JP2006023336A - 画像形成装置 - Google Patents

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慎一 束村
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Abstract

【課題】 可視画像の生産性および定着性の条件を、記録材の厚さと表面の平滑性との関係において適正な範囲の大きな自由度で選択でき、個々のユーザーが柔軟性の高い対応が得られる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 可視画像を形成するための条件指定を行う操作部を具え、複数の温度条件から定着温度を設定する定着温度設定機構と、2つ以上の速度条件から搬送速度を設定する搬送速度設定機構とを有し、搬送速度設定機構は複数の速度選定用テーブルを有し、各々の速度選定用テーブルは、記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性に応じた複数の適正速度区分を有し、この適正速度区分においては、前記2つ以上の速度条件のいずれかが規定されており、搬送速度設定機構においては、搬送速度の選択に使用されるべき速度選定用テーブルが操作部において指定されることによって2つ以上の速度条件から記録材の搬送速度が設定されることを特徴とする。
【選択図】 図2

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。
一般に、電子写真方式によって可視画像を形成する画像形成装置においては、像担持体上に形成されたトナー像を転写手段によって記録材に転写し、この記録材上の未定着トナー像を定着手段によって定着することにより、可視画像が形成される。
定着手段としては、例えば、加熱源を有し、記録材の一面に接して回転駆動される加熱ローラと、この加熱ローラに圧着されることにより定着ニップ部が形成されるよう配置された加圧ローラとを具えてなる熱ローラ定着方式のものが用いられ、このような定着手段によって熱と圧力とが加えられることにより、未定着トナー像が記録材上に熱定着される。
定着手段においては、未定着トナー像を記録材上に熱定着させるときに、トナー像について高い定着性を実現するためには、記録材への熱の供給量を多くすること、すなわち、定着手段における定着温度を高く設定することや、定着ニップ部における記録材の搬送速度を小さくすることなどが有効であるが、記録材への熱の供給量が過大であると、記録材においてブリスター、波うちあるいはカールなどが発生するという問題がある。
このような問題を解決するために、記録材の厚さ、あるいは表面の平滑性などの表面性に応じて定着温度、定着ニップ部の幅あるいは定着ニップ部における記録材の搬送速度などの定着条件を変更することにより、定着ニップ部において記録材に付与される熱量を変更する構成の画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、記録材の搬送速度に応じて定着温度を制御する機構を具え、例えば搬送速度が大きい場合には定着温度が高くなるよう制御され、搬送速度が小さい場合には定着温度が低くなるよう制御される構成の画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、このような構成の画像形成装置においては、個々のユーザーの要望に応じて、例えば、可視画像の生産性を重視するユーザーおよび形成される可視画像における定着性を重視するユーザーの両者の要望に十分に対応することのできるものでなない。
特開平8−220928号公報 特開2001−154533号公報
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、形成されるべき可視画像に係る生産性の程度および定着性の程度の条件を、記録材の厚さと当該記録材の表面の平滑性との関係において適正な範囲の大きな自由度で選択することができ、従って、個々のユーザーについての要望に対して柔軟性の高い対応を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
本発明の画像形成装置は、像担持体上に形成されるトナー像を記録材に転写することにより、当該記録材上において未定着トナー像を形成するトナー像形成手段と、記録材上の未定着トナー像を当該記録材に熱定着して可視画像を形成する定着手段と、可視画像を形成するための条件指定を行う操作部とを具える画像形成装置であって、
前記定着手段における定着温度を、複数の温度条件のいずれかに基づいて設定する定着温度設定機構と、
前記定着手段における記録材の搬送速度を、2つ以上の速度条件から選択された速度条件に基づいて設定する搬送速度設定機構とを有し、
搬送速度設定機構は、形成されるべき可視画像に係る生産性の大小に応じる複数の速度選定用テーブルを有し、
各々の速度選定用テーブルは、記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性に応じた複数の適正速度区分を有し、
この適正速度区分においては、前記2つ以上の速度条件のいずれかが規定されており、 搬送速度設定機構においては、搬送速度の選択に使用されるべき速度選定用テーブルが操作部において指定されることによって2つ以上の速度条件から記録材の搬送速度が設定されることを特徴とする。
この画像形成装置においては、定着温度設定機構による定着温度の設定は、操作部において指定された温度条件に基づいてなされる構成とすることができる。
また、本発明の画像形成装置は、像担持体上に形成されるトナー像を記録材に転写することにより、当該記録材上において未定着トナー像を形成するトナー像形成手段と、記録材上の未定着トナー像を当該記録材に熱定着して可視画像を形成する定着手段と、可視画像を形成するための条件指定を行う操作部とを具える画像形成装置であって、
前記定着手段における定着温度を、複数の温度条件のいずれかに基づいて設定する定着温度設定機構と、
前記定着手段における記録材の搬送速度を、2つ以上の速度条件から選択された速度条件に基づいて設定する搬送速度設定機構とを有し、
搬送速度設定機構は、形成されるべき可視画像に係る生産性の大小に応じる複数の速度選定用テーブルを有し、
各々の速度選定用テーブルは、記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性に応じた複数の適正速度区分を有し、
この適正速度区分においては、前記2つ以上の速度条件のいずれかが規定されており、 定着温度設定機構による定着温度の設定は、操作部において指定された温度条件に基づいてなされ、
搬送速度設定機構においては、搬送速度の選択に使用されるべき速度選定用テーブルが、定着温度設定機構によって設定された定着温度に応じて自動的に指定されることによって2つ以上の速度条件から記録材の搬送速度が設定されることを特徴とする。
本発明の画像形成装置によれば、搬送速度の設定について、複数の速度選定用テーブルが、各々、記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性に応じて速度条件が規定された複数の速度適正区分を有し、この複数の速度選定用テーブルからユーザーが指定した1つの速度選定用テーブルによって記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性に基づいて必然的に搬送速度が設定される構成であるので、個々のユーザーの要望に応じて、可視画像の生産性の程度を、記録材の厚さと当該記録材の表面の平滑性との関係において適正な範囲の大きな自由度で選択できて個々のユーザーに対する柔軟性の高い対応を得ることができる。
また、本発明の画像形成装置によれば、定着温度が選択されたときには、使用されるべき速度選定用テーブルが自動的に指定されるために、記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性との関係において適正な範囲の搬送速度が得られるので、定着手段において常に適正な定着性が発揮され、その結果、定着温度の変更に要する待機時間が短縮されたものでありながら、常に適正な可視画像を得ることができる。
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
この画像形成装置は、回転される像担持体10と、各々、この像担持体10の回転方向に対してこの順に並ぶよう像担持体10の外周面に沿って配設された、像担持体10の表面を帯電させる帯電装置11、像担持体10の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置12、トナーを含む現像剤を用いて静電潜像を顕在化させることによりトナー像を形成する現像器13、像担持体10上のトナー像を転写領域において記録材P上に転写する転写手段14、像担持体10に密着した状態にある記録材Pを分離させる分離装置15、および転写領域を通過した像担持体10上に残留する未転写トナーを除去するゴムブレード18Aよりなるクリーニング装置18とを具えている。16は、転写領域より搬送される記録材P上の未定着トナー像を定着させて画像を形成する定着手段であり、19は、定着手段16に記録材Pを搬送するための、記録材搬送手段である。
また、この例の画像形成装置においては、図示されていないが、ユーザーにより可視画像を形成するための条件指定を行うための操作部が設けられており、さらに、記録材の厚さおよび表面の平滑性の組み合わせが、各々互いに異なる記録材Pが収納された複数の給紙ユニットが設けられている。
像担持体10は、ドラム状の金属基体と、この金属基体の外周面に形成された有機光導電性化合物よりなる感光層とにより構成されており、図1において紙面に対して垂直な方向に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂としては、例えばポリカーボネートなどを例示することができる。
帯電装置11は、例えば制御グリッドと帯電極とを有するスコロトロン帯電器よりなり、露光装置12は、例えばレーザ照射装置よりなる。
現像器13は、例えばマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ131および像担持体10とこの現像スリーブ131との間にバイアス電圧を印加する電圧印加装置(図示せず)が設けられてなるものである。
転写手段14は、適正な大きさに制御された転写電圧が印加されて転写電界が形成され、この転写電界が作用されることにより、像担持体10上に形成されたトナー像を転写領域において記録材Pに転写させる構成のものであり、例えば、コロナ放電器よりなるものが用いられる。
分離装置15は、像担持体10に密着した状態にある記録材Pの電荷を除去することによりこの記録材Pを像担持体10から分離させるものであり、例えばコロトロン帯電器よりなるものが用いられる。
クリーニング装置18のゴムブレード18Aは、例えば、ポリウレタンゴムなどの弾性体よりなり、その基端部分が支持部材(図示せず)によって支持されると共に、先端部分が像担持体10の表面に当接されるよう設けられており、ゴムブレード18Aの基端側から伸びる方向は、当接箇所における像担持体10の回転による移動方向と反対方向である、いわゆるカウンター方向とされている。
定着手段16は、例えば、内部に加熱源(図示せず)を備えた加熱ローラ161と、この加熱ローラ161に定着ニップ部Nが形成されるよう圧接された状態で設けられた加圧ローラ162とにより構成され、設定された定着温度の熱により記録材P上の未定着トナー像が熱定着される熱ローラ定着方式のものである。
加熱ローラ161は、例えば、アルミニウム、鉄および銅より選択された金属あるいはそれらの合金から構成される円筒状の芯金の表面に、フッ素樹脂からなる被覆層が形成されてなり、例えばハロゲンヒータランプよりなる加熱源が芯金内に配置されて構成されている。この加熱ローラ161の外径は例えば25〜100mmの範囲である。
一方、定着手段16を構成する加圧ローラ162は、例えば円筒状の芯金の表面にゴム弾性体よりなる弾性層が形成されており、加圧ローラ162の外径は、例えば加熱ローラ161と同程度の大きさとされる。
この加圧ローラ162は、加熱ローラ161と同様に、加熱源を内蔵している構成とすることもできる。この定着手段16においては、加熱ローラ161および加圧ローラ162のうち、少なくともいずれか一方において加熱源が設けられていればよい。
記録材搬送手段19は、定着手段16に近接して設けられており、このような記録材搬送手段19は、例えば、駆動用ローラ19aおよび支持ローラ19bと、当該駆動用ローラ19aおよび支持ローラ19bに張架された無端状の搬送ベルト19cと、駆動用ローラ19aを回転駆動するための駆動源(図示せず)とにより構成されるものである。
そして、画像形成装置には、定着温度設定機構(図示せず)が具えられており、この定着温度設定機構により、定着手段16における定着温度が、複数の温度条件のいずれかに設定される。
具体的に、定着温度設定機構によれば、加熱ローラ161の表面が設定された定着温度となるよう、当該加熱ローラ161が加熱源により加熱される。
定着温度設定機構による定着温度の設定は、ユーザーにより操作部において複数の温度条件より指定された温度条件に基づいてなされる。
また、画像形成装置には、定着手段16の定着ニップ部Nにおける記録材Pの搬送速度を3つの速度条件から選択された速度条件に基づいて設定する搬送速度設定機構(図示せず)が具えられており、この搬送速度設定機構は、図2に示されているように、形成されるべき可視画像に係る生産性の大小に応じる2つの速度選定用テーブル21、22を有するものである。
この実施の形態においては、搬送速度設定機構には、速度選定用テーブル21、22が記憶されたデータ貯蔵部20が設けられている。
ここに、形成されるべき可視画像の生産性の大小とは、形成されるべき可視画像の時間的効率に係る生産性の大小を示す。
搬送速度設定機構におけるデータ貯蔵部20を構成する2つの速度選定用テーブル21、22は、各々、記録材Pの厚さおよび表面の平滑性に応じて複数の適正速度区分、すなわち例えば8種類の記録材の厚さおよび例えば5種類の記録材の表面の平滑性の組み合わせに応じて、合計38の適正速度区分を有し、この各々の適正速度区分においては、第1搬送速度、この第1搬送速度よりも小さい速度の第2搬送速度、およびこの第2搬送速度よりも小さい速度の第3搬送速度のいずれかの速度条件が規定されている。
搬送速度設定機構においては、定着手段16における記録材Pの搬送速度が、記録材Pの厚さおよび当該記録材Pの表面の平滑性に応じる適正速度区分に規定された速度条件に、第1搬送速度、第2搬送速度、および第3搬送速度の合計3つの速度条件が相互に切り替えられることにより、設定される。
搬送速度設定機構により設定される搬送速度は、例えば、第1搬送速度が500mm/secとされ、第2搬送速度が400mm/secとされ、第3搬送速度が300mm/secとされている。
そして、本発明の画像形成装置において、搬送速度設定機構において速度条件の選択に使用されるべき速度選定用テーブルは、操作部においてユーザーにより指定されるものである。
このような速度選定用テーブル21、22は、記録材の厚さおよび表面の平滑性に応じた速度条件の範囲のデータに基づいて作成されており、速度選定用テーブル21における、一の適正速度区分において規定された速度条件は、当該速度選定用テーブル21に係る生産性よりも大きい生産性に応じる速度選定用テーブル22において対応する同一の適正速度区分において規定された速度条件に比べて同一または小さいものとされている。
以上の画像形成装置において現像に用いられるトナーは、例えば、重合性単量体を水系媒体中で重合させて得られる、いわゆる重合トナーとすることができるが、トナーとしては重合トナーであることに限定されるものではなく、例えば粉砕法などによって製造されたものであってもよい。
現像剤としては、例えば、以上のトナーと、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した、平均粒径が65μmであるフェライトキャリアを、トナーが50g、キャリアが950gとなる割合で混合することにより製造されたものを用いることができる。
以上の画像形成装置においては、操作部において、ユーザーにより速度選定用テーブル、記録材Pの種類、定着温度に係る温度条件、コピー枚数、拡大率または縮小率などの条件の指定が行われた後、次のようにして画像形成動作が行われる。
先ず、コピー開始の指令操作が行われることにより発せられる信号により、原稿に基づいた画像データが取得され、画像データに基づいて、予め帯電装置11により所定の極性(例えば負極性)に帯電された像担持体10上に、露光装置12によって露光された照射個所(露光領域)の電位が低下されることにより静電潜像が形成され、その後、現像器13によって像担持体10の表面電位と同じ極性(例えば負極性)に帯電されたトナーが像担持体10の静電潜像に付着して反転現像が行われ、これにより、トナー像が形成される。
次いで、転写領域に像担持体10上に形成されたトナー像と同期した状態に、操作部において指定された記録材の種類に対応する給紙ユニットから搬送された記録材P上に像担持体10上のトナー像が転写された後、分離装置15により像担持体10と密着した状態にある記録材Pが分離される。
一方、転写領域を通過して像担持体10上に残留する未転写トナーはクリーニング装置18のゴムブレード18Aによって除去される。
このような画像形成動作中においては、搬送速度設定機構により、操作部においてユーザーにより指定された速度選定用テーブルによって、記録材Pの厚さおよび表面の平滑性の組み合わせ、具体的には、操作部において指定された記録材Pの種類に対応する給紙ユニットにおいて定められる記録材Pの厚さおよび表面の平滑性の組み合わせに応じた適正速度区分に従って定着手段16における搬送速度が設定され、この設定された搬送速度において定着手段16の定着ニップ部Nに記録材Pが搬送され、定着温度設定機構により、ユーザーによって指定された温度条件に基づいて設定された定着温度において熱定着が行われることにより、可視画像が形成される。
このような画像形成装置によれば、データ貯蔵部20における、形成されるべき可視画像に係る生産性の大小に対応する2つの速度選定用テーブル21、22から、ユーザーが指定した1つの速度選定用テーブルによって記録材Pの厚さおよび表面の平滑性に基づいて必然的に搬送速度が設定される構成であるので、個々のユーザーの要望に応じて、可視画像の生産性の程度を、記録材Pの厚さと表面の平滑性との関係において適正な範囲の大きな自由度で選択できて個々のユーザーに対する柔軟性の高い対応を得ることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、定着温度の設定に係る温度条件は、操作部においてユーザーにより指定されることに限定されず、自動的に指定されてもよい。
また例えば、定着手段16の搬送速度は、3つの速度条件のいずれかに基づいて設定されることに限定されず、2つ以上の速度条件のいずれかに基づいて設定されることができればよい。
さらに例えば、データ貯蔵部20に記憶された速度選定用テーブルは2つであることに限定されず、複数であればよい。
<第2の実施の形態>
この例の第2の実施の形態に係る画像形成装置は、図2で示される第1の実施の形態に係る画像形成装置において、操作部においてユーザーにより指定された温度条件に基づいて設定される定着温度に応じて、搬送速度設定機構において搬送速度の設定に使用されるべき速度選定用テーブルが自動的に指定されることの他は、第1の実施の形態における画像形成装置と同様の構成を有するものである。
定着温度設定機構においては、定着手段16における定着温度が、例えば190℃、180℃および170℃の3種類の温度条件より操作部においてユーザーにより指定された温度条件に基づいて設定されるよう構成されている。
また、搬送速度設定機構は、図3に示されているように、3種類の、形成されるべき可視画像の生産性の大小に応じる速度選定用テーブル31、32、33が記憶されたデータ貯蔵部30から、それぞれの温度条件に基づいて設定される定着温度に対応して、速度選定用テーブルが自動的に指定されるよう構成されている。
具体的には、操作部において指定された温度条件が190℃であるときには、速度選定用テーブル31が指定され、操作部において指定された温度条件が180℃であるときには、定着温度190℃に係る速度選定用テーブル31に係る生産性よりも小さい生産性に応じる速度選定用テーブル32が指定され、操作部において指定された温度条件が170℃であるときには、定着温度180℃に係る速度選定用テーブル32に係る生産性よりも小さい生産性に応じる速度選定用テーブル33が指定される。
定着温度190℃に係る速度選定用テーブル31における一の適正速度区分において規定された速度条件は、定着温度180℃に係る速度選定用テーブル32において対応する同一の適正速度区分において規定された速度条件に比べて同一または大きいものとされており、また、定着温度180℃に係る速度選定用テーブル32における一の適正速度区分において規定された速度条件は、定着温度170℃に係る速度選定用テーブル33において対応する同一の適正速度区分において規定される速度条件に比べて同一または大きいものとされている。
以上の画像形成装置においては、操作部において、ユーザーにより定着温度の温度条件、記録材Pの種類、コピー枚数、拡大率または縮小率などの条件の指定が行われた後、次のようにして画像形成動作が行われる。
先ず、コピー開始の指令操作が行われ、これに従って、操作部において指定された記録材の種類に対応する給紙ユニットから搬送された記録材P上に形成された未定着トナー像が、搬送速度設定機構において、操作部においてユーザーにより指定された温度条件に基づいて設定された定着温度に応じて自動的に指定された速度選定用テーブルによって、記録材Pの厚さおよび表面の平滑性の組み合わせ、具体的には、操作部において選択された記録材Pの種類に対応する給紙ユニットにおいて定められる記録材Pの厚さおよび表面の平滑性の組み合わせに応じた適正速度区分に従って定着手段16における搬送速度が設定され、この設定された搬送速度において定着手段16の定着ニップ部Nに記録材Pが搬送され、定着温度設定機構により、ユーザーによって指定された温度条件に基づいて設定された定着温度において熱定着が行われることにより、可視画像が形成される。
このような画像形成装置によれば、ユーザーにより指定される温度条件に基づいて設定される定着温度に応じて、使用されるべき速度選定用テーブルが自動的に指定されるために、記録材Pの厚さと当該記録材Pの表面の平滑性との関係において適正な範囲の搬送速度が得られるので、定着手段16において常に適正な定着性が発揮され、その結果、定着温度の変更に要する待機時間が短縮されたものでありながら、常に適正な可視画像を得ることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
また例えば、定着手段16の搬送速度は、3つの速度条件のいずれかに基づいて設定されることに限定されず、2つ以上の速度条件のいずれかに基づいて設定されることができればよい。
さらに例えば、定着温度を設定するための温度条件は、3種類であることに限定されず、複数であればよい。
本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。 第1の実施の形態に係るデータ貯蔵部を示す説明図である。 第2の実施の形態に係るデータ貯蔵部を示す説明図である。
符号の説明
10 像担持体
11 帯電装置
12 露光装置
13 現像器
131 現像スリーブ
14 転写手段
15 分離装置
16 定着手段
161 加熱ローラ
162 加圧ローラ
18 クリーニング装置
18a ゴムブレード
19 記録材搬送手段
19a 駆動用ローラ
19b 支持ローラ
19c 搬送ベルト
20 データ貯蔵部
21、22 速度選定用テーブル
30 データ貯蔵部
31、32、33 速度選定用テーブル
N 定着ニップ部
P 記録材

Claims (3)

  1. 像担持体上に形成されるトナー像を記録材に転写することにより、当該記録材上において未定着トナー像を形成するトナー像形成手段と、記録材上の未定着トナー像を当該記録材に熱定着して可視画像を形成する定着手段と、可視画像を形成するための条件指定を行う操作部とを具える画像形成装置であって、
    前記定着手段における定着温度を、複数の温度条件のいずれかに基づいて設定する定着温度設定機構と、
    前記定着手段における記録材の搬送速度を、2つ以上の速度条件から選択された速度条件に基づいて設定する搬送速度設定機構とを有し、
    搬送速度設定機構は、形成されるべき可視画像に係る生産性の大小に応じる複数の速度選定用テーブルを有し、
    各々の速度選定用テーブルは、記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性に応じた複数の適正速度区分を有し、
    この適正速度区分においては、前記2つ以上の速度条件のいずれかが規定されており、 搬送速度設定機構においては、搬送速度の選択に使用されるべき速度選定用テーブルが操作部において指定されることによって2つ以上の速度条件から記録材の搬送速度が設定されることを特徴とする画像形成装置。
  2. 定着温度設定機構による定着温度の設定は、操作部において指定された温度条件に基づいてなされることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 像担持体上に形成されるトナー像を記録材に転写することにより、当該記録材上において未定着トナー像を形成するトナー像形成手段と、記録材上の未定着トナー像を当該記録材に熱定着して可視画像を形成する定着手段と、可視画像を形成するための条件指定を行う操作部とを具える画像形成装置であって、
    前記定着手段における定着温度を、複数の温度条件のいずれかに基づいて設定する定着温度設定機構と、
    前記定着手段における記録材の搬送速度を、2つ以上の速度条件から選択された速度条件に基づいて設定する搬送速度設定機構とを有し、
    搬送速度設定機構は、形成されるべき可視画像に係る生産性の大小に応じる複数の速度選定用テーブルを有し、
    各々の速度選定用テーブルは、記録材の厚さおよび当該記録材の表面の平滑性に応じた複数の適正速度区分を有し、
    この適正速度区分においては、前記2つ以上の速度条件のいずれかが規定されており、 定着温度設定機構による定着温度の設定は、操作部において指定された温度条件に基づいてなされ、
    搬送速度設定機構においては、搬送速度の選択に使用されるべき速度選定用テーブルが、定着温度設定機構によって設定された定着温度に応じて自動的に指定されることによって2つ以上の速度条件から記録材の搬送速度が設定されることを特徴とする画像形成装置。
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