JP2007017781A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
用紙連量が高い厚い連続紙での印刷開始起動時は、高連量用紙の透気度値が高いことから、プレヒータ部での高吸引圧力により搬送抵抗力が大きくなり、高密度の印刷や短い時間で印刷と停止を繰り返す印刷位置合せなどの間欠印刷ができなくなるという不具合が生じる場合がある。
【解決手段】
用紙を吸引することにより密着させ且つ予熱する加熱手段を有したプレヒータと、ヒータを内臓した加熱ローラとこれに離間可能に支持され圧接して回転する加圧ローラとを有し、用紙を前記プレヒータを通して加熱ローラと加圧ローラとの間に通すことにより用紙上に形成されたトナー像を定着する印刷装置において、印刷開始時に用紙搬送抵抗力を低減する手段を設け、該手段は、前記プレヒータに設けた吸引溝と、前記加熱ローラと離間する印刷待機時に前記吸引溝の略両端を塞ぐ手段とからなることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、印刷装置に関するものであり、特に印刷装置に用いられる定着装置に関するものである。

連続紙プリンタに使用される定着装置は、連続の印刷用紙を予め熱板であるプレヒータで予熱してから、加熱ローラと加圧ローラとの圧接で構成するニップ部に用紙を送って熱定着するものである。

このように、プレヒータで用紙を予め加熱し、用紙温度を高めておくことは、定着性能を安定化する上で極めて有効である。

しかしながら、このような装置は印刷待機時にもプレヒータで用紙を予熱するため、とかく用紙の変形をきたし、しわの原因となることがあり、この抑制に用紙をある程度の張力で張ることやプレヒータで用紙をできるだけ均一に吸引し、特に用紙の側端側を拘束することが行われてきている。

これは、用紙からの空気の抜けやすさをあらわす透気度値が高い（空気が抜けにくい）用紙ほど、すなわち、厚い紙になればなるほど、また、印刷部分が多いなど印刷密度が高い場合や、レーザビームプリンタの場合は、転写部のトナー付着量が多いほど搬送力不足となって印刷ができない場合がある。

上述のように従来の定着装置においては、印刷時、印刷待機時などの非印刷時常においても、プレヒータでの用紙吸引圧力を一定にし、プレヒータ上でのしわ抑制の為、プレヒータで用紙をできるだけ均一に吸引するよう吸引箇所を増やしたり、特に用紙の側端側を拘束するように用紙の側端位置に相当するプレヒータ側の溝部に詰物などをしてエア漏れ防止を施して用紙を強く拘束し、しわを抑制させる場合がある。しかし、用紙連量が高い厚い用紙の印刷時に、用紙搬送抵抗力が大きくなり、加熱ローラと加圧ローラとの圧接による搬送力よりも大きくなり、印刷ができない場合がある。

また、用紙からの空気の抜けやすさをあらわす透気度値が高い用紙ほど、すなわち、一般的に厚い紙になればなるほど、また、印刷部分が多いなど印刷密度が高い場合や、レーザビームプリンタの場合は、転写部のトナー付着量が多いほど一層搬送力不足となって印刷ができない場合があった。

本発明は、用紙を吸引することにより密着させ且つ予熱する加熱手段を有したプレヒータと、ヒータを内臓した加熱ローラとこれに離間可能に支持され圧接して回転する加圧ローラとを有し、用紙を前記プレヒータを通して加熱ローラと加圧ローラとの間に通すことにより用紙上に形成されたトナー像を定着する印刷装置において、印刷開始時に用紙搬送抵抗力を低減する手段を有し、該手段は、前記プレヒータに設けた吸引溝と、前記加熱ローラと離間する印刷待機時に前記吸引溝の略両端を塞ぐ手段とからなることを特徴とする。

本発明によれば、連続紙画像形成装置の定着装置において、連続紙の用紙連量に応じて、印刷待機時、印刷開始時、印刷時のプレヒータ部での用紙吸引圧力をコントローラするようにしたので、用紙連量が低い薄い連続紙に対しては、用紙しわを抑制した運用を、また、用紙連量が高い厚い連続紙に対しては、印刷開始起動時の連続紙の搬送抵抗力を下げるようにしたので、高密度の印刷を短い時間で印刷と停止を繰り返す印刷位置合せなどの間欠印刷が十分にできる。これにより、高信頼の定着装置を実現して、快適な印刷業務等ができる印刷装置を提供できるという顕著な効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施例を図１〜図４により説明する。

図１は本発明の一実施例である連続紙レーザビームプリンタ（以下、連続紙ＬＢＰという。）の定着部における定着装置１の構成図であり、印刷時の状態を示す。

図１において、ヒータランプ４ａ〜４ｄは、加熱ローラ２を加熱する。加熱ローラ２の端部に取り付けた特定温度検出器３は、加熱ローラ２がある一定の温度に達したことを検出する。また、加熱ローラ２の上方には反駆動側から駆動側にかけて加熱ローラ２の表面温度を検出する複数のサーミスタ５ａ、５ｂ、５ｃが設けてある。

６は異常温度検出器であり、加熱ローラ２により暖められた空気の温度（雰囲気温度）がある一定の温度を超えた場合に検出する。

１１は、連続紙７を予熱するプレヒータで、加圧ローラ１０と共にアーム１９に取り付けられ、この一端は、回転可能に支持されるようにしている。

定着動作においては、このアーム１９の回動により加圧ローラ１０は印刷開始と同時に加熱ローラ２に圧接され、印刷停止と同時に加熱ローラ２から離れるよう制御される。

プレヒータ１１には、溝１２が設けてあり、サクションブロア１７によりこの溝１２に連通したサクション穴１４、サクションホース１５、電磁バルブ１６を介してエアを吸引し、プレヒータ１１への連続紙７の密着性を良くし予熱を効果的に行うようにしている。

また、このプレヒータ１１の連続紙最大用紙幅相当位置には、特に連続紙７の両端側での密着性を高め、用紙の拘束性を高めて印刷待機時におけるプレヒータ温度による用紙変形に起因する連続紙用紙しわを抑制するシール部材１３が設けてある。

通常、電磁バルブ１６ｂは全閉で、電磁バルブ１６ａは全開しているが、印刷開始直前には電磁バルブ１６ｂは全開で、電磁バルブ１６ａは全閉にコントローラ１８により切替えられ、瞬間的にプレヒータ１１への連続紙７の吸引が弱められ搬送抵抗力が下げられる。

印刷起動が終った後の印刷時は、通常の電磁バルブの開閉位置、すなわち電磁バルブ１６ｂは全閉で、電磁バルブ１６ａは全開になるようにコントローラ１８により切替えられる。

上記構成において、印刷開始直前は、電磁バルブ１６ｂは全開で、電磁バルブ１６ａは全閉にコントローラ１８により切替えられ、瞬間的にプレヒータ１１への連続紙７の吸引圧力が弱められる。このことによりプレヒータ１１でのエア吸引による連続紙７の搬送抵抗力を下げて、印刷起動が速やかにできるようにし、印刷起動が終った後の印刷時は、通常の電磁バルブの開閉位置、すなわち電磁バルブ１６ｂは全閉で、電磁バルブ１６ａは全開になるようにコントローラ１８により切替えられる為、印刷時は強い吸引により連続用紙７がプレヒータ側に密着性良く走行されるので予熱効果は十分上げられる。このようにして連続紙７に静電転写により形成されたトナー像８は、プレヒータ１１上を通過することで予熱され、加熱ローラ２と加圧ローラ１０との間を通過し、挟持搬送されることにより加熱加圧されて連続紙７上に定着される。

図１において、用紙の背面側から加熱するプレヒータ１１は１段のものとしたが、これに限るものではなく、用紙の温度を徐々に上げるため、中温用の上段側プレヒータと、高温用の下段側プレヒータを設けて共にアーム１９に取り付けてもよい。

図２は、本発明の他の実施例による連続紙ＬＢＰ用の定着装置部の抜粋図であり、非印刷時の状態を示す。図１と同様な部分は同じ記号で示す。

プレヒータ１１には、図１と同様に溝１２が施されているが、シール部材１３に相当する位置にはシール穴２２が施され、このシール穴２２にはフレーム２１に固定されたシールバークミ２４に組み付いているシールバー２３が印刷停止時にはまり、連続紙側端からのエア漏れを抑制するシール作用をするようになっている。

印刷開始時は、アーム１９が上方に回動するので、シール穴２２からはフレーム２１に固定されたシールバークミ２４に組み付いているシールバー２３がはずれ、サクション圧力が低下してプレヒータ１１での連続紙の搬送抵抗力は少なくなる。

よって、用紙連量が高く透気度値が高い連続紙で、高密度の印刷を短い時間で印刷と停止を繰り返す印刷位置合せなどの間欠印刷を行っても、十分印刷ができるようになる。

図３は、本発明の更に他の実施例による連続紙ＬＢＰ用のプレヒータ１１におけるエアー吸引圧力制御に関する上質紙−透気度値特性及び上質紙―吸引圧力仕様特性図である。

図中の実線は、上質紙−透気度値特性を、破線は上質紙―吸引圧力仕様を示す。図に示すように、一般的に上質紙は用紙連量が高いほど用紙厚さが増して透気度値が高くなる特性を持つ為、用紙しわが発生しにくい用紙厚さが厚い用紙、すなわち用紙連量が高く透気度値が高い用紙については、プレヒータ１１で連続紙７の吸引圧力を比較的低く設定し、用紙しわが発生しやすい用紙厚さが薄い用紙、すなわち用紙連量が低い用紙については、吸引圧力を比較的高く設定して制御するものである。

この場合のシステム構成例としては、図１で電磁バルブ１６ａと１６ｂを無くし、サクションホース１５からの圧力を回転数可変としたサクションブロアで行っても良い。

すなわち、用紙連量が低い薄い連続紙の場合は、サクションブロアの回転数を比較的高くして吸引圧力を高くし、用紙連量が高く厚い連続紙の場合は、サクションブロアの回転数を比較的低くして吸引圧力を低くしても良い。

よって、用紙連量が高く透気度値が高い連続紙で、高密度の印刷を短い時間で印刷と停止を繰り返す印刷位置合せなどの間欠印刷を行っても、用紙連量が高い場合は吸引圧力を比較的低く設定するので用紙搬送抵抗力が低減でき印刷ができるようになる。

また、用紙連量が低く透気度値が低い、すなわち厚さが薄い連続紙の場合は、吸引圧力を比較的高く設定するので印刷待機時での用紙が拘束され用紙しわが発生しにくく、薄い用紙は透気度値が低い（空気が抜けやすい）ので、吸引圧力が比較的高くても用紙搬送抵抗力は大きくならないので高密度の印刷を短い時間で印刷と停止を繰り返す印刷位置合せなどの間欠印刷で行っても印刷ができる。

このようにして印刷開始時には、厚い用紙ほど透気度値が高いことを考慮し、用紙装填時に用紙厚さを検出する手段を持つか、あるいは印刷仕様設定で用紙厚さを選定又は入力により、予め用意した用紙厚さに応じたサクション圧力設定制御テーブルからサクション圧力設定値を割り出し、サクション圧力検出手段によりそのサクション圧力になるよう制御してもよい。

以上から、本発明によれば、用紙連量が低い、すなわち薄い連続紙の場合は、印刷待機時にもプレヒータへの用紙吸引圧力を高くし用紙拘束性を高めて用紙しわが発生しにくい運用ができる。また、用紙連量が高い、すなわち厚い連続紙の場合は、プレヒータへの用紙吸引圧力を低くして搬送抵抗力を低くした運用ができ、これにより、高密度の印刷を短い時間で印刷と停止を繰り返す印刷位置合せなどの間欠印刷で行っても印刷ができるという効果を有するものである。

図４は、本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰ用定着装置を搭載した高速レーザビームプリンタの断面図である。

図において、感光体５１は帯電器５２により所定電圧に均一に帯電され、上位装置（図示せず）から送信された画像情報を光源５３により照射ビ−ムを放射させ、照射ビ−ムを受けた感光体５１には静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は現像機５４で樹脂及び着色剤、帯電制御剤、流動性向上剤等からなるトナーを用いて現像され可視像となる。

感光体５１上にトナーにより可視像化された画像は、転写器５５により連続紙７上に転写される。その後、感光体５１の表面は、除電器５６により表面の電荷が除去され、クリ−ニング機構５７により感光体５１の表面に残留したトナーが取り除かれ、再度帯電、露光、現像と工程が繰り返される。そしてトナー像を転写された連続用紙７は、前方に搬送されプレヒータ１１を経て加熱ローラ２と加圧ローラ１０が接触した加熱点より加熱加圧作用を受けながら挟持搬送され、転写されたトナー像は連続紙７に定着される。定着された連続紙７は、テンションロ−ラ５８を通り、用紙受けであるスタッカ５９へ順次排出される。

ここでは、上述した定着装置１を搭載しているので、用紙が薄い連続紙（用紙連量が低い）の場合は、印刷待機時にプレヒータへの用紙吸引圧力を高くし用紙拘束性を高めて用紙しわの抑制ができる。また、用紙が厚い連続紙（用紙連量が高い）の場合は、印刷開始時に一時的にあるいは常用にプレヒータへの用紙吸引圧力を低くすることにより、搬送抵抗力を低くできるので、高密度の印刷を短い時間で印刷と停止を繰り返す印刷位置合せなどの間欠印刷行う場合でも問題なく印刷ができるという良好で効率の良い印刷業務ができる。

本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰ用の定着部における定着装置の構成図であり、印刷時の状態を示す。 本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰ用の定着装置部の抜粋図であり、非印刷時の状態を示す。 本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰ用のプレヒータにおけるエアー吸引圧力制御に関する上質紙−透気度値特性及び上質紙―吸引圧力仕様特性図である。 本発明の一実施例である連続紙ＬＢＰ用定着装置を搭載した高速レーザビームプリンタの断面図である。

符号の説明

１…定着装置、２…加熱ローラ、３…特定温度検出器、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…ヒータランプ、５ａ、５ｂ、５ｃ…サーミスタ、６…異常温度検出器、７…連続紙、８…転写されたトナー像、９…定着されたトナー像、１０…加圧ローラ、１１…プレヒータ、１２…吸引溝、１３…シール部材、１４…サクション穴、１５…サクションホース、６ａ、１６ｂ…電磁バルブ、１７サクションブロア、１８…コントローラ、１９…アーム、２１…フレーム、２２…シール穴、２３…シールバー、２４…シールバークミ、５０…連続紙レ−ザビ−ムプリンタ、５１…感光体、５２…帯電器、５３…光源、５４…現像器、５５…転写器、５６…徐電器、５７…クリ−ニング機構、５８…テンションロ−ラ、５９…スタッカ。

Claims (3)

1. 用紙を吸引することにより密着させ且つ予熱する加熱手段を有したプレヒータと、ヒータを内臓した加熱ローラとこれに離間可能に支持され該加熱ローラに圧接して回転する支持部材に支持された加圧ローラとを有し、用紙を前記プレヒータを通して是前記加熱ローラと前記加圧ローラとの間に通すことにより用紙上に形成されたトナー像を定着する印刷装置において、前記プレヒータの表面側に吸引溝を設けると共に該プレヒータを前記支持部材に固定し、前記加熱ローラと離間する印刷待機時に前記吸引溝の略両端を塞ぐ手段を設けたことを特徴とする印刷装置。
2. 前記吸引溝の略両端を塞ぐ手段は、前記加熱ローラから離間した印刷待機位置に位置した時に前記吸引溝の略両端部を塞ぐ目隠し部材が作用することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. 用紙装填時に用紙厚さを検出する手段、あるいは印刷仕様設定で用紙厚さを選定又は入力により、予め用意した用紙厚さに応じた前記プレヒータでの用紙吸引圧力設定制御テーブルから用紙吸引圧力設定値を割り出し、用紙吸引圧力検出手段により、所要の吸引圧力になるように制御することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
   

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