JP2006251626A - 画像形成装置、画像形成方法、転写定着装置及び転写定着方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 加熱ヒータ16aの温度を変化させることなくトナー像の光沢性を調整し、しかも、転写紙Pの厚みの違いによる光沢性のバラツキを抑えることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 定着ベルト21における、加熱開始位置である転写加熱ローラ16に対する掛け回し箇所から、押圧開始位置である加圧ローラ24との当接箇所に至るまでの移動時間を次のようにして変化させるようにした。即ち、定着ベルト21を張架している駆動ローラ22と、これに対して定着ベルトを介して当接している加圧ローラ24とを、それぞれ移動させる移動機構を設けた、これにより、駆動ローラ22と加圧ローラ24とを同時に移動させることで、定着ベルト21の張架姿勢を変化させる。そして、この張架姿勢の変化により、上記加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの定着ベルト21の移動時間を変化させる。
【選択図】 図13
【解決手段】 定着ベルト21における、加熱開始位置である転写加熱ローラ16に対する掛け回し箇所から、押圧開始位置である加圧ローラ24との当接箇所に至るまでの移動時間を次のようにして変化させるようにした。即ち、定着ベルト21を張架している駆動ローラ22と、これに対して定着ベルトを介して当接している加圧ローラ24とを、それぞれ移動させる移動機構を設けた、これにより、駆動ローラ22と加圧ローラ24とを同時に移動させることで、定着ベルト21の張架姿勢を変化させる。そして、この張架姿勢の変化により、上記加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの定着ベルト21の移動時間を変化させる。
【選択図】 図13
Description
本発明は、トナー像等の可視像を加熱しながら転写紙等の記録体に転写する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。また、かかる画像形成装置に用いられる画像形成方法、転写定着装置及び転写定着方法に関するものである。
従来、記録体の表面に転写されたトナー像を加熱してその表面に定着せしめる画像形成装置として、特許文献1に記載のものが知られている。この画像形成装置は、加熱されながら無端移動せしめられる定着ベルトと、これに所定の圧力で当接する加圧ローラとによって定着ニップを形成している。そして、この定着ニップにおいて、記録体たる転写紙を挟み込みながら加熱することで、転写紙の表面にトナー像を定着せしめる。また、定着ベルトによるトナー像の加熱温度を変化させることにより、トナー像の定着処理後の光沢性を調整する。かかる構成では、光沢性に優れたトナー像を得る場合に加熱温度を相当高くすることにより、比較的多量のエネルギーを消費してしまうという不具合があった。
一方、加熱によってトナー像を記録体に定着せしめる画像形成装置としては、特許文献2の図25に記載のものも知られている。この画像形成装置は、発熱源を内包する加熱ローラと、これに部分的に巻き付くように当接しながら無端移動せしめられるベルト部材とによって定着ニップを形成している。そして、この定着ニップに挟み込んだ転写紙を加熱することで、転写紙の表面にトナー像を定着せしめる。また、ベルト部材の張架姿勢の変化によってベルト部材の加熱ローラに対する巻き付き量を変化させることで、定着ニップの長さを変化させる。かかる構成では、定着ニップの長さの変化によって定着処理時間を変化させることにより、加熱温度を変化させることなく、トナー像の定着処理後の光沢性を調整することが可能である。よって、多量のエネルギーを消費することなく、光沢性に優れたトナー像を得ることができる。
ところが、特許文献1、特許文献2の何れの画像形成装置においても、普通紙と厚紙との関係のように、互いに異なる厚みの転写紙が入れ替わりで使用される場合に、トナー像の光沢性を一定にすることが困難であった。
以下、その理由について説明する。
トナー像の光沢性は、定着時にトナーがどの程度まで昇温されるかによって左右される。特許文献1の画像形成装置では、定着ベルトによる加熱温度を変化させることで定着ニップ内でのトナーの昇温温度を調整するのであるが、同じ加熱温度であっても、転写紙の厚みが異なると、その昇温温度が異なってしまう。転写紙の厚みが大きくなるほど、定着ニップ内で転写紙に吸収される熱量が多くなって、トナーの昇温温度が低くなるからである。このような場合であっても、理論的には、転写紙の厚みの違いによる熱吸収量の違いを考慮して加熱温度を設定すれば、厚みにかかわらず定着ニップ内におけるトナーの昇温温度を一定にすることができる。しかしながら、実機においては、発熱源の発熱温度を変化させてから、その変化が定着ニップにおける加熱温度に反映されるまでに相当の時間がかかる。このため、互いに厚みの異なる転写紙を連続通紙した場合には、加熱温度の反映が間に合わずに、光沢性を異ならせてしまう。
トナー像の光沢性は、定着時にトナーがどの程度まで昇温されるかによって左右される。特許文献1の画像形成装置では、定着ベルトによる加熱温度を変化させることで定着ニップ内でのトナーの昇温温度を調整するのであるが、同じ加熱温度であっても、転写紙の厚みが異なると、その昇温温度が異なってしまう。転写紙の厚みが大きくなるほど、定着ニップ内で転写紙に吸収される熱量が多くなって、トナーの昇温温度が低くなるからである。このような場合であっても、理論的には、転写紙の厚みの違いによる熱吸収量の違いを考慮して加熱温度を設定すれば、厚みにかかわらず定着ニップ内におけるトナーの昇温温度を一定にすることができる。しかしながら、実機においては、発熱源の発熱温度を変化させてから、その変化が定着ニップにおける加熱温度に反映されるまでに相当の時間がかかる。このため、互いに厚みの異なる転写紙を連続通紙した場合には、加熱温度の反映が間に合わずに、光沢性を異ならせてしまう。
また、特許文献2の画像形成装置では、定着ニップの長さを変化させることで定着ニップ内でのトナーの昇温温度を調整するのであるが、定着ニップの長さが同じであっても、転写紙の厚みが異なると、その昇温温度が異なってしまう。このような場合であっても、理論的には、転写紙の厚みの違いを考慮して定着ニップの長さを決定すれば、厚みにかかわらず定着ニップ内におけるトナーの昇温温度を一定にすることができる。しかしながら、定着ニップの長さ調整には限界がある。具体的には、同画像形成装置では、加熱ローラに対するベルト部材の巻き付き量を変化させることで定着ニップの長さを変化させる構成になっており、巻き付き量を大きくし過ぎると紙詰まりを引き起こしてしまう。このため、転写紙の厚みの違いに対応できるほどの広い範囲で定着ニップの長さを調整することができない。よって、定着ニップ内におけるトナーの昇温温度の違いによる光沢性のバラツキを回避することができない。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置、並びに、これに用いられる画像形成方法、転写定着装置及び転写定着方法を提供することである。即ち、発熱源の温度を変化させることなく可視像の光沢性を調整し、しかも、記録体の厚みの違いによる光沢性のバラツキを抑えることができる画像形成装置等である。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写手段と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱手段と、該表面無端移動体における、該加熱手段による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対して記録体を押圧する押圧手段とを有し、該押圧手段によって該表面無端移動体に押圧した記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着手段と、上記像担持体の表面に該可視像を形成する可視像形成手段と、上記押圧手段に上記記録体を供給する記録体供給手段とを備える画像形成装置において、上記表面無端移動体の表面の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記移動時間変化手段として、上記表面無端移動体の表面移動速度を変化させることで上記移動時間を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記移動時間変化手段として、上記加熱開始位置から上記押圧開始位置に至るまでの上記可視像の移動距離を変化させることで上記移動時間を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の画像形成装置において、上記移動時間変化手段として、上記押圧手段を移動させることで上記移動距離を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記表面無端移動体として、複数の張架部材によって張架されながら無端移動する無端状のベルト部材を用いるとともに、上記押圧手段として、該ベルト部材のループ内側に配設された該複数の張架部材の少なくとも何れか1つと、該ベルト部材のループ外周面に当接する当接部材との間に該ベルト部材を挟み込みつつ、該ベルト部材と該当接部材との間に上記記録体を挟み込んで、該記録体を該ベルト部材に押圧するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記加熱手段として、上記複数の張架部材の少なくとも何れか1つであって、且つ、内部の発熱源の発熱によって上記ベルト部材及びこれのループ外周面上の上記可視像を該ベルト部材のループ内周面側から加熱する張架加熱ローラを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記ベルト部材として、ベルト基体と、これの表面に被覆された弾性材料からなる弾性層と、これの表面に被覆された表面層とを有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項6又は7の画像形成装置において、上記複数の張架部材のうち、上記押圧手段の一部として機能するもの、及び、上記張架加熱ローラ、の何れにも該当しないものを、上記ベルト部材のループ内周面に向けて付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至8の何れかの画像形成装置において、上記表面無端移動体を上記像担持体に対して非接触に配設するとともに、上記転写手段として、静電気力を利用して該像担持体上の可視像を該表面無端移動体に転写するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項4乃至8の何れかの画像形成装置において、上記押圧手段の移動に応じて上記記録体供給手段を移動させる供給移動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1乃至10の何れかの画像形成装置において、操作者による操作情報を取得する操作情報取得手段と、該操作情報に基づいて上記移動時間を制御する移動時間制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1乃至10の何れかの画像形成装置において、上記記録体供給手段を複数設けるとともに、それら記録体供給手段に収容される記録体の種類情報をそれぞれ個別に取得する種類情報取得手段と、複数の記録体供給手段内にそれぞれ収容されている記録体の中から、画像形成に用いるものを該種類情報に基づいて決定する決定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1乃至12の何れかの画像形成装置において、上記可視像形成手段として、ワックスを含有するトナーを用いてトナー像を形成するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、像担持体の表面に可視像を形成する工程と、該像担持体に担持される該可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写工程と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱工程と、該表面無端移動体における、該加熱工程による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対し、押圧手段によって記録体を押圧して、該記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着工程と、該転写定着工程に該記録体を供給する記録体供給工程とを実施して画像を形成する画像形成方法において、上記表面無端移動体の表面の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化工程を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写手段と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱手段と、該表面無端移動体における、該加熱手段による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対して記録体を押圧する押圧手段とを有し、該押圧手段によって該表面無端移動体に押圧した記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着装置において、上記表面無端移動体の表面に転写された上記可視像の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写工程と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱工程と、該表面無端移動体における、該加熱工程による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対し、押圧手段によって記録体を押圧して、該記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着工程とを実施する転写定着方法において、上記表面無端移動体の表面に転写された上記可視像の上記加熱開始位置から上記転写定着工程による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化工程を実施することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記移動時間変化手段として、上記表面無端移動体の表面移動速度を変化させることで上記移動時間を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記移動時間変化手段として、上記加熱開始位置から上記押圧開始位置に至るまでの上記可視像の移動距離を変化させることで上記移動時間を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の画像形成装置において、上記移動時間変化手段として、上記押圧手段を移動させることで上記移動距離を変化させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記表面無端移動体として、複数の張架部材によって張架されながら無端移動する無端状のベルト部材を用いるとともに、上記押圧手段として、該ベルト部材のループ内側に配設された該複数の張架部材の少なくとも何れか1つと、該ベルト部材のループ外周面に当接する当接部材との間に該ベルト部材を挟み込みつつ、該ベルト部材と該当接部材との間に上記記録体を挟み込んで、該記録体を該ベルト部材に押圧するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記加熱手段として、上記複数の張架部材の少なくとも何れか1つであって、且つ、内部の発熱源の発熱によって上記ベルト部材及びこれのループ外周面上の上記可視像を該ベルト部材のループ内周面側から加熱する張架加熱ローラを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記ベルト部材として、ベルト基体と、これの表面に被覆された弾性材料からなる弾性層と、これの表面に被覆された表面層とを有するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項6又は7の画像形成装置において、上記複数の張架部材のうち、上記押圧手段の一部として機能するもの、及び、上記張架加熱ローラ、の何れにも該当しないものを、上記ベルト部材のループ内周面に向けて付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至8の何れかの画像形成装置において、上記表面無端移動体を上記像担持体に対して非接触に配設するとともに、上記転写手段として、静電気力を利用して該像担持体上の可視像を該表面無端移動体に転写するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項4乃至8の何れかの画像形成装置において、上記押圧手段の移動に応じて上記記録体供給手段を移動させる供給移動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項1乃至10の何れかの画像形成装置において、操作者による操作情報を取得する操作情報取得手段と、該操作情報に基づいて上記移動時間を制御する移動時間制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項1乃至10の何れかの画像形成装置において、上記記録体供給手段を複数設けるとともに、それら記録体供給手段に収容される記録体の種類情報をそれぞれ個別に取得する種類情報取得手段と、複数の記録体供給手段内にそれぞれ収容されている記録体の中から、画像形成に用いるものを該種類情報に基づいて決定する決定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1乃至12の何れかの画像形成装置において、上記可視像形成手段として、ワックスを含有するトナーを用いてトナー像を形成するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、像担持体の表面に可視像を形成する工程と、該像担持体に担持される該可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写工程と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱工程と、該表面無端移動体における、該加熱工程による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対し、押圧手段によって記録体を押圧して、該記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着工程と、該転写定着工程に該記録体を供給する記録体供給工程とを実施して画像を形成する画像形成方法において、上記表面無端移動体の表面の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化工程を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写手段と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱手段と、該表面無端移動体における、該加熱手段による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対して記録体を押圧する押圧手段とを有し、該押圧手段によって該表面無端移動体に押圧した記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着装置において、上記表面無端移動体の表面に転写された上記可視像の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写工程と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱工程と、該表面無端移動体における、該加熱工程による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対し、押圧手段によって記録体を押圧して、該記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着工程とを実施する転写定着方法において、上記表面無端移動体の表面に転写された上記可視像の上記加熱開始位置から上記転写定着工程による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化工程を実施することを特徴とするものである。
これらの発明では、押圧手段によって記録体を表面無端移動体に押圧するのに先立ち、加熱手段によってその表面を可視像とともに加熱する。そして、この加熱によって蓄熱させた表面無端移動体の表面を押圧手段による押圧開始位置に向けて移動させていく間に、その表面からの熱伝導によって可視像を更に加熱していく。可視像をこのようにして加熱するにあたり、表面無端移動体の表面の加熱手段による加熱開始位置から上記押圧開始位置に至るまでの移動時間を移動時間変化手段によって変化させることで、押圧開始位置に進入する直前までの可視像の温度を調整する。その後、表面無端移動体の表面に記録体を押圧してその表面から記録体に熱を伝導させると、可視像の温度が押圧開始位置に進入する直前のときよりも低くなる。このため、定着処理時の可視像の昇温温度(最高温度)が押圧開始位置に進入する直前の可視像の温度になる。かかる構成では、上述の移動時間を変化させることで、発熱源の温度を変化させることなく可視像の昇温温度を変化させて、可視像の光沢性を調整することができる。しかも、記録体に接触する前の可視像の温度が定着処理時の可視像の昇温温度になることで、記録体の厚みにかかわらず、可視像の昇温温度を自在に制御することが可能である。よって、記録体の厚みの違いによる光沢性のバラツキを抑えることができる。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の第1実施形態について説明する。
本プリンタは、表面無端移動体の表面移動速度を変化させることで、その表面に保持したトナー像の加熱開始位置から押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させるものである。
本プリンタは、表面無端移動体の表面移動速度を変化させることで、その表面に保持したトナー像の加熱開始位置から押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させるものである。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
図1は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
Yトナー像を生成するためのプロセスユニット6Yを例にすると、図2に示すように、ドラム状の感光体1Y、ドラムクリーニング装置2Y、除電装置3Y、帯電装置4Y、現像装置5Y等を備えている。感光体1Yは、ドラム状の素管に感光層が被覆されたもので、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。帯電装置4Yは、コロナチャージによって感光体1Yの表面を一様帯電せしめる。帯電バイアスが印加されるブラシやローラ等の帯電部材を感光体1Yに摺擦せしめて感光体1Yを一様帯電させるものでもよい。一様帯電せしめられた感光体1Yの表面は、後述する光書込ユニットの発するレーザ光Lによって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。このYの静電潜像は、Yトナーを用いる現像装置5YによってYトナー像に現像される。そして、後述する中間転写ベルト9上に中間転写される。ドラムクリーニング装置2Yは、中間転写工程を経た後の感光体1Y表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置3Yは、クリーニング後の感光体1Yの残留電荷を除電する。この除電により、感光体1Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色のプロセスユニット6M,C,Kにおいても、同様にして感光体1M,C,K上にM,C,Kトナー像が形成され、中間転写ベルト9上に中間転写される。
先に示した図1において、プロセスユニット6Y,M,C,Kの図中上方には、光書込ユニット7が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット7は、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて発したレーザ光Lにより、プロセスユニット6Y,M,C,Kにおけるそれぞれの感光体を光走査する。この光走査により、感光体1Y,M,C,K上にY,M,C,K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット7は、光源から発したレーザ光(L)を、モータによって回転駆動した図示しないポリゴンミラーで主走査方向に走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。かかる構成の光書込ユニット7に代えて、LEDアレイからのLED光を照射するものを採用しても良い。
中間転写ベルト9の図中下方には、記録体たる転写紙Pを複数枚重ねた紙束の状態で収容する給紙カセット50が配設されており、一番上の転写紙Pに給紙コロ50aを押し当てている。そして、この給紙コロ50aを回転駆動させることで、一番上の転写紙Pを給紙路51に送り出す。送り出された転写紙Pは、搬送ローラ対52を経由した後、給紙路27の湾曲形状に沿って上下反転せしめられながら、レジストローラ対53に向けて送られる。レジストローラ対53は、転写紙Pを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Pを適切なタイミングで後述の転写定着ニップに向けて送り出す。
プロセスユニット6Y,M,C,Kの図中下方には、中間転写体たる中間転写ベルト9を張架しながら無端移動せしめる転写定着ユニット8が配設されている。転写定着装置たる転写定着ユニット8は、中間転写ベルト9の他、4つの1次転写バイアスローラ10Y,M,C,K、ベルトクリーニング装置11、従動ローラ12、駆動加熱ローラ13、加圧ローラ14などを備えている。
無端状の中間転写ベルト9は、従動ローラ12と駆動加熱ローラ13とによって張架されながら、駆動加熱ローラ13の回転駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。1次転写バイアスローラ10Y,M,C,Kは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト9を感光体1Y,M,C,Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト9の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えばプラス)の転写バイアスを印加する方式のものであるが、電極から放電するチャージャ方式のものであってもよい。
中間転写ベルト9は、その無端移動に伴ってY,M,C,K用の1次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体1Y,M,C,K上のY,M,C,Kトナー像が重ね合わせて1次転写される。これにより、中間転写ベルト9上に4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
駆動加熱ローラ13は、発熱源たる加熱ヒータ13aを内包しており、これの発熱によって中間転写ベルト9を裏面側から加熱する。加圧ローラ14は、駆動加熱ローラ13との間に中間転写ベルト9を挟み込んで転写定着ニップを形成している。
中間転写ベルト9上に転写された4色トナー像は、中間転写ベルト9の無端移動に伴って、駆動加熱ローラ13に対するベルト掛け回し位置に向けて搬送される。中間転写ベルト9は、駆動加熱ローラ13に対するベルト掛け回し開始位置にさしかかると、駆動加熱ローラ13に接触し始めて裏面側からの加熱が開始される。そして、これにより、中間転写ベルト9上の4色トナー像に対する加熱も開始される。よって、本プリンタにおいては、駆動加熱ローラ13が、表面無端移動体たる中間転写ベルト9の表面を可視像たる4色トナー像とともに加熱する加熱手段として機能している。また、上述のベルト掛け回し開始位置が、加熱手段によるベルトや4色トナー像の加熱開始位置となっている。
駆動加熱ローラ13によって加熱され始めた4色トナー像は、加熱による昇温によって徐々に軟化しながら、中間転写ベルト9の無端移動に伴って、上述の転写定着ニップに進入する。上述したレジストローラ対53は、この進入と同期させるように、ローラ間に挟み込んだ転写紙Pを転写定着ニップに向けて送り出す。これにより、転写定着ニップに挟み込まれた転写紙Pが中間転写ベルト9に向けて押圧されながら、ベルト表面の4色トナー像に重ね合わされる。そして、加熱によって軟化したトナーの粘着力や、ベルト表面と紙面との表面平滑性の差などにより、ベルト表面の4色トナー像が転写紙Pに2次転写される。その後、4色トナー像の温度低下に伴う硬化により、4色トナー像が転写紙Pの表面に定着する。
転写定着ニップを通過した転写紙Pは、案内板55の表面に沿って搬送された後、排紙ローラ対54を経て機外へと排出される。
本プリンタにおいては、押圧手段たる加圧ローラ14によって転写紙Pを中間転写ベルト9に押圧するのに先立ち、加熱手段たる駆動加熱ローラ13によってベルト表面を4色トナー像とともに加熱する。そして、この加熱によって蓄熱させた中間転写ベルト9の表面を加圧ローラ14による押圧開始位置である転写定着ニップ入口に向けて移動させていく間に、その表面からの熱伝導によって4色トナー像を更に加熱していく。
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図3は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部100は、演算手段たるCPU100a、データ記憶手段たるRAM100b、ROM100cなどを備えており、本プリンタの各機器の全体的な制御を担っている。この制御部100には、Y,M,C,Kプロセスモータ104Y,M,C,K、給紙コロ駆動モータ101、レジスト駆動モータ102、ベルト駆動モータ103、加熱ヒータ電源105、転写バイアス電源106などが接続されている。Y,M,C,Kプロセスモータは、Y,M,C,Kプロセスユニット内の各機器を駆動させるためのものである。像担持体たる感光体は、これらプロセスモータの駆動によって回転駆動せしめられる。また、給紙コロ駆動モータ101は、給紙カセット50の給紙コロ50aを回転駆動させるためのモータである。また、レジスト駆動モータ102は、レジストローラ対53を回転駆動させるためのモータである。また、ベルト駆動モータ103は、駆動加熱ローラ13を回転駆動させるためのモータであり、この回転駆動によって中間転写ベルト(9)が無端移動せしめられる。なお、制御部100は、図示の各種モータの回転速度を変化させることで、プロセス線速を変化させることができる。このプロセス線速とは、感光体、中間転写ベルト、紙搬送に関わる各種ローラ等の線速のことである。
図3は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部100は、演算手段たるCPU100a、データ記憶手段たるRAM100b、ROM100cなどを備えており、本プリンタの各機器の全体的な制御を担っている。この制御部100には、Y,M,C,Kプロセスモータ104Y,M,C,K、給紙コロ駆動モータ101、レジスト駆動モータ102、ベルト駆動モータ103、加熱ヒータ電源105、転写バイアス電源106などが接続されている。Y,M,C,Kプロセスモータは、Y,M,C,Kプロセスユニット内の各機器を駆動させるためのものである。像担持体たる感光体は、これらプロセスモータの駆動によって回転駆動せしめられる。また、給紙コロ駆動モータ101は、給紙カセット50の給紙コロ50aを回転駆動させるためのモータである。また、レジスト駆動モータ102は、レジストローラ対53を回転駆動させるためのモータである。また、ベルト駆動モータ103は、駆動加熱ローラ13を回転駆動させるためのモータであり、この回転駆動によって中間転写ベルト(9)が無端移動せしめられる。なお、制御部100は、図示の各種モータの回転速度を変化させることで、プロセス線速を変化させることができる。このプロセス線速とは、感光体、中間転写ベルト、紙搬送に関わる各種ローラ等の線速のことである。
制御部100には、操作パネル107やデータ入力ポート108も接続されている。操作パネルは、図示しない複数のタッチキーなどから構成され、操作者によるキー操作情報を取得して、制御部100に送る。本プリンタは、後述する高光沢性運転モードと、低光沢性運転モードとで、プリント動作を切り替えるようになっており、かかる切り替えは操作パネル107による取得情報に基づいて行う。操作者は、操作パネル107に対する入力操作により、両モードを切り替えることができるのである。また、本プリンタでは、操作者によるキー操作情報に基づいて、給紙カセット内に収容された転写紙の紙種情報を取得することができる。つまり、本プリンタにおいては、操作パネル107が、操作情報を取得する操作情報取得手段や、記録体供給手段たるレジストローラ対53に用いられる転写紙Pの種類情報を取得する種類情報取得手段として機能しているのである。
また、本プリンタは、パーソナルコンピュータによって画像情報と一緒に送られてくるプリント動作命令信号を、データ入力ポート108によって受信する。このプリント動作命令信号には、上述の運転モードの情報や、紙種情報が含まれている。よって、本プリンタでは、データ入力ポート108も、操作情報を取得する操作情報取得手段や、記録体供給手段たるレジストローラ対53に用いられる転写紙Pの種類情報を取得する種類情報取得手段として機能している。
制御部100は、操作パネル107やデータ入力ポート108によって取得した情報に基づいて、プリント動作時におけるプロセス線速を変化させるように構成されている。
図4は、制御部100によって実施される制御の要部フローを示すフローチャートである。同図において、制御部は、プリント命令を受信すると(ステップ1でY:以下、ステップをSと記す)、操作パネルやデータ入力ポートによって取得した運転モード情報に基づいて、プロセス線速値を決定する(S2)。具体的には、高光沢性運転モードの場合には、低光沢性運転モードの場合よりも遅いプロセス線速値を決定する。これにより、駆動加熱ローラ13に加熱され始めてから、上述の転写定着ニップに至るまでの4色トナー像の加熱時間をより遅くして、4色トナー像をより昇温せしめる。すると、4色トナー像の軟化度合がより高くなって、定着後の4色トナー像の光沢性がより高くなる。そして、運転モードに応じた光沢性が得られる。
上記S2の工程でプロセス線速値が決定されると、次に、操作パネルやデータ入力ポートによって取得された紙種情報に基づいて、プロセス線速値が補正される(S3)。具体的には、この紙種情報によって示される紙厚が大きくなるほど、プロセス線速値を遅くするような補正である。かかる補正が終わると、次に、補正後のプロセス線速値で一連のプリント動作が行われる(S4〜S6)。
以上の構成の本プリンタにおいては、プロセス線速を変化させることで、ベルト表面の4色トナー像の加熱開始位置から押圧開始位置である転写定着ニップ入口に至るまでの移動時間を変化させることになる。つまり、かかる移動時間を変化させる制御部が、移動時間変化手段として機能している。そして、先に示した図1において、移動時間をこのように変化させることで、転写定着ニップに進入する直前までの4色トナー像の温度を調整する。その後、転写定着ニップにおいて、中間転写ベルト9の表面に転写紙Pを押圧してその表面から転写紙Pに熱を伝導させると、4色トナー像の温度が転写定着ニップに進入する直前のときよりも低くなる。このため、定着処理時の4色トナー像の昇温温度(最高温度)が転写定着ニップに進入する直前の4色トナー像の温度になる。かかる構成では、上述の移動時間を変化させることで、加熱ヒータ13aの温度を変化させることなく4色トナー像の昇温温度を変化させることができる。しかも、転写紙Pに接触する前の4色トナー像の温度が定着処理時の4色トナー像の昇温温度になることで、転写紙Pの厚みにかかわらず、4色トナー像の昇温温度を制御することができる。よって、転写紙Pの厚みの違いによる光沢性のバラツキを抑えることができる。
各プロセスユニットY,M,C,Kは、それぞれ、トナーとして、粒子の平均円形度が0.96以上、重量平均粒径が2〜6[μm]であって、粒子内にワックスを含有しているものを用いるようになっている。平均円形度が0.96以上であるトナーを用いることで、トナーの帯電のバラツキを小さくして、優れた転写効率を実現することができる。また、重量平均粒径が2〜6μmである小粒径トナーを用いることで、加熱時の温度勾配が小さくなり、ホットオフセットを抑えることができる。更には、定着時のドットゲインを小さく抑えて、潜像に忠実な画像を再現することができる。また、ワックスを含有するトナーを用いることで、中間転写ベルト9等の表面無端移動体からのトナー離れを促す目的の離型促進剤(シリコンオイル等)を表面無端移動体に塗布するといったことを行わなくても、トナー離れを良好に促すことができる。これにより、装置の小型化やコストダウンが可能になる。
図5は、第1実施形態に係るプリンタの変形例装置を示す概略構成図である。この変形例装置における構成は、以下に特筆しない限り、第1実施形態に係るプリンタと同様である。同図において、中間転写ベルト9を無端移動せしめるローラは、ヒータ等の加熱源を有していないベルト駆動ローラ15となっている。転写定着ユニット8は、中間転写ベルト9の図中右側方に、発熱源たる加熱ヒータ16aを内包する転写加熱ローラ16と、これに所定の圧力で当接する加圧ローラ17とを備えており、両ローラの当接によって転写定着ニップを形成している。
転写加熱ローラ16や加圧ローラ17は、基材層としてアルミニウム等の金属からなるパイプ状の芯金を有している。この芯金の表面には0.1〜3[mm]程度のシリコンゴム等の弾性層が被覆されている。更に、この弾性層には、フッ素系樹脂系材料(例えばPFAやPTFE)からなる表面層が10〜50[μm]の厚みで被覆されている。転写加熱ローラ16の芯金の内部にはハロゲンヒータ等からなる加熱ヒータ16aが設けられている。本変形例装置では、転写加熱ローラ16の表面温度を周知の技術によって測定する図示しないサーミスタと、表面温度に基づいて加熱ヒータ16aに対する電源のオンオフをコントロールする図示しない温度コントローラとを有している。このオンオフにより、転写加熱ローラ16の表面温度が一定範囲内に制御される。
図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられる転写加熱ローラ16は、図6に示すように、ベルト駆動ローラ15に対するベルト掛け回し箇所と、所定のギャップGを介して対向している。このギャップGは、4色トナー像の厚みよりも少し大きめに設定されている。ベルト駆動ローラ15には、図示しない転写バイアス電源によってトナーと同極性の2次転写バイアスが印加されている。この2次転写バイアスの値は、例えば、−0.5kV〜2kVである。これに対し、転写加熱ローラ16の芯金は接地されている。中間転写ベルト9の無端移動に伴ってベルトと転写加熱ローラ16との間のギャップGに進入した4色トナー像は、ベルト駆動ローラ15と転写加熱ローラ16の芯金との電位差で形成される転写電界の作用を受けて、ベルト表面から飛翔して、転写加熱ローラ16表面に転位する。これにより、4色トナー像の2次転写が行われる。
かかる構成の本変形例装置では、2次転写バイアスが印加されるベルト駆動ローラ15が、像担持体たる中間転写ベルト9の表面に担持される4色トナー像を表面無端移動体たる転写加熱ローラ16の表面に転写する転写手段として機能している。また、加熱ヒータ16aが、転写加熱ローラ16の表面を4色トナー像とともに加熱する加熱手段として機能している。
転写加熱ローラ16の表面に2次転写された4色トナー像は、直ちに転写加熱ローラ16によって加熱され始める。即ち、本変形例装置においては、加熱手段たる転写加熱ローラ16による4色トナー像の加熱開始位置が、ギャップGの入口となる。4色トナー像は、この加熱によって昇温せしめられながら、転写加熱ローラ16の表面移動に伴って転写定着ニップに向けて搬送される。そして、転写定着ニップにおいて、押圧手段たる加圧ローラ17によって転写加熱ローラ16に押圧した転写紙Pに、転写加熱ローラ16上の4色トナー像を転写しつつ定着せしめる。
上述のギャップGのベルト移動方向における前後には、転写加熱ローラ16から中間転写ベルト9への放射による熱伝導を抑えるための断熱プレート18が設けられている。この断熱プレート18は、中間転写ベルト9から転写加熱ローラ16への4色トナー像の2次転写を阻害しない状態で中間転写ベルト9への熱伝導を抑えるように、開口部を有する形状に形成されている。かかる断熱プレート18としては、放射率の低い金属光沢を有する板状のものが好ましく、特に2枚の金属シートを微小空隙又は断熱材を挟んで配置したものがよい。また、冷却用に用いられるマイクロヒートパイプ構造を内包する薄板でもよい。かかる薄板の場合には、断熱プレート18を比較的低温に保ちつつ、熱伝導を抑えることができる。
上述のギャップGを通過した後の中間転写ベルト9のおもて面には、冷却ローラ19が当接している。この冷却ローラ19は熱伝導率の比較的高い材料で形成されており、中間転写ベルト9に接触して回転する。これにより、ギャップGで僅かながらに加熱された中間転写ベルト9が冷却されて、ベルトの熱劣化が抑えられる。
転写定着ニップを通過した後の転写加熱ローラ16の表面に残留している転写残トナーは、転写加熱ローラ16に当接しながら回転するクリーニングローラ20によってクリーニングされる。このクリーニングローラ20は、金属ローラ表面にフェルトが巻きつけられたものである。
本変形例装置においても、実施形態に係るプリンタと同様にして、プロセス線速を変化させて、4色トナー像の定着後の光沢性を調整するようになっている。
次に、本発明を適用したプリンタの第2実施形態について説明する
なお、以下に特筆しない限り、本プリンタの構成は、図1に示した第1実施形態に係るプリンタと同様である。
なお、以下に特筆しない限り、本プリンタの構成は、図1に示した第1実施形態に係るプリンタと同様である。
本第2実施形態に係るプリンタは、表面無端移動体の表面に保持したトナー像の加熱開始位置から押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動距離を変化させることで、加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させるものである。
図7は、本プリンタを示す概略構成図である。本プリンタにおいても、押圧手段たる加圧ローラ14によって転写紙Pを中間転写ベルト9に押圧するのに先立ち、加熱手段たる駆動加熱ローラ13によってベルト表面を4色トナー像とともに加熱する。そして、この加熱によって蓄熱させた中間転写ベルト9の表面を加圧ローラ14による押圧開始位置である転写定着ニップ入口に向けて移動させていく間に、その表面からの熱伝導によって4色トナー像を更に加熱していく。
本プリンタは、加圧ローラ14を移動させる図示しない移動機構を備えている。そして、この移動機構によって加圧ローラ14を移動させることで、図中点線で示すように、中間転写ベルト9と加圧ローラ14との当接位置を変化させることができる。加圧ローラ14を図中実線の位置から図中点線の位置に移動させると、ベルトとローラとの当接によって形成される転写定着ニップの位置がベルト移動方向上流側に移動する。すると、表面無端移動体たる中間転写ベルト9に対する転写紙Pの押圧開始位置がベルト移動方向上流側に移動する。このように移動しても、中間転写ベルト9上の4色トナー像に対する加熱開始位置は変わらず、中間転写ベルト9と駆動加熱ローラ13との接触開始位置のままである。よって、加圧ローラ14が図中実線の位置から図中点線の位置に移動すると、加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの4色トナー像の移動時間が短くなる。本プリンタは、このようにして、加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの4色トナー像の移動時間を変化させる。
図8は、本プリンタの制御部によって実施される制御の要部フローを示すフローチャートである。同図において、制御部は、プリント命令を受信すると(S1でY)、操作パネルやデータ入力ポートによって取得した運転モード情報に基づいて、加圧ローラ(14)の位置を決定する(S2)。具体的には、高光沢性運転モードの場合には、低光沢性運転モードの場合よりも、加圧ローラの位置をベルト移動方向下流側(図7の実線位置)の位置を決定する。これにより、駆動加熱ローラ13に加熱され始めてから、上述の転写定着ニップに至るまでの4色トナー像の加熱時間をより遅くして、4色トナー像をより昇温せしめる。すると、4色トナー像の軟化度合がより高くなって、定着後の4色トナー像の光沢性がより高くなる。そして、運転モードに応じた光沢性が得られる。
上記S2の工程で加圧ローラの位置が決定されると、次に、操作パネルやデータ入力ポートによって取得された紙種情報に基づいて、その位置が補正される(S3)。具体的には、この紙種情報によって示される紙厚が大きくなるほど、位置をベルト移動方向下流側にする補正である。かかる補正が終わると、次に、補正後のプロセス線速値で一連のプリント動作が行われる(S4〜S7)。
以上の構成の本プリンタにおいては、加圧ローラの位置を変化させることで、ベルト表面の4色トナー像の加熱開始位置から押圧開始位置である転写定着ニップ入口に至るまでの移動時間を変化させることになる。つまり、かかる移動時間を変化させる制御部が、移動時間変化手段として機能している。そして、先に示した図7において、移動時間をこのように変化させることで、転写定着ニップに進入する直前までの4色トナー像の温度を調整する。その後、転写定着ニップにおいて、中間転写ベルト9の表面に転写紙Pを押圧してその表面から転写紙Pに熱を伝導させると、4色トナー像の温度が転写定着ニップに進入する直前のときよりも低くなる。このため、定着処理時の4色トナー像の昇温温度(最高温度)が転写定着ニップに進入する直前の4色トナー像の温度になる。かかる構成では、上述の移動時間を変化させることで、加熱ヒータ13aの温度を変化させることなく4色トナー像の昇温温度を変化させることができる。しかも、転写紙Pに接触する前の4色トナー像の温度が定着処理時の4色トナー像の昇温温度になることで、転写紙Pの厚みにかかわらず、4色トナー像の昇温温度を制御することができる。よって、転写紙Pの厚みの違いによる光沢性のバラツキを抑えることができる。
以上の構成の本プリンタにおいては、プロセス線速を変化させることなく上述の移動時間を変化させるので、プリント速度を遅くすることなく、4色トナー像の光沢性を向上させることができる。
図9は、第2実施形態に係るプリンタの第1変形例装置の要部構成を示す拡大構成図である。この第1変形例装置は、先に図5に示した変形例装置とほぼ同様の構成になっている。但し、図5に示した変形例装置がプロセス線速の変化によって上述の移動時間を変化させていたのに対し、この第1変形例装置が加圧ローラ17の移動によって移動時間を変化させる点で両装置は異なる。具体的には、本第1変形例装置は、図10の点線と実線とで示すように、図示しない移動機構によって加圧ローラ17を移動させる。これにより、加圧ローラ17の位置が点線位置から実線位置に移動すると、4色トナー像の加圧開始位置である上述のギャプGから、転写加熱ローラ16と加圧ローラ17との当接によって形成される転写定着ニップによる押圧開始位置であるニップ入口に至るまでの距離がより短くなる。このようにして、加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの4色トナー像の移動時間を変化させる。なお、加圧ローラ17の移動は段階的に行われるが、この際、定着に必要な最低限距離Lminが設定されている。加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの距離を、この最低限距離Lminよりも小さくするような加圧ローラ17の移動は防止される。
本第1変形例装置では、加圧ローラ17を移動させると、転写定着ニップ入口の位置を変化させてしまうため、そのままではレジストローラ対53による転写定着ニップへの紙送り込みができなくなってしまう。そこで、加圧ローラ17を移動させた場合には、それに応じて、レジストローラ対53や用紙ガイド55も移動させるようになっている。これにより、加圧ローラ17を移動させても、レジストローラ対53によって転写紙Pを確実に転写定着ニップ内に送り込むことができる。
図11は、第2実施形態に係るプリンタの第2変形例装置の要部を示す概略構成図である。この第2変形例装置は、中間転写ベルト9の図中右側方において、無端状の定着ベルト21を、転写加熱ローラ16と、駆動ローラ22と、テンションローラ23とによって張架しながら、駆動ローラ22の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめている。定着ベルト21は、加熱ヒータ16aを内包する転写加熱ローラ16による張架箇所で、転写加熱ローラ16によってベルト裏面側から加熱される。
中間転写ベルト9と定着ベルト21とが最接近する位置では、上述のようなギャップGが形成されている。中間転写ベルト9上の4色トナー像は、このギャップGにおいて中間転写ベルト9から定着ベルト21に静電転写される。
定着ベルト21の駆動ローラ22による張架箇所には、加圧ローラ24がベルトおもて面から当接して転写定着ニップを形成している。上述のギャップGで定着ベルト21上に静電転写された4色トナー像は、定着ベルト表面で加熱され始める。そして、定着ベルト21の無端移動に伴って転写定着ニップに向けて搬送され、ニップ内で転写紙P上に転写されるとともに定着せしめられる。
駆動ローラ22、加圧ローラ24は、図12に示すように、同じブラケット26に支持されている。このブラケット26は、加圧ローラ24の軸受けを移動可能に支持する長穴26aを有しており、加圧ローラ24の軸受けはバネ27によってこの長穴26a内において駆動ローラ22に向けて引っ張られている。これにより、両ローラが定着ベルト21を介して所定の圧力で当接する。
本第2変形例装置は、図示のブラケット26を移動させる図示しない移動機構を備えており、これによってブラケット26を移動させることで、駆動ローラ22及び加圧ローラ24を同時に移動させる。すると、図13に示すように、定着ベルト21における転写加熱ローラ16と駆動ローラ22との間の展張箇所の距離が変化して、定着ベルト21上における4色トナー像の加熱開始位置から押圧開始位置(転写定着ニップ入口)までの距離が変化する。そして、上述の移動時間が変化する仕組みである。なお、加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの距離を予め設定された最低限距離Lminよりも短くするような駆動ローラ22及び加圧ローラ24の移動が防止されるのは、第1変形例装置と同様である。
テンションローラ23は、バネ25によって定着ベルト21をベルト裏面側からおもて面側に向けて付勢されている。これにより、駆動ローラ22及び加圧ローラ24の移動によって上記展張箇所の距離が変化しても、その変化に応じてテンションローラ23の位置が変化して、定着ベルト21の撓みを防止する。
駆動ローラ22は、基材層として、アルミニウム等の金属からなるパイプ状の芯金を有している。この芯金の表面には1〜10mm程度の発泡シリコンゴム等からなる断熱性に優れた弾性層が被覆されている。また、加圧ローラ24は、基材層としてアルミニウム等の金属からなるパイプ状の芯金を有している。この芯金の表面にはシリコンゴム等からなる弾性層が0.1〜3mm程度の厚みで被覆されている。更に、この弾性層には、フッ素系樹脂系材料(例えばPFAやPTFE)からなる表面層が10〜50μmの厚みで被覆されている。また、テンションローラ23は金属性の芯金の外側にフェルトや発泡ゴムなどの断熱材を有している。
定着ベルト21は、ベルト基体に弾性層と表面層とが順次被覆されたものである。基材層は、厚み70μmのポリイミドフィルム等からなる。また、弾性層は厚み200μmのリコンゴム等からなる。また、表面層は、厚み20μmのフッ素系樹脂材料からなる。表面層を離型性に優れたフッ素系樹脂材料で構成することで、ベルト表面から転写紙Pへの熱転写性を向上させることができる。また、弾性層を設けることで、ニップで定着する際に加熱面をトナーTや転写紙Pの凹凸に追従させるベルトを自在に変形させて、トナー像の光沢ムラをより抑えることができる。
図14は、第2実施形態に係るプリンタの第3変形例装置の要部構成を示す拡大構成図である。この第3変形例装置の構成は第2変形例装置とほぼ同様であるが、第1給紙カセット50、第2給紙カセット70という2つの給紙カセットを有する点が、第2変形例装置と異なる。これら給紙トレイ内には、互いに光沢度の異なる転写紙Pが収容されている。例えば、第2給紙カセット70内の転写紙Pは、第1給紙カセット50内の転写紙Pよりも光沢度が高くなっている。ユーザーの操作パネルに操作によって高光沢性運転モードが選ばれた場合、図14に示すように、駆動ローラ22及び加圧ローラ24が加熱開始位置から押圧開始位置までの距離を比較的長くするような位置に移動せしめられる。そして、転写定着ニップに送られる転写紙Pとしては、第1給紙カセット50内のものよりも光沢性の高い第2給紙カセット70内のものが選ばれる。これに対し、低光沢性運転モードが選ばれた場合、図15に示すように、駆動ローラ22及び加圧ローラ24が前述の距離を比較的短くするような位置に移動せしめられる。そして、転写定着ニップに送られる転写紙Pとしては、第2給紙カセット70内のものよりも光沢性の低い第1給紙カセット50内のものが選ばれる。かかる構成においては、運転モードに応じて、定着条件に加えて転写紙光沢性条件も適宜切り替えて、よりユーザーの望む光沢性のトナー像を形成することができる。
以上、第1実施形態に係るプリンタやこれの変形例装置においては、移動時間変化手段として、表面無端移動体たる中間転写ベルト9や転写加熱ローラ16の表面移動速度たる線速を変化させることで、上述の加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの4色トナー像の移動時間を変化させるものを用いている。かかる構成では、第2実施形態に係るプリンタやこれの各変形例装置のように加熱開始位置から押圧開始位置までの距離を変化させるための複雑な機構を設けなくても、前述の移動時間を変化させてトナー像の光沢性を調整することができる。
また、第2実施形態に係るプリンタやこれの各変形例装置においては、移動時間変化手段として、上述の加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの4色トナー像の移動距離を変化させることで、その移動距離を移動する間の4色トナー像の移動時間を変化させるものを用いている。かかる構成では、プロセス線速を変えることなく前述の移動時間を変化させることで、プリント速度を変化させることなくトナー像の光沢性を調整することができる。そして、このことにより、光沢性の比較的高いトナー像を形成する場合でも、プリント速度を遅くすることなくそのトナー像を形成することができる。
また、第2実施形態に係るプリンタやこれの各変形例装置においては、移動時間変化手段として、押圧手段たる加圧ローラ14(又は24)を移動させることで、加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの4色トナー像の移動距離を変化させるものを用いている。かかる構成では、加圧ローラ14(又は24)の移動により、定着処理後のトナー像の光沢性を調整することができる。
また、第2実施形態に係るプリンタの第2変形例装置や第3変形例装置においては、表面無端移動体として、複数の張架部材によって張架されながら無端移動する無端状のベルト部材たる定着ベルト21を用いている。加えて、押圧手段として、定着ベルト21のループ内側に配設された複数の張架ローラの少なくとも何れか1つである駆動ローラ22と、定着ベルト21のループ外周面に当接する当接部材たる加圧ローラ24との間に定着ベルト21を挟み込みつつ、定着ベルト21と加圧ローラ24との間に記録体たる転写紙Pを挟み込んで、転写紙Pを定着ベルト21に押圧するものを用いている。かかる構成では、駆動ローラ22及び加圧ローラ24を移動させることで定着ベルト21の張架姿勢を変化させて、加熱開始位置から押圧開始位置に至るまでの4色トナー像の移動距離を変化させることができる。
また、第2実施形態に係るプリンタの第2変形例装置や第3変形例装置においては、加熱手段として、定着ベルト21を張架する複数の張架ローラの少なくとも何れか1つであって、且つ、内部の発熱源たる加熱ヒータ16aの発熱によって定着ベルト21及びこれのループ外周面上の可視像たる4色トナー像を定着ベルト21のループ内周面側から加熱する張架加熱ローラである転写加熱ローラ16を用いている。かかる構成では、加熱手段として機能させる転写加熱ローラ16として、押圧手段として機能させる駆動ローラ22や加圧ローラ24とは別のものを用いることになる。ここで、押圧手段の一部として機能させる駆動ローラ22としては、所定の加圧力に耐え得るように、芯金の厚みを比較的厚くして、ローラ全体の強度を比較的高くしたものを用いる必要がある。芯金の厚みに起因して熱容量が比較的大きくなるこの駆動ローラ22に対して、加熱手段としての機能も発揮させるようにすると、その熱容量の大きさに起因して、温度変化の応答性を悪くしてしまう。そして、このことにより、加熱ヒータ16aに電源を供給してから定着ベルトを定着に必要な温度まで昇温せしめるまでの時間を長くして、1枚目のプリントアウトが可能になるまでのユーザーの待機時間(以下、ファーストプリント待機時間という)を長くしてしまう。これに対し、第2変形例装置や第3変形例装置のように転写加熱ローラ16を押圧手段とは別に設けた場合には、押圧手段として機能させない転写加熱ローラ16の芯金の厚みをより小さくすることができる。つまり、転写加熱ローラ16の熱容量をより小さくすることができる。そして、このことにより、ファーストプリント待機時間をより短くすることができる。
また、第2実施形態に係るプリンタの第2変形例装置や第3変形例装置においては、ベルト部材たる定着ベルト21として、ベルト基体と、これの表面に被覆された弾性材料からなる弾性層と、これの表面に被覆された表面層とを有するものを用いている。かかる構成では、定着ベルト21に弾性層を設けることで、ニップで定着する際に加熱面をトナーTや転写紙Pの凹凸に追従させるベルトを自在に変形させて、トナー像の光沢ムラをより抑えることができる。また、表面層を設けることで、その材料にフッ素系樹脂材料などの離型性に優れたものを用いて、定着ベルト21表面からのトナー像の離型性を向上させて、定着時のトナー像のオフセット(定着部材への残留)を抑えることができる。
また、第2実施形態に係るプリンタの第2変形例装置や第3変形例装置においては、定着ベルト21を張架する複数の張架ローラのうち、押圧手段の一部として機能する駆動ローラ22、及び、張架加熱ローラたる転写加熱ローラ16、の何れにも該当しないものであるテンションローラ23を、定着ベルト21のループ内周面に向けて付勢する付勢手段たるバネ25を設けている。このバネ25によってテンションローラ23を定着ベルト21に向けて内周面側から常に付勢することにより、駆動ローラ22及び転写加熱ローラ16の移動に伴って定着ベルト21の張架姿勢を変化させても、定着ベルト21を常にテンション張架せしめることが可能になる。これにより、駆動ローラ22及び転写加熱ローラ16の移動に伴う定着ベルト21の撓みを回避することができる。
また、第2実施形態に係るプリンタの各変形例装置においては、表面無端移動体たる転写加熱ローラ16又は定着ベルト21を像担持体たる中間転写ベルト9に対して非接触に配設している。そして、転写手段として、静電気力を利用して中間転写ベルト9上の4色トナー像を転写加熱ローラ16や定着ベルト21に転写するベルト駆動ローラ15を用いている。かかる構成では、転写加圧ローラ16や定着ベルト21を中間転写ベルト9に接触させることなく後者から前者へのトナー像の転写を実現する。そして、このことにより、接触させることによる前者から後者への接触熱伝導を回避して、後者(中間転写ベルト21)の昇温を抑えることができる。
また、第2実施形態に係るプリンタの第2変形例装置や第3変形例装置においては、押圧手段たる駆動ローラ22及び加圧ローラ24の移動に応じて記録体供給手段たるレジストローラ対53を移動させる供給移動手段たる移動機構を設けている。かかる構成では、駆動ローラ22及び加圧ローラ24の移動に伴ってプリンタ本体内における転写定着ニップの位置を変化させても、移動機構によってレジストローラ対53を移動させることで、位置変化後の転写定着ニップに向けて転写紙Pを供給することができる。
また、第1実施形態に係るプリンタやこれの変形例装置においては、操作者による操作情報を取得する操作情報取得手段たる操作パネル107やデータ入力ポート108と、その操作情報に基づいて上述の移動時間を制御する移動時間制御手段たる制御部100とを設けている。かかる構成では、操作者による操作情報に応じて上述の移動時間を変化させて、トナー像の光沢性を調整することができる。
また、第2実施形態に係るプリンタの第3変形例装置においては、記録体供給手段たる給紙カセットを複数設けるとともに、それら給紙カセットに収容される転写紙Pの種類情報たる光沢度をそれぞれ個別に取得する種類情報取得手段である操作パネル107と、複数の給紙カセット内にそれぞれ収容されている転写紙Pの中から、画像形成に用いるものをその光沢度に基づいて決定する決定手段たる制御部100とを設けている。かかる構成では、ユーザーによって選択された運転モードに応じて、上述の移動時間を適宜変化させることに加えて、転写紙Pを使い分けることで、よりユーザーの望む光沢性に近いトナー像を形成することができる。
また、各実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、可視像形成手段プロセスユニットとして、ワックスを含有するトナーを用いてトナー像を形成するものを用いている。かかる構成では、中間転写ベルト9、転写加熱ローラ16、定着ベルト21などの部材にトナー離型性を向上させるためのオイルを塗布する構成を設けていなくても、それら部材からのトナー離型性を向上させて、定着時におけるそれら部材へのトナーオフセットを抑えることができる。
1Y,M,C,K 感光体(像担持体)
6Y,M,C,K プロセスユニット(可視像形成手段)
8 転写定着ユニット(転写定着装置)
9 中間転写ベルト(像担持体あるいは表面無端移動体)
10Y,M,C,K 1次転写バイアスローラ(転写手段)
13 駆動加熱ローラ(加熱手段)
14 加圧ローラ(押圧手段)
15 ベルト駆動ローラ(可視像形成手段の一部として機能する転写手段)
16 転写加熱ローラ(表面無端移動体、あるいは加熱手段たる張架加熱ローラ)
16a 加熱ヒータ(発熱源あるいは加熱手段)
17 加圧ローラ(押圧手段)
21 定着ベルト(表面無端移動体、ベルト部材)
23 テンションローラ(張架ローラ)
24 加圧ローラ(押圧手段、当接部材)
25 バネ(付勢手段)
53 レジストローラ対(記録体供給手段)
100 制御部(移動時間変化手段)
107 操作パネル(操作情報取得手段、種類情報取得手段)
107 データ入力ポート(操作情報取得手段、種類情報取得手段)
P 転写紙(記録体)
6Y,M,C,K プロセスユニット(可視像形成手段)
8 転写定着ユニット(転写定着装置)
9 中間転写ベルト(像担持体あるいは表面無端移動体)
10Y,M,C,K 1次転写バイアスローラ(転写手段)
13 駆動加熱ローラ(加熱手段)
14 加圧ローラ(押圧手段)
15 ベルト駆動ローラ(可視像形成手段の一部として機能する転写手段)
16 転写加熱ローラ(表面無端移動体、あるいは加熱手段たる張架加熱ローラ)
16a 加熱ヒータ(発熱源あるいは加熱手段)
17 加圧ローラ(押圧手段)
21 定着ベルト(表面無端移動体、ベルト部材)
23 テンションローラ(張架ローラ)
24 加圧ローラ(押圧手段、当接部材)
25 バネ(付勢手段)
53 レジストローラ対(記録体供給手段)
100 制御部(移動時間変化手段)
107 操作パネル(操作情報取得手段、種類情報取得手段)
107 データ入力ポート(操作情報取得手段、種類情報取得手段)
P 転写紙(記録体)
Claims (16)
- 像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写手段と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱手段と、該表面無端移動体における、該加熱手段による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対して記録体を押圧する押圧手段とを有し、該押圧手段によって該表面無端移動体に押圧した記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着手段と、
上記像担持体の表面に該可視像を形成する可視像形成手段と、
上記押圧手段に上記記録体を供給する記録体供給手段と
を備える画像形成装置において、
上記表面無端移動体の表面の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記移動時間変化手段として、上記表面無端移動体の表面移動速度を変化させることで上記移動時間を変化させるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記移動時間変化手段として、上記加熱開始位置から上記押圧開始位置に至るまでの上記可視像の移動距離を変化させることで上記移動時間を変化させるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3の画像形成装置において、
上記移動時間変化手段として、上記押圧手段を移動させることで上記移動距離を変化させるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4の画像形成装置において、
上記表面無端移動体として、複数の張架部材によって張架されながら無端移動する無端状のベルト部材を用いるとともに、
上記押圧手段として、該ベルト部材のループ内側に配設された該複数の張架部材の少なくとも何れか1つと、該ベルト部材のループ外周面に当接する当接部材との間に該ベルト部材を挟み込みつつ、該ベルト部材と該当接部材との間に上記記録体を挟み込んで、該記録体を該ベルト部材に押圧するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
上記加熱手段として、上記複数の張架部材の少なくとも何れか1つであって、且つ、内部の発熱源の発熱によって上記ベルト部材及びこれのループ外周面上の上記可視像を該ベルト部材のループ内周面側から加熱する張架加熱ローラを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6の画像形成装置において、
上記ベルト部材として、ベルト基体と、これの表面に被覆された弾性材料からなる弾性層と、これの表面に被覆された表面層とを有するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6又は7の画像形成装置において、
上記複数の張架部材のうち、上記押圧手段の一部として機能するもの、及び、上記張架加熱ローラ、の何れにも該当しないものを、上記ベルト部材のループ内周面に向けて付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8の何れかの画像形成装置において、
上記表面無端移動体を上記像担持体に対して非接触に配設するとともに、上記転写手段として、静電気力を利用して該像担持体上の可視像を該表面無端移動体に転写するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4乃至8の何れかの画像形成装置において、
上記押圧手段の移動に応じて上記記録体供給手段を移動させる供給移動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至10の何れかの画像形成装置において、
操作者による操作情報を取得する操作情報取得手段と、該操作情報に基づいて上記移動時間を制御する移動時間制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至10の何れかの画像形成装置において、
上記記録体供給手段を複数設けるとともに、それら記録体供給手段に収容される記録体の種類情報をそれぞれ個別に取得する種類情報取得手段と、複数の記録体供給手段内にそれぞれ収容されている記録体の中から、画像形成に用いるものを該種類情報に基づいて決定する決定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至12の何れかの画像形成装置において、
上記可視像形成手段として、ワックスを含有するトナーを用いてトナー像を形成するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体の表面に可視像を形成する工程と、該像担持体に担持される該可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写工程と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱工程と、該表面無端移動体における、該加熱工程による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対し、押圧手段によって記録体を押圧して、該記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着工程と、該転写定着工程に該記録体を供給する記録体供給工程とを実施して画像を形成する画像形成方法において、
上記表面無端移動体の表面の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化工程を設けたことを特徴とする画像形成方法。 - 像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写手段と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱手段と、該表面無端移動体における、該加熱手段による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対して記録体を押圧する押圧手段とを有し、該押圧手段によって該表面無端移動体に押圧した記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着装置において、
上記表面無端移動体の表面に転写された上記可視像の上記加熱開始位置から上記押圧手段による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化手段を設けたことを特徴とする転写定着装置。 - 像担持体の表面に担持される可視像を表面無端移動体の無端移動する表面に転写する転写工程と、該表面無端移動体の表面を該可視像とともに加熱する加熱工程と、該表面無端移動体における、該加熱工程による加熱開始位置よりも表面移動方向の下流側の箇所に対し、押圧手段によって記録体を押圧して、該記録体に該表面無端移動体上の該可視像を転写しつつ定着せしめる転写定着工程とを実施する転写定着方法において、
上記表面無端移動体の表面に転写された上記可視像の上記加熱開始位置から上記転写定着工程による押圧開始位置に至るまでの移動時間を変化させる移動時間変化工程を実施することを特徴とする転写定着方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005070747A JP2006251626A (ja) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | 画像形成装置、画像形成方法、転写定着装置及び転写定着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005070747A JP2006251626A (ja) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | 画像形成装置、画像形成方法、転写定着装置及び転写定着方法 |
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JP2005070747A Withdrawn JP2006251626A (ja) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | 画像形成装置、画像形成方法、転写定着装置及び転写定着方法 |
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JP (1) | JP2006251626A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008145680A (ja) * | 2006-12-08 | 2008-06-26 | Ricoh Co Ltd | ベルト装置及び画像形成装置 |
JP2008185623A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2008281880A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Ricoh Co Ltd | 転写定着装置、及び画像形成装置 |
JP2009069460A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Ricoh Co Ltd | 転写定着装置及び画像形成装置 |
-
2005
- 2005-03-14 JP JP2005070747A patent/JP2006251626A/ja not_active Withdrawn
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JP2008185623A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2008281880A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Ricoh Co Ltd | 転写定着装置、及び画像形成装置 |
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