量に相当する。
【００３３】
また、ここでいう定着不良とは火脹れと呼ばれる現象である。火脹れとは、記録材と現像剤の間に気泡が入った状態で定着された現象をいう。この発生メカニズムについては、現像剤の記録材側の溶融が不十分であるために記録材との粘着性が弱まり発生すると推察している。表１では、火脹れが発生しなかったローラを「○」、パッチ画像のハキヨセ部に火脹れが発生したローラを「△」、画像全面に火脹れもしくはオフセットが発生したローラを「×」で表した。
【００３４】
また、併せて定着画像の光沢度の測定も行った。トナーの載り量は同様に１．５ｍｇ／ｃｍ２とし、２次色のグリーン、ブルー、レッドのベタ画像を、Ｘｅｒｏｘ４０２４ｐａｐｅｒ７５ｇ／ｃｍ２紙（ＬＤＲサイズ紙）に出力して、その平均の光沢度を評価した。光沢度測定器は、日本電色工業製のＰＧ−３Ｄ（入射角θ＝７５゜）を使用し、標準面は光沢度９６．９％の黒色ガラスを使用した。なお、定着画像をビジネス文書対応とするための光沢度を調べるためにグロスモニターテストを行ったところ、光沢度は７〜１８％が好ましく、２４％を超える光沢度は良い印象を受けないことが分かった。そこで、表１における光沢度の評価は２４％よりも低いものを「低」、２４％以上を「高」として評価した。
【００３５】
表１から明らかなように、定着性を良好に保ちつつ光沢度を抑えるためには、ローラの製品硬度を６５゜以下（ＡｓｋｅｒＣ）で、弾性層のゴム硬度が５゜（ＪＩＳＡ）であるローラが望ましいことが分かる。
【００３６】
以上の結果に基づき、本実施例の弾性層１ｃ、２ｃの材質には、ゴム硬度がＪＩＳＡ規格で１゜以下であるメチルシリコーンゴムを用いた。また、その層厚は、定着ローラ１を２．１ｍｍ、加圧ローラ２を２．３ｍｍとした。厚さ５０μｍのＰＦＡチューブの離型層１ｄ、２ｄを設けた上記構成のローラの製品硬度は、定着ローラで６２〜６５゜、加圧ローラで６１〜６４゜である。
【００３７】
定着・加圧ローラの外径は４６．０ｍｍとし、ローラの３周内にＡ３もしくはＬｅｄｇｅｒサイズ紙（本機の通紙可能サイズ紙の最大の縦の長さはＬｅｄｇｅｒサイズ紙の４３２ｍｍ）が通過できる。また、弾性層を有する部分の長手方向の長さは３１３ｍｍである。このような定着・加圧ローラ１、２に総圧４５ｋｇｆの加圧力をかけて当接させることにより、ニップ幅を約９ｍｍとしている。
【００３８】
静電オフセット防止のために、定着ローラ１には電源３から、１ｋＶ程度の電圧が印加され、加圧ローラ２の芯金２ｂにはダイオード４によって電位制御されている。
【００３９】
定着・加圧ローラ１、２の芯金１ｂ、２ｂ内には５５０Ｗのハロゲンヒータ１ａ、２ａが内包され、定着に必要な熱供給がなされる。また、各ローラの温調については、定着・加圧ローラ１、２それぞれに温度検知素子であるサーミスタ５ａ、５ｂを接触配置して、その温度に伴う抵抗値変化によりローラ表面温度を検知し、所定の温度となるようにヒータ１ａ、１ｂの点灯制御を行っている。本実施例におけるスタンバイ温度は１６５℃、プリント温度は基本的に１７０℃に設定している。また、定着速度は、普通紙プリント時に用いる１／１速において１１７ｍｍ／ｓｅｃとしている。
【００４０】
本実施例の画像形成装置は中間転写体を用いたフルカラープリンタであるゆえ、通紙される記録材Ｐは、普通紙、ＯＨＴ、グロスフィルム、封筒、ラベル紙など多岐にわたる。この中で、ＯＨＴやグロスフィルムはＰＥＴからなるシートであるため、記録材の熱容量が普通紙に比べ非常に大きい。また、ＯＨＴでは定着画像の透過性を向上させるために、また同様にグロスフィルムでは定着画像の光沢度を高めるために、トナーを十分に溶融させる熱量が必要となる。
【００４１】
以上の理由から、本実施例のプリンタでは、ＯＨＴとグロスフィルムの定着速度を通常の普通紙の定着速度の１／４に設定している。ここでは、通常の定着速度で定着を行うモードを普通紙モード、１／４速度で定着を行うモードをＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモードと呼ぶことにする。
【００４２】
本実施例は、第１のプリントジョブの後に第２のプリントジョブが待機していて、第２のプリントジョブの定着速度が第１のプリントジョブよりも低速である場合、第１のプリントジョブの単位時間あたりの通紙枚数（以下、スループット数）を予め低下させてプリントを行うことを特徴とする。
【００４３】
以下に、本実施例の定着制御シーケンスについて、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
まず、画像形成装置は、プリントサーバ等のコンピュータから送信されてきたプリントジョブを受信する（Ｓ１１）。そして、第１のプリントジョブの定着速度すなわち各記録材の種類を確認する（Ｓ１２）。本実施例においては、普通紙の場合の定着速度は１／１速、ＯＨＴ／グロスフィルムの場合の定着速度は１／４速としている。第１のプリントジョブの記録材がＯＨＴフィルムもしくはグロスフィルムの場合、定着速度が１／４速と遅く、連続プリント後のローラ温度のオーバーシュートはほとんど発生しないため、通常のＯＨＴ／グロスフィルムのシーケンスでプリントを行う（Ｓ１８）。
【００４５】
第１のプリントジョブが普通紙すなわち定着速度が１／１速の場合、次に、第１のプリントジョブの連続通紙枚数を確認する（Ｓ１３）。本実施例においては、連続プリント枚数Ｘが１０枚未満では、定着・加圧ローラの蓄熱量が比較的少ないため、連続プリント後のオーバーシュート量が小さく、プリント直後に１／４速でＯＨＴ／グロスフィルムを定着してもホットオフセットや巻き付きジャムが発生しないことが確認されている。そこで、連続プリント枚数が１０枚以下の場合、第１のプリントジョブを通常のスループット数でプリントを行うように設定している（Ｓ１９）。
【００４６】
第１のプリントジョブの連続プリント枚数Ｘが１０枚以上の場合は、次に待機している第２のプリントジョブの有無を確認する（Ｓ１４）。第２のプリントジョブが待機していない場合、第１のプリントジョブ後のローラ温度のオーバーシュートが発生しても問題ないので、通常のスループット数で第１のプリントジョブを行う（Ｓ１９）。
【００４７】
第２のプリントジョブが待機している場合、その定着速度すなわち記録材の種類を確認する（Ｓ１５）。第２のプリントジョブが１／１速すなわち普通紙の場合、定着速度が比較的速いため、第１のプリントジョブ後のローラ温度のオーバーシュートによる影響は実用上問題ないことが確認されている。よって、通常のスループット数で第１のプリントジョブを行う（Ｓ１９）。
【００４８】
そして、第２のプリントジョブが１／４速すなわちＯＨＴ／グロスフィルムの場合、第１のプリントジョブのスループット数を通常よりも低下させてプリントを行う（Ｓ１６）。本実施例では、１／１速で普通紙を定着する場合、通常、１分あたり２４枚のスループット数でプリントを行うように設定されているが、Ｓ１６のステップにおいては、紙間隔を広げて８枚のスループット数に低下させている。スループット数を低下させると、ローラ温度を制御温度に維持するために必要な熱量が減少するため、プリント後のオーバーシュート量を抑制することができる。Ａ４サイズの坪量７５ｇ／ｍ２の紙を４０枚通紙した直後の定着・加圧ローラの温度を、本制御の有無とで比較したところ、本制御無しでは１９０℃に到達していた。これは、制御温度１７０℃に対し約２０℃オーバーシュートしていたことになる。一方、本制御有りでは１７５℃すなわち約５℃のオーバーシュートに抑えることができた。
【００４９】
最後に第１のプリントジョブの後に、第２のプリントジョブを行う（Ｓ１７）。以上の制御により、第１のプリントジョブ後のローラ温度のオーバーシュート量が抑えられているため、直ちに第２のプリントジョブであるＯＨＴ／グロスフィルムのプリントを行ってもホットオフセットによる画像汚れおよび巻き付きジャムを防止できる。
【００５０】
本実施例は、Ｓ１６において、第１のプリントジョブの最初からスループットを低下させているが、これに限るものではなく、第１のプリントジョブ中の任意のタイミングからスループットを低下させても良い。これにより、第１のプリントジョブに要する時間を短縮することができる。
【００５１】
実施例２
以下に、本実施例の定着制御シーケンスについて、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
基本的な制御フローは、実施例１と同様である。本実施例の実施例１と異なる点は、Ｓ１６において、スループット数を低下させるのではなく、定着温度を定着性が確保される範囲内で通常の定着温度よりも低下させて第１のプリントジョブを行う点である。
【００５３】
本実施例では、１／１速で定着される普通紙の通常の定着温度は１７０℃に設定されているが、Ｓ１６のステップにおいては通常よりも１０℃低下させた１６０℃に設定している。定着温度を低下させると、温調中のローラ自体の温度がその分低下することは言うまでもなく、ローラ温度を制御温度に維持するために必要な熱量も少なくなるため、プリント後のオーバーシュート量も小さくなる。Ａ４サイズの坪量７５ｇ／ｍ２の紙を４０枚通紙した直後の定着・加圧ローラの温度を、本制御の有無とで比較したところ、本制御無しでは、制御温度１７０℃に対し、２０℃オーバーシュートして１９０℃に到達していた。一方、本制御有りでは、制御温度１６０℃に対し、オーバーシュート量は１５℃に抑制され、さらに制御温度が１０℃低下していることにより、結果として１７５℃に抑えることができた。
【００５４】
最後に第１のプリントジョブの後に、第２のプリントジョブを行う（Ｓ１７）。以上の制御により、第１のプリントジョブ後にオーバーシュートが発生してもローラ温度が抑えられるため、直ちに第２のプリントジョブであるＯＨＴ／グロスフィルムのプリントを行ってもホットオフセットによる画像汚れおよび巻き付きジャムを防止できる。
【００５５】
本実施例は、Ｓ１６において、第１のプリントジョブの最初から定着を低下させているが、これに限るものではなく、第１のプリントジョブ中の任意のタイミングから定着温度を低下させても良い。
【００５６】
実施例３
つぎに、本発明の第３実施例について図５と図６により説明する。本実施例でも本発明を第１実施例と同様のフルカラーレーザプリンタに適用した。よって、プリンタおよび定着装置の説明は省略する。また、定着装置のスタンバイおよびプリント時の温調制御も第１実施例と同様である。
【００５７】
本実施例の画像形成装置には、図５に示すように、給紙された記録材、すなわちメディアの種類（普通紙・ＯＨＴ・グロスフィルム）を自動的に検知する記録材検知手段としてのメディア検知センサ３０が給紙ローラ３１とレジストローラ３２の間に配置されている。図中の矢印はメディアの搬送経路を示す。このセンサー３０は発光素子と受光素子から構成されている。
【００５８】
メディア検知センサーは、給紙ローラ３１により一旦レジストローラ３２前まで給紙されたメディアに対し、発光素子により光を入射し、その反射光の強度を受光素子で検知してメディアを判別する。例えば、透明なシートであるＯＨＴの場合、入射光の大部分は透過するので、反射光の強度はほぼ０である。一方、光沢のあるグロスフィルムの場合、反射光の強度は非常に強い。また、普通紙の場合、メディア表面がラフなために、反射光の強度が弱い。このように反射光の強度を検知することで、メディアを判別することが可能となる。
【００５９】
このような検知手段を有する画像形成装置では、画像形成装置本体がメディアの種類を自動的に判別し、各メディアに適した定着シーケンスに切り替えてプリントを行うことが可能である。これは、ユーザーが各メディアに対応した定着シーケンスを選択せずに適切なプリントができる利点がある。
【００６０】
また、普通紙やＯＨＴなどが混在するメディア群を１回のプリントジョブで定着シーケンスを変えながら連続プリントできる利点もある。
【００６１】
図６は、本実施例の定着制御シーケンスを表すフローチャートである。画像形成装置がメディア検知センサ３０により、給紙メディアを検知し（Ｓ２１）、普通紙の場合には、通常の定着速度でプリントを開始する（Ｓ２４）。
【００６２】
一方、定着速度を通常よりも低下させて定着を行うメディア、すなわちＯＨＴ／グロスフィルムであることを検知した場合、そのときの定着装置１０のローラ温度を確認する（Ｓ２２）。このとき、ローラ温度が所定温度未満の時にはそのままプリントを開始し（Ｓ２４）、ローラ温度が所定温度以上であるならば所定温度未満に冷めるまで定着を待たせて（Ｓ２３）、所定温度未満になった時点でプリントを開始する（Ｓ２４）。なお、本実施例では、上記の所定温度を、ＯＨＴおよびグロスフィルム用の定着速度（１／４速）でホットオフセットが発生しない上限温度である１８０℃に設定した。この条件であれば、メディアのローラへの巻き付きも発生しない。
【００６３】
以上に述べたシーケンスにより、普通紙の連続プリント直後にＯＨＴやグロスメディアのような定着速度を通常よりも低下させて定着する場合において、ローラ温度のオーバーシュートによる過剰な熱量付与を防止できる。ゆえに、トナーのホットオフセットによる画像汚れ、およびローラへのメディア巻き付きを防止することができる。
【００６４】
実施例４
つぎに、本発明の第４実施例について図７により説明する。本実施例においても本発明を第３実施例と同様のメディア検知センサを有するフルカラーレーザプリンタに適用した。よって、プリンタおよび定着装置の説明は省略する。
【００６５】
本実施例のプリンタは、１／１速、１／３速、１／４速の３種類の定着速度を有し、可変としている。
【００６６】
図７は、本実施例の定着制御シーケンスを表すフローチャートである。画像形成装置がメディア検知センサ３０により給紙メディアの種別を検知し（Ｓ３１）、メディアが普通紙の場合には、普通紙モード、つまり定着速度：１／１速にて定着を行ない（Ｓ３２）、一方、定着速度を通常よりも低下させて定着を行うメディア、すなわちＯＨＴ／グロスフィルムであることを検知した場合、そのときの定着装置のローラ温度を確認する（Ｓ３３）。ここまでの制御は、第２実施例と変わりはない。
【００６７】
そして、本実施例においては、ローラ温度が１８０℃未満の場合にはＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモード、すなわち定着速度：１／４速で定着を行ない（Ｓ３４）、ローラ温度が１８０℃以上の場合には定着速度：１／３速に速めて定着を行なう（Ｓ３５）。
【００６８】
本実施例のように、ＯＨＴ／グロスフィルムであることを検知し、更にローラ温度が１８０℃以上であることを検知した場合に、ＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモードの定着速度を通常よりも速めることで、過剰な熱量付与を防止する。本実施例では、定着速度をＯＨＴ／ＧｌｏｓｓＦｉｌｍモードの１／４速から１／３速に速めることで、メディアに付与する熱量を調整する。この方法であれば、第３実施例のようにローラが冷めるまで待つ時間を要しないので、ユーザーへの負荷も少なくて済むという利点がある。
【００６９】
以上に述べたシーケンスにより、普通紙の連続プリント直後にＯＨＴやグロスフィルムのような定着速度を通常よりも低下させて定着する場合において、ローラ温度のオーバーシュートによる過剰な熱量付与を防止できる。ゆえに、トナーのホットオフセットおよびローラへのメディア巻き付きを防止することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、通常の定着速度のプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常のプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上のときは、予めスループットを下げてプリントすることにより、大熱容量記録材の定着時に発生しやすい、回転体の表面温度のオーバーシュートで発生するホットオフセットによる画像汚れ、および前記回転体への記録材の巻き付きを防止でき、高品質画像を得ることができるとともに、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１〜第４実施例の定着装置を示す概略構成図である。
【図２】第１〜第４実施例のフルカラーレーザプリンタである画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３および第４実施例のメディア検知センサを示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第４実施例における制御シーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 定着ローラ
１ａ、２ａ ヒータ（熱源）
１ｃ、２ｃ 弾性層
２ 加圧ローラ
３０ メディア検知センサ（記録材検知手段）
Ｐ メディア（記録材）
Claims (5)
- 熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上の時は、通常のプリントジョブの単位時間あたりの通紙枚数を通常より低下させてプリントすることを特徴とする画像形成装置。
- 熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、通常の定着速度で定着させるプリントジョブの後に、定着速度を通常よりも低下させて定着するプリントジョブが待機している場合、通常の定着温度で定着させるプリントジョブの連続通紙枚数が所定枚数以上の時は、通常のプリントジョブ定着温度を通常より低下させてプリントすることを特徴とする画像形成装置。
- 熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、記録材の種類を判別可能な検知手段を有し、前記検知手段が定着速度を通常より低下させて定着を行う記録材であることを検知した場合、前記定着ローラの表面温度を確認し、所定温度以上であるならば、所定温度未満に冷めるまで定着を待たせることを特徴とする画像形成装置。
- 熱源を内包する定着ローラと、前記定着ローラに圧接する加圧ローラを備え、前記定着ローラと前記加圧ローラの圧接部にて記録材を狭持搬送しながら熱と圧力をかけて未定着トナー像を固着させる定着装置を有する画像形成装置において、記録材の種類を判別可能な検知手段を有し、前記検知手段が定着速度を通常より低下させて定着を行う記録材であることを検知した場合、前記定着ローラの表面温度を確認し、所定温度以上であるならば、前記記録材の定着速度を速めることを特徴とする画像形成装置。
- 前記定着ローラは弾性層を有し、前記弾性層に用いるゴム硬度がＪＩＳＡ規格にて５°以下で、かつ前記定着ローラの製品硬度がＡｓｋｅｒＣにて６５°以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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2002
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