JP2007072022A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に熱転写体と熱源からなる熱転写ユニットを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and more particularly to an image forming apparatus including a thermal transfer unit including a thermal transfer member and a heat source.
従来から、記録材の両面に画像を形成する方式としては、いわゆるスイッチバック方式やワンパス方式などが知られている。スイッチバック方式は、転写手段と定着手段とを通過して一方の面に画像が形成された記録材を反転させた後、転写手段と定着手段とにスイッチバックさせて、もう一方の面にも画像を形成する方式である。これに対し、ワンパス方式は、両面転写手段によって両面に画像を転写した記録材を定着手段に通すことで、記録材をスイッチバックさせることなくその両面に画像を形成する。ワンパス方式は、スイッチバック用の複雑な機構を設けることによるコストアップ、スイッチバックによる画像形成時間の長期化、定着手段による加熱でカールさせた記録材をスイッチバックさせることによるジャムを、いずれも回避できる点でスイッチバック方式よりも優れている。 Conventionally, as a method for forming an image on both surfaces of a recording material, a so-called switchback method, a one-pass method, and the like are known. The switchback method reverses the recording material on which the image is formed on one side after passing through the transfer unit and the fixing unit, and then switches back to the transfer unit and the fixing unit, so that the other side also This is a method for forming an image. On the other hand, the one-pass method forms an image on both sides of the recording material without switching back the recording material by passing the recording material on which the image has been transferred on both sides by the double-side transfer unit, through the fixing unit. The one-pass method avoids any cost increase by providing a complicated mechanism for switchback, longer image formation time by switchback, and jamming by switching back the curled recording material by heating by the fixing means. It is superior to the switchback method in that it can be done.
しかしながら、ワンパス方式においては、両面転写手段の転写ベルトから記録材へ熱転写・定着を同時に行う場合、転写ベルトの温度上昇により画像劣化が生じやすくなる。また、ワンパス方式は、両面転写手段に設けられた熱源により転写ベルトを一様に加熱することによって、エネルギー効率が悪化するという問題があった。 However, in the one-pass method, when thermal transfer and fixing are simultaneously performed from the transfer belt of the double-side transfer unit to the recording material, image deterioration is likely to occur due to the temperature increase of the transfer belt. Further, the one-pass method has a problem that energy efficiency is deteriorated by uniformly heating the transfer belt by a heat source provided in the double-side transfer unit.
そこで、このような問題を解消すべく、従来から、転写手段を改良する技術が開発されている。
このような従来技術としては、例えば、転写部材と、連続経路に沿って転写部材を移動させる駆動手段と、転写部材上に帯電した多数トナー画像を形成するために、異なる色の複数の粉末トナー画像を相互に位置を合わせて転写部材上に同時に堆積させる静電堆積手段と、転写部材との接触へと基材経路に沿って基材を搬送する基材搬送手段により、多数トナー画像が基材の少なくとも1つの面に転写されることと、基材への多数トナー画像の転写に先行して、転写部材上の多数トナー画像を加熱する手段と、転写部材上へのさらなるトナー画像の堆積の前に、基材への多数トナー画像の転写に続いて、トナーのガラス転移温度より低く転写部材を冷却する手段とを備えた画像形成装置(例えば、特許文献1参照。)が開示されている。
また、電磁誘導発熱層が具備される加熱対象物を加熱する電磁誘導加熱装置において、前記加熱対象物の移動方向に直交する方向に沿って当該加熱対象物に対向配置される第一励磁コイルと、前記加熱対象物を挟んで前記第一励磁コイルに対向し且つ前記第一励磁コイルに対して和動接続するように配置される第二励磁コイルとを有することを特徴とする電磁誘導加熱装置を具備する画像形成装置(例えば、特許文献2参照。)が開示されている。
さらに、像担持体と、該像担持体の表面にトナー像を形成する可視像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体の両面に転写する両面転写手段と、該記録体の両面にトナー像を定着する定着手段とを備える画像形成装置であって、上記定着手段が、定着手段が、無端移動するベルト部材と、これを裏面から支持しながら張架する複数の張架部材と、該ベルト部材の表面に当接して定着ニップを形成しながら該表面を加熱する表面加熱体と、該ベルト部材を裏面側から加熱する裏面側加熱手段とを有し、該記録体を該定着ニップに挟み込んでその両面にトナー像の定着処理を施し、且つ、該ベルト部材の周方向における全領域のうち、上記両面転写手段の最も近くに配設された該張架部材による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達するまでの領域を加熱するように該裏面側加熱手段が構成されている画像形成装置(例えば、特許文献3参照。)が開示されている。
In order to solve such problems, techniques for improving transfer means have been developed.
Examples of such conventional techniques include a transfer member, a driving unit that moves the transfer member along a continuous path, and a plurality of powder toners of different colors in order to form a large number of charged toner images on the transfer member. A large number of toner images are formed by electrostatic deposition means for simultaneously depositing images on the transfer member aligned with each other and substrate transport means for transporting the substrate along the substrate path to contact with the transfer member. A means for heating the multiple toner images on the transfer member prior to being transferred to at least one surface of the material, and transferring the multiple toner images to the substrate; and depositing additional toner images on the transfer member Before the image forming apparatus, an image forming apparatus (for example, see Patent Document 1) including a means for cooling a transfer member lower than a glass transition temperature of toner following transfer of a large number of toner images to a substrate. Yes.
Moreover, in the electromagnetic induction heating apparatus that heats the heating object provided with the electromagnetic induction heat generating layer, a first excitation coil that is disposed to face the heating object along a direction orthogonal to the moving direction of the heating object; An electromagnetic induction heating device comprising: a second excitation coil disposed so as to face the first excitation coil with respect to the heating object and to make a Japanese-style connection to the first excitation coil (For example, refer to Patent Document 2).
Further, an image carrier, visible image forming means for forming a toner image on the surface of the image carrier, double-sided transfer means for transferring the toner image on the image carrier to both sides of the recording body, and the recording body An image forming apparatus including a fixing unit that fixes a toner image on both sides of the image forming apparatus, wherein the fixing unit includes a belt member that moves endlessly and a plurality of tension members that are stretched while supporting the belt member from the back surface. A member, a surface heating body that heats the surface while abutting on the surface of the belt member to form a fixing nip, and a back surface side heating unit that heats the belt member from the back surface side. A toner image is fixed on both sides of the fixing nip, and a tensioning member is provided by the tensioning member disposed closest to the double-sided transfer means in the entire area in the circumferential direction of the belt member. After passing through the position, Image forming apparatus back surface side heating means is configured to heat the region to reach (for example, see Patent Document 3.) Have been disclosed.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、従来技術をさらに改良し、加熱効率の優れた熱源を選択的に駆動させ、記録材の熱転写・定着を最適条件で行うことにより、省エネルギー化を達成して、画像形成装置内の温度上昇を抑制し、特に高品質の両面画像を形成することができる熱転写体と熱源からなる熱転写ユニットを備える画像形成装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and further improves the prior art, selectively drives a heat source with excellent heating efficiency, and performs thermal transfer and fixing of the recording material under optimum conditions, thereby saving energy. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus including a thermal transfer unit including a thermal transfer body and a heat source that can achieve temperature reduction and suppress a temperature increase in the image forming apparatus and can form a high-quality double-sided image in particular. .
上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有している。
本発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、複数の像担持体のそれぞれに記録材の第1面の入力画像情報に応じて第1トナー画像を形成する第1画像形成ユニットと、無端移動する像担持ベルト上に第1トナー画像を担持する第1像担持ベルトからなる第1像担持ユニットと、複数の像担持体のそれぞれに記録材の第2面の入力画像情報に応じて第2トナー画像を形成する第2画像形成ユニットと、無端移動する像担持ベルト上に第2トナー画像を担持する第2像担持ベルトからなる第2像担持ユニットと、少なくとも1つ以上の、熱転写体と熱源からなる熱転写ユニットと、熱転写体から記録材上にトナー画像を転写する転写部で熱転写体に対向して位置する対向ローラとを備える画像形成装置であって、前記熱転写ユニットは、前記熱転写体が前記熱源により発熱された後、前記像担持ベルトからトナー像を転写され、その熱転写体上に転写されたトナーは前記熱転写体が前記熱源によりさらに加熱された後、記録材への熱転写と定着が同時になされ、記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、前記熱源の発熱駆動を選択的にON/OFFすることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
The image forming apparatus of the present invention includes a plurality of image carriers, a first image forming unit that forms a first toner image on each of the plurality of image carriers according to input image information on the first surface of the recording material, A first image carrying unit comprising a first image carrying belt carrying a first toner image on an endless moving image carrying belt, and each of a plurality of image carriers according to input image information on the second surface of the recording material A second image forming unit for forming a second toner image; a second image carrying unit comprising a second image carrying belt for carrying a second toner image on an endlessly moving image carrying belt; and at least one thermal transfer An image forming apparatus comprising: a thermal transfer unit including a body and a heat source; and an opposing roller positioned to face the thermal transfer body at a transfer unit that transfers a toner image from the thermal transfer body onto a recording material. heat After the image is heated by the heat source, the toner image is transferred from the image carrier belt, and the toner transferred onto the heat transfer body is further heated by the heat source and then transferred to a recording material. And fixing is performed at the same time, and heat generation driving of the heat source is selectively turned on / off according to input image information on the front and back surfaces of the recording material.
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、前記熱源の加熱温度を選択的に決定することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記熱転写体と前記対向ローラが前記転写部で接触してニップを形成し、記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、そのニップ部の圧を選択的に決定することを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heating temperature of the heat source is selectively determined according to input image information on the front and back surfaces of the recording material.
In the image forming apparatus of the present invention, the thermal transfer member and the opposing roller are in contact with each other at the transfer portion to form a nip, and the pressure at the nip portion is adjusted according to input image information on the front and back surfaces of the recording material. It is determined selectively.
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源に超音波発生装置を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源にサーマルヘッドを備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源にIH装置を備えることを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that an ultrasonic generator is provided in the heat source.
In the image forming apparatus of the present invention, the heat source includes a thermal head.
In the image forming apparatus of the present invention, the heat source includes an IH device.
また、本発明の画像形成装置は、前記熱転写体表面が磁性体を含むことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、画像形成に用いられるトナーが磁性体を含むことを特徴とする。
In the image forming apparatus of the present invention, the surface of the thermal transfer member includes a magnetic material.
In the image forming apparatus of the present invention, the toner used for image formation includes a magnetic material.
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源が前記熱転写体内又はそれに対向する対向ローラ内に設置されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源が前記熱転写体外に設置されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源が前記転写部又は前記転写部上流側に設置されることを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heat source is installed in the thermal transfer body or in a counter roller facing the heat transfer body.
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heat source is installed outside the thermal transfer body.
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heat source is installed on the transfer unit or on the upstream side of the transfer unit.
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源が2分割以上に分割され一列又は複数列に設置されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記分割された各熱源が入力画像の画像部と非画像部に応じて、発熱駆動をON/OFFすることを特徴とする。
The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the heat source is divided into two or more parts and installed in one or a plurality of lines.
The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that each of the divided heat sources turns on / off heat generation according to an image portion and a non-image portion of the input image.
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源が記録材搬送方向と垂直となる方向に走査されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記熱源が走査しながら入力画像の画像部と非画像部に応じて、発熱駆動をON/OFFすることを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heat source is scanned in a direction perpendicular to the recording material conveyance direction.
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that heat generation driving is turned ON / OFF according to the image portion and the non-image portion of the input image while the heat source scans.
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像濃度に応じて、前記熱源の加熱温度を選択的に決定することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像がカラーかモノクロかに応じて、前記熱源の加熱温度を選択的に決定することを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heating temperature of the heat source is selectively determined according to the input image density on the front and back surfaces of the recording material.
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heating temperature of the heat source is selectively determined according to whether the input images on the front and back surfaces of the recording material are color or monochrome.
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像が絵柄か文字かに応じて、前記熱源の加熱温度を選択的に決定することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像の光沢や任意の設定置に応じて、前記熱源の加熱温度を選択的に決定することを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heating temperature of the heat source is selectively determined in accordance with whether the input images on the front and back surfaces of the recording material are pictures or characters.
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heating temperature of the heat source is selectively determined according to the gloss of the input image on the front and back surfaces of the recording material and an arbitrary setting.
また、本発明の画像形成装置は、前記熱転写体と前記対向ローラが前記転写部で接触してニップを形成し、記録材の表面と裏面の入力画像の光沢や任意の設定置に応じて、そのニップ部の圧を選択的に決定することを特徴とする。 Further, in the image forming apparatus of the present invention, the thermal transfer body and the facing roller are in contact with each other at the transfer portion to form a nip, and depending on the glossiness of the input images on the front and back surfaces of the recording material and any setting positions, The pressure of the nip portion is selectively determined.
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、定着温度と定着部のニップ圧が選択的に制御される定着補助手段を前記転写部の下流に備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面への熱転写と定着が同時になされ記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、記録材の表面と裏面の画像部が重なる部分と重ならない部分で前記熱源の加熱温度を選択的に制御することを特徴とする。
The image forming apparatus according to the present invention further includes a fixing auxiliary unit downstream of the transfer unit that selectively controls the fixing temperature and the nip pressure of the fixing unit according to input image information on the front and back surfaces of the recording material. It is characterized by that.
Further, the image forming apparatus of the present invention is a portion in which image transfer on the front surface and back surface of the recording material overlaps according to input image information on the front surface and back surface of the recording material. The heating temperature of the heat source is selectively controlled at a portion that does not overlap.
上記課題を解決するための手段により、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、熱源の発熱駆動を選択的にON/OFFし、熱源の加熱温度を選択的に決定することにより、エネルギーの浪費の抑制や定着温度の最適化を行い、装置内温度上昇の抑制を可能にする。また、記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じてニップ部の圧を選択的に決定することにより定着圧の最適化を行い、高品質の両面画像が得られる。また、熱源に対象物に直接接触して加熱する超音波発生装置、サーマルヘッド、又はIH装置を使用することにより、加熱効率を上げることができ、省エネルギー化や定着装置としてのウォームアップ時間の短縮につながる。 By means for solving the above-described problems, the image forming apparatus of the present invention selectively turns on / off the heat source drive of the heat source according to the input image information on the front and back surfaces of the recording material, and sets the heating temperature of the heat source. By selectively deciding, it is possible to suppress waste of energy and optimize the fixing temperature, and to suppress the temperature rise in the apparatus. Further, the fixing pressure is optimized by selectively determining the pressure of the nip portion according to input image information on the front and back surfaces of the recording material, and a high-quality double-sided image can be obtained. In addition, heating efficiency can be increased by using an ultrasonic generator, thermal head, or IH device that heats an object in direct contact with a heat source, saving energy and shortening the warm-up time as a fixing device. Leads to.
また、本発明の画像形成装置は、熱転写体表面が磁性体を含むことにより、IH装置による熱転写体の加熱効率が向上させ省エネルギー化につながる。また、トナーが磁性体を含むことにより、IH装置によりトナーを直接加熱することが可能となる。熱源の熱によりトナーを加熱するよりも、トナーの加熱効率が向上し省エネルギー化につながる。 In the image forming apparatus of the present invention, since the surface of the thermal transfer member contains a magnetic material, the heating efficiency of the thermal transfer member by the IH device is improved, leading to energy saving. Further, since the toner contains a magnetic material, the toner can be directly heated by the IH device. Rather than heating the toner by the heat of the heat source, the heating efficiency of the toner is improved, leading to energy saving.
また、本発明の画像形成装置は、熱源を熱転写体内または対向ローラ内に設置する場合には、トナーによる汚れから熱源を守ることができ、装置内の省スペース化も図ることができる。また、熱源を熱転写体外に設置する場合には、装置内レイアウトの自由度という点で有利である。さらに、熱源の設置位置を転写部または転写部上流側に設置することにより、加熱により溶融したトナーを確実かつ効率的に次工程へ転写することができる。 In addition, when the heat source is installed in the thermal transfer body or in the opposite roller, the image forming apparatus of the present invention can protect the heat source from contamination by toner, and can also save space in the apparatus. Further, when the heat source is installed outside the thermal transfer member, it is advantageous in terms of the degree of freedom in the layout in the apparatus. Furthermore, by installing the heat source at the transfer portion or upstream of the transfer portion, the toner melted by heating can be transferred reliably and efficiently to the next step.
また、本発明の画像形成装置は、熱源が多分割されていることを特徴とするので、記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、熱源の各分割部分を選択的に発熱させ、熱源の加熱温度を選択的に決定することにより、エネルギーの浪費を抑制し、省エネルギー化、装置内温度上昇の抑制を可能にする。さらに、熱源が走査されることを特徴とするので、熱源数を少数化することができ、装置内の温度上昇を抑制し、低コスト化も図ることができる。 Further, the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the heat source is multi-divided, so that according to the input image information on the front and back surfaces of the recording material, each divided portion of the heat source is selectively heated, By selectively determining the heating temperature of the heat source, waste of energy is suppressed, energy saving and suppression of temperature rise in the apparatus are enabled. Further, since the heat source is scanned, the number of heat sources can be reduced, the temperature rise in the apparatus can be suppressed, and the cost can be reduced.
また、本発明の画像形成装置は、記録材の表面と裏面の入力画像濃度や、カラーかモノクロかに応じて選択的に発熱駆動する熱源の加熱温度を制御するので、定着に高い温度を必要とする画像濃度が濃い部分や、色の異なるトナーを重ねて溶融するために定着に高い温度を必要とするカラー画像においても、記録材の表面と裏面の入力画像によった最適温度で転写・定着を行うことができ高品質の両面画像を得ることができる。また、加熱温度を最適とすることで加熱エネルギーの無駄な消費を防止し省エネルギー化にもつながる。さらに、記録材の表面と裏面の入力画像が絵柄か文字かに応じて選択的に発熱駆動する熱源の加熱温度を制御するので、高品位感を出すために光沢を持たせることが好ましいことから定着に高い加熱温度を必要とする絵柄画像においても、記録材の表面と裏面の入力画像によった最適温度で転写・定着を行うことができる。 The image forming apparatus of the present invention controls the input image density on the front and back surfaces of the recording material and the heating temperature of the heat source that selectively generates heat depending on whether it is color or monochrome, so a high temperature is required for fixing. Even for color images where the image density is high, or color images that require high temperatures for fusing because toners of different colors are melted on top of each other, transfer and transfer at the optimum temperature based on the input images on the front and back surfaces of the recording material. Fixing can be performed and a high-quality double-sided image can be obtained. In addition, by optimizing the heating temperature, wasteful consumption of heating energy is prevented, leading to energy saving. Furthermore, since the heating temperature of the heat source that selectively generates heat is controlled according to whether the input images on the front and back surfaces of the recording material are patterns or characters, it is preferable to give gloss to give a high-quality feeling. Even for a pattern image that requires a high heating temperature for fixing, transfer and fixing can be performed at an optimum temperature based on the input images on the front and back surfaces of the recording material.
また、本発明の画像形成装置は、記録材の入力画像の光沢や任意の設定置に応じて選択的に発熱駆動する熱源の加熱温度を制御するので、定着に高い温度を必要とする光沢画像においても、記録材の表面と裏面の入力画像に依った最適温度で転写・定着を行うことができ、ユーザの要望に則した高品質の両面画像を得ることができる。また、加熱温度を最適とすることでエネルギーの無駄な消費を防止し省エネルギー化にもつながる。
さらに、記録材の入力画像の光沢やユーザの要望に応じて選択的にニップ圧を制御するので、定着に高い圧を必要とする光沢画像においても、記録材の表面と裏面の入力画像に依った最適条件で転写・定着を行うことができ、ユーザの要望に則した高品質の両面画像を得ることができる。
Further, the image forming apparatus of the present invention controls the heating temperature of the heat source that selectively drives the heat generation according to the gloss of the input image of the recording material and an arbitrary setting, so that the gloss image that requires a high temperature for fixing is used. In this case, transfer and fixing can be performed at an optimum temperature depending on the input images on the front and back surfaces of the recording material, and a high-quality double-sided image in accordance with the user's request can be obtained. In addition, by optimizing the heating temperature, wasteful consumption of energy is prevented, leading to energy saving.
Furthermore, since the nip pressure is selectively controlled according to the gloss of the input image of the recording material and the user's request, even for a glossy image that requires high pressure for fixing, it depends on the input images on the front and back surfaces of the recording material. Transfer and fixing can be performed under the optimum conditions, and a high-quality double-sided image can be obtained in accordance with the user's request.
また、本発明の画像形成装置は、熱転写・定着部で加熱温度不足や圧不足が生じた場合に加熱・加圧を行い、高品質の両面画像を得ることができる。さらに、表面と裏面の画像部が重なる部分は記録材の表面と裏面が同時に加熱されるために加熱温度は画像部が重ならない部分に比べ選択的に低く設定され、エネルギーの無駄な消費を防止し省エネルギー化につながる。 In addition, the image forming apparatus of the present invention can perform heating and pressurization when a heating temperature or pressure is insufficient in the thermal transfer / fixing unit, and can obtain a high-quality double-sided image. Furthermore, since the front and back image areas of the front and back image areas are heated at the same time, the heating temperature is selectively set lower than that of the non-overlapping image area, preventing unnecessary energy consumption. This leads to energy saving.
以下に、本発明に係る実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図1は、本発明が適用される画像形成装置の一実施例の内部構成を示した概略中央断面図である。以下、本発明を採用した画像形成装置の構成、動作を詳細に説明する。
Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic central sectional view showing an internal configuration of an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. Hereinafter, the configuration and operation of an image forming apparatus employing the present invention will be described in detail.
まず、画像形成装置の構成を説明する。
図1に示す画像形成装置本体100の内部において、記録体搬送路43Aを境にして、上部には矢印方向に無端移動する第1像担持ベルト21を備えた第1像担持体ユニット20を、下部には矢印方向に無端移動する第2像担持ベルト31を備えた第2像担持体ユニット30が配備されている。第1像担持ベルト21の上部張架面には、4個の第1画像形成ユニット80Y、80C、80M、80Kが、第2像担持ベルト31の傾斜した張架面には、4個の第2画像形成ユニット81Y、81C、81M、81Kが配備されている。これら第1、第2画像形成ユニットの番号のY、C、M、Kは、扱うトナーの色と対応させているもので、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタ、Kはブラックを意味している。第1、第2画像形成ユニットに備えられ、第1像担持ベルト21と第2像担持ベルト31とともに回転する感光体1に対しても同様に、Y、C、M、Kを備えている。なお感光体1Yから1Kは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ像担持ベルト21、31との張架部の一部と接触する。この接触する面を受像面と呼ぶ。
First, the configuration of the image forming apparatus will be described.
In the image forming apparatus
複数の第1像担持ベルト支持用ローラ23、24、25、26(2個)、27、28、29により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第1像担持ベルト21が、第1の画像形成ユニット80Y〜80Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kの下部に設けられている。この第1像担持ベルト21は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また第1像担持ベルト21の内周部には各感光体1Y、1C、1M、1Kに対向させて1次転写ローラ22が設けられている。第1像担持ベルト21の外周部には、ローラ23に対向する位置に第1像担持ベルト用クリーニング装置20Aが設けられている。この第1像担持ベルト用クリーニング装置20Aは、第1像担持ベルト21の表面に残留する不要なトナーや紙粉などの異物を拭い去る。
前記像担持ベルト21に関連する部材は、第1像担持体ユニット20として一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。
A first image carrier belt 21 as an image carrier that is supported by a plurality of first image carrier
The members related to the image carrier belt 21 are integrally formed as the first
複数の第2像担持ベルト支持用ローラ33、34、35、36(2個)、37、38、46により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第2像担持ベルト31が、第2の画像形成ユニット81Y〜81Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kに接触して設けられている。この像担持ベルト31は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するよう張架、配置されている。像担持ベルト31の内周部には各感光体1Y、1C、1M、1Kに対向させて1次転写ローラ32が設けられている。第2像担持ベルト31の外周部には、ローラ33に対向する位置に第2像担持ベルト用クリーニング装置30Aが設けられている。この第2像担持ベルト用クリーニング装置30Aは、像担持ベルト31の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
前記の像担持ベルト31に関連する部材は、第2像担持体ユニット30として一体的に構成してあり、画像形成装置100に対し着脱が可能となっている。
A second
The members related to the
次に、像担持ベルト、トナー、及び転写ローラの構成、材質について説明する。
像担持ベルト21、31は、例えば、基体の厚さが50〜600μmの樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトであって、各感光体1が担持するトナー像を、1次転写ローラ22、32に印加するバイアスにより静電的にベルト表面に転写を可能とする抵抗値を有する。一実施形態として、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は、106〜1012Ωcm程度に抵抗が調整されたものである。ベルト表面には潤滑材としてステアリン酸亜鉛等を塗布し、表面性の向上を図っている。また、ベルトの走行を安定させるためのベルト寄り止めリブを、ベルト片側あるいは両側端部に設けてある。
Next, the configurations and materials of the image bearing belt, toner, and transfer roller will be described.
The
トナーは、内部に磁性体を含んだ磁性トナーを使用する。カラー画像は、Y、C、M、Kのトナーを適宜用いる。
また、ブラックトナーKだけによるモノクロ記録も可能である。このようなケースにあっては、使用されない感光体が存在する。そこで使用されない感光体1Y、1C、1Mあるいは現像装置を稼動させないだけでなく、これら使用されない感光体と像担持ベルト21あるいは31とを非接触に保つための機構を備えている。本実施の形態では、ローラ26と1次転写ローラ22を支持する内部フレーム(不図示)を設けておき、ある点を中心に回転可能に支持し、感光体から遠ざかる方向に移動させることにより、感光体1Kだけが像担持ベルト21あるいは31と接触して、作像工程を実行することにより、ブラックトナーKによるモノクロ画像を作成する。感光体の寿命向上の点で有利である。
As the toner, a magnetic toner containing a magnetic material is used. For color images, Y, C, M, and K toners are appropriately used.
Also, monochrome recording using only black toner K is possible. In such a case, there are photosensitive members that are not used. Accordingly, not only the
1次転写ローラ22、32は、一実施形態として、芯金たる金属ローラの表面には、導電性ゴム材料が被覆され、芯金部に、不図示の電源からバイアスが印加される。導電性ゴム材料はウレタンゴムにカーボンが分散され、体積抵抗105〜107Ωcm程度に抵抗が調整されている。
さらに、前記第1像担持ベルト21の外周で、支持ローラ28の近傍には、転写ローラ46が設けてある。支持ローラ28と転写ローラ46による接触部の転写圧や転写ニップ幅は自由に制御できる。転写ローラ46は芯金たる金属ローラの表面に、耐熱ゴムを被覆し、その外側に磁性体の薄膜になる発熱層、さらに最表層はトナー離型層が形成したたもので、芯金部の内部に複数個設置されたIHコイル48により発熱層に渦電流が発生し発熱する。転写ローラ46を発熱させることで第1像担持ベルト21が担持するトナーによる画像が溶融し、転写ローラ46に転写される。さらに転写ローラ46と第2像担持ベルト31の間に記録媒体(以下用紙P)を通過させながら、IHコイル48により転写ローラ46を加熱することで、転写ローラ46が担持するトナーによる画像が用紙Pに転写される。
この時同時に、前記第2像担持ベルト31の外周で支持ローラ34の近傍に複数個設けたIHコイル47により第2像担持ベルト31が担持するトナーによる画像を加熱することで、画像は用紙Pに転写される。また、転写ローラ46と支持ローラ34による接触部の転写圧や転写ニップ幅は入力画像情報に応じて自由に制御できる。用紙Pと支持ローラ34の分離は支持ローラ34の曲率による曲率分離により行われる。
As an embodiment, the
Further, a transfer roller 46 is provided in the vicinity of the support roller 28 on the outer periphery of the first image carrying belt 21. The transfer pressure and transfer nip width at the contact portion between the support roller 28 and the transfer roller 46 can be freely controlled. The transfer roller 46 is formed by coating a heat-resistant rubber on the surface of a metal roller that is a core metal, a heat generating layer that becomes a magnetic thin film on the outside, and a toner release layer on the outermost layer. An eddy current is generated in the heat generation layer by the plurality of IH coils 48 installed therein to generate heat. By causing the transfer roller 46 to generate heat, the toner image carried by the first image carrying belt 21 is melted and transferred to the transfer roller 46. Further, the recording roller (the paper P) is passed between the transfer roller 46 and the second
At the same time, the image by the toner carried by the second
画像形成装置100の右側には用紙Pを供給可能に収納した給紙装置40が配備されている。複数段、例えば上段に大量の用紙を収納した給紙装置(トレイ)40a、その下方に3段の給紙カセット40b、40c、40dが、それぞれ紙面に対し直角手前側(操作面側)に引出し可能に配設されている。これらの給紙トレイ40aや給紙カセット40b、40c、40d内に収納された用紙Pのうち、最上位置の用紙は、対応する給紙・分離手段41A〜41Dにより選択的に給紙、分離され、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対42Bにより記録体搬送経路43Bや43Aに送られる。
記録体搬送経路43Aには、紙転写位置へ用紙Pを送り出す給送タイミングをとるために、一対のレジストローラ45が設けられている。さらに用紙の搬送方向に対し直角方向の位置を正規の位置にするためのジョガー44が、記録体搬送経路43Aに設けてある。ジョガー44は、用紙の搬送方向に対し両側から用紙の端部に向け移動するガイド部材を備えていて、走行中の用紙の両側からガイドが用紙を一瞬押しつけることで用紙を所定の位置に整合させる。用紙Pは、レジストローラ対45から、転写ローラ46と支持ローラ34で構成される転写領域に向けて搬送される。
なお、搬送ローラ対42Cを有する記録体搬送路43Cには、その搬送方向上流に追加設置が可能な別の給紙装置300から、用紙が供給可能となっている。給紙トレイ40aの最上位の用紙が給紙され、その後曲げられることなく、ほぼ水平に真直ぐ搬送されるように、給紙トレイ40aの上部給紙面が配備してある。そのため厚い用紙、剛性の高い板紙でも確実に給紙できる。なお給紙トレイ40aには、多様な特性の用紙が収納されても確実に給紙できるよう、バキューム機構からなるエアー給紙を採用すると好都合である。
On the right side of the
A pair of
Note that the recording
記録体搬送路43Aの延長上に、前記第2の転写ステーションを通過した用紙を、記録体の搬送方向下流に備えた定着補助装置60における定着ニップまで、平面状態を保って搬送させるための、記録体移送手段50を備えている。記録体移送手段50は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト51を支持するローラ52、53、54、55、56を有し、搬送ベルト51の外側には、ローラ55に対向させて搬送ベルト用クリーニング装置50Aを備えている。
搬送ベルト51としては、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどが採用できる。表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。この搬送ベルト51の走行速度は、定着装置における記録体の走行速度と合わせてある。
In order to convey the sheet that has passed through the second transfer station on the extension of the recording
As the
次に、画像形成装置の片面記録時と両面記録時の動作について説明する。
まず、前記の画像形成装置100の構成において、用紙Pの片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に二種類あって、選択が可能となっている。二種類のうちの一つは、第1像担持ベルト21に担持させた画像を用紙Pの片面に直接転写する方法で、他の方法は、第2像担持ベルト31に担持させた画像を用紙Pの片面に直接転写する方法である。本実施形態では画像形成装置100の構成から、第1像担持ベルト21に担持させた画像を用紙Pの片面に直接転写する場合には、画像が用紙Pの上面に、第2像担持ベルト31に担持させた画像を用紙Pの片面に直接転写する場合には、画像が用紙Pの下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部75上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
Next, operations during single-sided recording and double-sided recording of the image forming apparatus will be described.
First, in the configuration of the
There are basically two types of single-sided recording methods that can be selected. One of the two types is a method in which an image carried on the first image carrying belt 21 is directly transferred to one side of the paper P, and the other method is an image carried on the second
以下に、最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第1像担持ベルト21に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。
画像形成装置100を稼動させると、第1像担持ベルト21と第1画像形成ユニット80Y〜80Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kが回動する。同時に第2像担持ベルト31が回動するが、第2画像形成ユニット81Y〜81Kにおける感光体1Y、1C、1M、1Kは第2像担持ベルト31と離間されるとともに不回転状態にされる。まず、画像形成ユニット80Yによる画像形成から開始される。LED(発光ダイオード)アレイと結像素子からなる露光装置の作動により、LEDから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置により一様帯電された感光体1Yの表面に照射されて静電潜像が形成される。
この静電潜像は現像ローラによりイエロートナーで現像され、可視像となり、1次転写ローラ22の転写作用により感光体1Yと同期して移動する第1像担持ベルト21上に静電的に1次転写される。このような潜像形成、現像、1次転写動作が感光体1C、1M、1K側でもタイミングをとって順次同様に行われる。
この結果、第1像担持ベルト21上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、第1像担持ベルト21とともに矢印の方向に移動される。
In the following, a method will be described in which an image is carried on the first image carrying belt 21 and then transferred onto a sheet so that the image order is recorded in order from the image data of the last page and the page order is aligned.
When the
This electrostatic latent image is developed with yellow toner by a developing roller, becomes a visible image, electrostatically on the first image carrying belt 21 that moves in synchronization with the
As a result, yellow, cyan, magenta, and black toner images are carried on the first image carrying belt 21 as sequentially overlapping full-color toner images, and are moved in the direction of the arrow together with the first image carrying belt 21. .
同時に給紙装置40のなかの給紙トレイ40aあるいは給紙カセット40b〜40dから、記録に使われる用紙Pがその供給のための給紙・分離手段41Aから41Dの一つにより繰り出され、搬送ローラ対42B、42Cにより記録体搬送路43Cに搬送される。用紙の先端がレジストローラ対45にくわえられない前に、ジョガー44は、用紙の搬送方向に対し両方の横方向から、用紙の両辺を押すように作動し、用紙横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対45は静止しており、用紙の先端はレジストローラ対45のニップに入り込んだ状態で静止するが、第1像担持ベルト21上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対45が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
At the same time, the paper P used for recording is fed out from the
第1像担持ベルト21上のこのフルカラートナー画像は、第1像担持ベルト21と同期して搬送される用紙Pの上面に、IHコイル48による転写作用を受けて、転写ローラ46を経由し転写される。その後、第1像担持ベルト21の表面が、ベルトクリーニング装置20Aによりクリーニングされる。次に用紙Pと支持ローラ34の分離は支持ローラ34の曲率による曲率分離により行われる。
This full-color toner image on the first image carrying belt 21 is transferred via the transfer roller 46 to the upper surface of the paper P conveyed in synchronization with the first image carrying belt 21 by the transfer action by the IH coil 48. Is done. Thereafter, the surface of the first image carrying belt 21 is cleaned by the
像担持ベルト21に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された用紙Pは、搬送装置50の搬送ベルト51により定着補助装置60に向け移送される。用紙Pが搬送ベルト51から分離され、定着補助装置60に送られる。
IHコイル48による熱転写・定着が不十分である場合には、用紙P上に重ねられていた各色のトナーが定着補助装置60の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。用紙の片面(上面)だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギは少なくてすむ。不図示の制御手段が画像に応じて定着補助装置60の使用する電力を最適に制御する。定着されたトナーも用紙上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり乱れたりする。この不具合を防止するため、冷却手段である冷却ローラ対70が作動し、トナーと用紙を冷却する。その後、排紙ローラ71により排紙スタック部75に、画像面が上向きとなって排紙される。排紙スタック部75では若い頁の記録物が順次上に重ねられるようにスタックされるよう、作像順序がプログラムされているので、頁順が揃う。排紙スタック部75は、排紙される用紙の増加に従って、下降するので、用紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの用紙を排紙スタック部75に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施するとか、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
The paper P onto which the toner image that has been superposed and carried on the image carrying belt 21 is transferred is transferred toward the fixing
When the thermal transfer / fixing by the IH coil 48 is insufficient, the toner of each color superimposed on the paper P is subjected to the fixing action by the heat of the fixing
用紙Pの片面に画像を形成させる他の方法では、第1の画像形成ユニット80Y〜80Kにおける画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なるが、基本的には前記の片面記録の工程と同じなので詳細を省く。
In another method for forming an image on one side of the paper P, image formation is not performed in the first
次に、前記の画像形成装置100の構成において、用紙Pの両面にフルカラー画像を形成する両面記録時の動作について説明する。
画像形成装置100に画像情報が入力され開始信号が入力されると、入力画像情報を基に作像を行う第1画像と第2画像の転写を実行する転写部を第1像担持体ユニット20と第2像担持体ユニット30から選択してから作像を開始する。今回、第1画像を第1像担持体ユニット20で第2画像を第2像担持体ユニット30で画像形成を行うこととする。
前記、片面記録の動作で説明した第1画像形成ユニット80Y、80C、80M、80Kで順次形成する各色ごとの第1画像を、第1像担持ベルト21に順次1次転写させ、第1画像として担持させる工程とほぼ平行して、第2画像形成ユニット81Y、81C、81M、81Kで順次形成する各色ごとの第2画像を第2像担持ベルト31に順次1次転写させ、第2画像として担持させる工程が行われる。用紙Pはレジストローラ対45で静止と再送が行われるので、その時間も見込んで給紙され、ジョガー44で整合される。レジストローラ対45は、タイミングをとって用紙Pを転写ローラ46と第2像担持ベルト31で構成された転写ステーションに搬送する。IHコイル48により転写ローラ46は加熱され、第1像担持ベルト21から転写ローラ46を経由し、用紙Pの片面(図では上面)に画像が転写される。また、転写の実行前には入力画像情報を基に転写条件(転写温度、転写圧)の制御がなされている。
これと同時に用紙Pには、第2像担持ベルト31にあらかじめ担持されているフルカラーの第2画像がIHコイル47により溶融され、一括して用紙Pの下面に転写される。
また、転写の実行前には入力画像情報を基に転写電流の制御がなされている。次に用紙Pと支持ローラ34の分離は支持ローラ34の曲率による曲率分離により行われる。
Next, the operation at the time of double-sided recording in which a full color image is formed on both sides of the paper P in the configuration of the
When image information is input to the
The first image for each color sequentially formed by the first
At the same time, the full-color second image previously carried on the second
Further, before execution of transfer, transfer current is controlled based on input image information. Next, the paper P and the
今回、第1画像を第1像担持体ユニット20で第2画像を第2像担持体ユニット30で画像形成を行ったが、画像情報の条件によっては第2画像を第1像担持体ユニット20で第1画像を第2像担持体ユニット30で画像形成する工程も存在する。詳細については、基本的には前記の工程と同じなので省く。
At this time, the first image is formed by the first
このようにして両面にフルカラートナー像が転写された用紙Pは、搬送ベルト51により定着補助装置60へと移送される。用紙Pはベルト51から分離され、定着補助装置60へと移送される。IHコイル47もしくは48による熱転写・定着が不十分である場合には、定着補助装置60の熱による定着処理を受け、用紙Pの両面のトナー画像が溶融、混合される。用紙Pは引き続いて冷却ローラ対を通過し、排紙ローラ71により排紙スタック部75上に排紙される。
複数の頁の用紙Pに両面記録する場合、紙スタック部75での用紙Pの頁順を揃えるため、転写後に備え付けられたスイッチバック機構(不図示)により、貢順が逆となった用紙Pの排出時の向きを修正される。このことにより紙スタック部75から取り出したときの記録物は頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御手段(不図示)により実行される。
ここでは、片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。
The sheet P having the full-color toner image transferred on both sides in this way is transferred to the fixing
When double-sided recording is performed on a plurality of pages of paper P, the paper P in which the order of contribution is reversed by a switchback mechanism (not shown) provided after the transfer in order to align the page order of the paper P in the
Here, an example in which full-color recording is executed regarding single-sided recording and double-sided recording operations has been described, but monochrome recording using only black toner is also possible.
以下に、本発明に係る実施例を、図面により詳細に説明する。
図2は、画像の第1面を形成する第1画像形成ユニットと第1像担持ユニットと画像の第2面を形成する第2画像形成ユニットと第2像担持ユニット、少なくとも1つ以上の、熱転写体と熱源(超音波発生装置、IH装置、サーマルヘッド)からなる熱転写ユニットを備えた画像形成装置を作製した例の部分拡大図である。本装置は紙への転写と定着を同時に行うことを特徴とし、第一と第二の熱転写・定着部を備え、トナーにより形成された紙上未定着画像を一度通過させるだけで紙上の両面に転写させることができ、入力画像情報(画像パターン、画像濃度、カラー・モノクロ等)により熱源の発熱駆動のON/OFFや加熱温度、熱転写・定着部のニップ圧を制御する機構を有する。また、本装置で使用する熱転写体とトナーは磁性体を含んでいる。
Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 illustrates a first image forming unit that forms a first surface of an image, a first image carrying unit, a second image forming unit that forms a second surface of an image, and a second image carrying unit, at least one or more, It is the elements on larger scale of the example which produced the image forming apparatus provided with the thermal transfer unit which consists of a thermal transfer body and a heat source (an ultrasonic generator, an IH apparatus, a thermal head). This device is characterized by the simultaneous transfer and fixing to the paper, and it has first and second thermal transfer / fixing sections that transfer the unfixed image on the paper formed with toner once to both sides of the paper. And a mechanism for controlling ON / OFF of the heat source drive of the heat source, the heating temperature, and the nip pressure of the thermal transfer / fixing unit according to input image information (image pattern, image density, color / monochrome, etc.). Further, the thermal transfer member and the toner used in this apparatus contain a magnetic material.
図2の装置に設置可能である熱源の超音波発生装置・IH装置・サーマルヘッドは、ハロゲンヒータのように空気層を介して赤外線により対象物を加熱するのではなく、対象物に直接接触しての加熱方式または対象物自体の発熱を促す加熱方式であるので、輻射による加熱方式に比べ加熱効率が良いので、本実施例による省エネルギー効果は明白である。また、消費エネルギーのロスが少ないことにより装置内の温度上昇が抑制されることも明白である。 The ultrasonic generator, IH device, and thermal head of the heat source that can be installed in the apparatus of FIG. 2 do not directly heat the object with infrared rays through an air layer like a halogen heater, but directly contact the object. Therefore, since the heating efficiency is better than the heating method using radiation, the energy saving effect of this embodiment is obvious. It is also clear that the temperature rise in the apparatus is suppressed by the loss of energy consumption.
本実施例では、図2(g)に示すような構成の画像形成装置により画像形成を行い、1000枚の定着両面画像を出力した。出力後、第一転写部の超音波発生装置と第二転写部のIH装置を取り出してみたところ、第一転写部の超音波発生装置にはトナーや紙粉付着による汚れが顕著であるのに対し、第二転写部のIH装置には殆ど汚れが確認されなかった。このことから、熱源を熱転写体内に設置することでトナー等の汚れから熱源を保護できることが明白となった。 In this embodiment, image formation was performed by an image forming apparatus having a configuration as shown in FIG. 2G, and 1000 fixed double-sided images were output. After output, when the ultrasonic generator of the first transfer unit and the IH device of the second transfer unit were taken out, the ultrasonic generator of the first transfer unit was markedly contaminated with toner and paper dust. On the other hand, almost no contamination was observed in the IH device of the second transfer portion. From this, it became clear that the heat source can be protected from dirt such as toner by installing the heat source in the thermal transfer body.
図3(a)は、トナー画像を一列のIH装置で熱転写・定着した結果を示したグラフである。実際にどの程度省エネルギー化ができるかを示したものである。同様に図3(b)は、複数列のIH装置で熱転写・定着した場合を示したものである。
本実施例では、図2(a)に示すような構成の画像形成装置により、図3(a)に示すようにトナー画像を熱転写体上に先頭から順に並べて形成し、このトナー画像を担持した熱転写体と紙を図2(a)の画像形成装置で熱転写・定着するものであるが、その際、図3(a)中に示すパルス積分波形のように、画像が無い部分がIH装置を通過する際にはIH装置への通電はOFF(0)の状態となっており、電力の損失は零である。これに対してIH装置の部分に図3(a)中のトナー画像が来た時にはIH装置にパルスが入り通電がON(1)となる。また、トナー画像が通過し終わるとオフとなる。従って、紙の1枚分全てに同一の通電をするのに比べ、本実施例のように画像間において通電を完全にオフにすることにより電力の節約ができることになる。さらに図2(a)の画像形成装置は表面と裏面の両方での電力の節約が見込まれ大幅な節電が期待される。実際、文章等の画像は文字行の間に行間(画像の無い部分)が必ず入るので、その画像行間の通電をオフにすることにより明らかな省エネルギーの達成が見込まれ、本実施例による省エネルギー効果は明白である。
FIG. 3A is a graph showing the result of thermal transfer / fixing of a toner image by a single row of IH devices. It shows how much energy can actually be saved. Similarly, FIG. 3B shows a case where thermal transfer / fixing is performed by a plurality of rows of IH devices.
In this embodiment, toner images are formed on the thermal transfer member in order from the top as shown in FIG. 3A by the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 2A, and this toner image is carried. The thermal transfer body and paper are thermally transferred and fixed by the image forming apparatus shown in FIG. 2A. At that time, the IH apparatus is used in the part where there is no image as shown in the pulse integral waveform shown in FIG. When passing, the energization to the IH device is OFF (0), and the power loss is zero. On the other hand, when the toner image in FIG. 3A comes to the IH device, a pulse is applied to the IH device and the energization is turned on (1). Further, the toner image is turned off when the toner image has passed. Therefore, compared with the case where the same energization is performed for all the sheets of paper, power can be saved by completely turning off the energization between images as in this embodiment. Further, the image forming apparatus of FIG. 2A is expected to save power on both the front surface and the back surface, so that significant power saving is expected. Actually, since an image such as a sentence always includes a line space (a portion without an image) between character lines, it is expected that clear energy saving can be achieved by turning off the energization between the image lines. Is obvious.
図4は、画像パターンにより熱源の発熱駆動をON/OFFした結果を示したグラフである。実際にトナー画像を走査型のサーマルヘッドで熱転写・定着して、どの程度省エネルギー化ができるかを示したものである。
本実施例では、図2(b)に示すような構成の画像形成装置により図4に示すようにトナー画像を熱転写体上に先頭から順に並べて形成し、このトナー画像を担持した熱転写体と紙を図2(b)の画像形成装置で熱転写・定着するものであるが、その際、図4中に示すパルス積分波形のように、サーマルヘッドが画像の無い部分を走査する際にはサーマルヘッドへの通電はOFF(0)の状態となっており、電力の損失は零である。これに対してサーマルヘッドが図4中のトナー画像の部分を走査する場合にはサーマルヘッドにパルスが入り通電がON(1)となる。また、トナー画像を走査し終わるとオフとなる。従って、紙の1枚分全てに同一の通電をするのに比べ、本実施例のように画像間において通電を完全にオフにすることにより電力の節約ができることになる。さらに図2(b)の画像形成装置は表面と裏面の両方での電力の節約が見込まれ大幅な節電が期待される。実際、文章等の画像は文字行の間に行間(画像の無い部分)が必ず入るので、その画像行間の通電をオフにすることにより明らかな省エネルギーの達成が見込まれ、本実施例による省エネルギー効果は明白である。
FIG. 4 is a graph showing the result of turning on / off the heat generation drive of the heat source according to the image pattern. It shows how much energy can be saved by actually transferring and fixing a toner image with a scanning thermal head.
In this embodiment, toner images are formed on the thermal transfer member in order from the top as shown in FIG. 4 by the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 2B, and the thermal transfer member carrying the toner image and paper 2B is thermally transferred and fixed by the image forming apparatus shown in FIG. 2B. At that time, when the thermal head scans a portion where there is no image as shown in the pulse integral waveform shown in FIG. The energization to is in an OFF (0) state, and the power loss is zero. On the other hand, when the thermal head scans the portion of the toner image in FIG. 4, a pulse is applied to the thermal head and energization is turned ON (1). When the toner image has been scanned, it is turned off. Therefore, compared with the case where the same energization is performed for all the sheets of paper, power can be saved by completely turning off the energization between images as in this embodiment. Further, the image forming apparatus of FIG. 2B is expected to save power on both the front surface and the back surface, and is expected to save significant power. Actually, since an image such as a sentence always includes a line space (a portion without an image) between character lines, it is expected that clear energy saving can be achieved by turning off the energization between the image lines. Is obvious.
図5は、トナー付着量により熱源の加熱温度を制御した結果を示したグラフである。実際にトナー画像を超音波装置で熱転写・定着して、どの程度省エネルギー化ができるかを示したものである。本実施例では、図2(f)に示すような構成の画像形成装置により、図5に示すようにカラートナー画像を熱転写体上に先頭から順に並べて形成し、このトナー画像を担持した熱転写体と紙を図2(f)の画像形成装置で熱転写・定着するものであるが、その際、図5中に示すパルス積分波形のように、トナー重ね量が少ない部分(1C部)が超音波発生装置を通過する際には超音波発生装置の加熱温度は低く設定され、電力の損失は温度制御がない場合と比較して少なくなる。これに対して超音波発生装置に図5中のトナー重ね量が多い部分(4C部)が来た時には超音波発生装置の設定温度が高く設定される。従って、紙の1枚分全てに同一の温度で加熱するのに比べ、本実施例のようにトナー付着量において加熱温度を制御することにより電力の節約ができることになる。
実際は本実施例のようなカラーやモノクロといったトナー付着量における温度制御に加え、画像濃度や絵柄/文字といったトナー付着量でも加熱温度制御を行うことで明らかな省エネルギーの達成が見込まれ、省エネルギー効果は明白である。さらにトナー付着量に対応させた定着温度を設定するので高品質の定着画像が得られる。
FIG. 5 is a graph showing a result of controlling the heating temperature of the heat source by the toner adhesion amount. It shows how much energy can be saved by actually transferring and fixing a toner image with an ultrasonic device. In this embodiment, a color toner image is formed on the thermal transfer member in order from the top as shown in FIG. 5 by the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 2F, and the thermal transfer member carrying the toner image is formed. 2 (f) is used for thermal transfer / fixing, and at that time, the portion where the toner overlap amount is small (1C portion) as shown in FIG. 5 is an ultrasonic wave. When passing through the generator, the heating temperature of the ultrasonic generator is set low, and the power loss is reduced compared to the case without temperature control. On the other hand, when a portion (4C portion) with a large amount of toner overlap in FIG. 5 comes to the ultrasonic generator, the set temperature of the ultrasonic generator is set high. Therefore, compared to heating all the sheets of paper at the same temperature, power can be saved by controlling the heating temperature in the toner adhesion amount as in this embodiment.
Actually, in addition to the temperature control for the toner adhesion amount such as color and monochrome as in the present embodiment, the heating temperature control is also performed for the toner adhesion amount such as the image density and the pattern / character. It is obvious. Furthermore, since the fixing temperature corresponding to the toner adhesion amount is set, a high-quality fixed image can be obtained.
図6は、光沢が異なる画像画像を超音波装置で熱転写・定着した結果を示したグラフである。実際にどの程度省エネルギー化ができるかを示したものである。本実施例では、図2(c)に示すような構成の画像形成装置により、図6に示すように光沢が異なる画像を熱転写体上に先頭から順に並べて形成し、このトナー画像を担持した熱転写体と紙を図2(c)の画像形成装置で熱転写・定着するものであるが、その際、図6中に示すパルス積分波形のように、画像光沢度が小さい部分が超音波発生装置を通過する際には、超音波発生装置の加熱温度は低く設定され、電力の損失は温度制御がない場合と比較して少なくなる。これに対して超音波発生装置に図6中の画像光沢度が高い部分が来た時には、超音波発生装置の設定温度が高く設定される。従って、紙の1枚分全てに同一の温度で加熱するのに比べ、本実施例のようにトナー付着量において加熱温度を制御することにより電力の節約ができることになる。さらに図2(c)の画像形成装置は表面と裏面の両方での電力の節約が見込まれ大幅な節電が期待される。画像光沢度に対応させた定着温度を設定するので高品質の定着画像が得られる。また、光沢度に対応させて加圧力を選択的に設定することで、より高品質の定着画像が得られる。さらに、図2(c)下流に、図1に示すような定着補助手段60を備えることにより、図2(c)の転写・定着部で定着温度や定着圧の不足が発生した場合には、加熱・加圧を行え、安定して高品質の定着画像が得られる。 FIG. 6 is a graph showing the result of thermal transfer and fixing of image images with different glossiness using an ultrasonic device. It shows how much energy can actually be saved. In this embodiment, the image forming apparatus configured as shown in FIG. 2C forms images with different glosses in order from the top on the thermal transfer member as shown in FIG. 6, and the thermal transfer carrying this toner image. The body and paper are thermally transferred and fixed by the image forming apparatus shown in FIG. 2C. At that time, as shown in the pulse integral waveform shown in FIG. When passing, the heating temperature of the ultrasonic generator is set low, and the loss of power is reduced compared to the case without temperature control. On the other hand, when a portion with high image glossiness in FIG. 6 comes to the ultrasonic generator, the set temperature of the ultrasonic generator is set high. Therefore, compared to heating all the sheets of paper at the same temperature, power can be saved by controlling the heating temperature in the toner adhesion amount as in this embodiment. Further, the image forming apparatus of FIG. 2C is expected to save power on both the front surface and the back surface and is expected to save a great amount of power. Since the fixing temperature corresponding to the image glossiness is set, a high-quality fixed image can be obtained. Further, by selectively setting the pressing force in accordance with the glossiness, a higher quality fixed image can be obtained. Further, by providing a fixing auxiliary means 60 as shown in FIG. 1 downstream of FIG. 2C, when a shortage of fixing temperature or fixing pressure occurs in the transfer / fixing section of FIG. Heating and pressurization can be performed, and high-quality fixed images can be obtained stably.
図7は、記録材の表面と裏面の画像部の重なりにより熱源の加熱温度を制御した結果を示したグラフである。表面と裏面の画像部が重なる部分Yは、記録材の表面と裏面が同時に加熱されるため、加熱温度は画像部が重ならない部分Xに比べ選択的に低く設定され、電力の節約ができ、省エネルギー効果が得られる。 FIG. 7 is a graph showing the result of controlling the heating temperature of the heat source by overlapping the image portions on the front and back surfaces of the recording material. In the portion Y where the front and back image portions overlap, the front and back surfaces of the recording material are heated at the same time. Therefore, the heating temperature is selectively set lower than the portion X where the image portions do not overlap, thereby saving power. Energy saving effect is obtained.
図8は、画像重ねにより熱源の加熱温度を制御した結果を示したグラフである。実際にトナー画像を複数列のIH装置で熱転写・定着して、どの程度省エネルギー化ができるかを示したものである。本実施例では、図2(d)に示すような構成の画像形成装置により図8に示すように表面と裏面のトナー画像を熱転写体上に形成し、このトナー画像を担持した熱転写体を図2(d)の画像形成装置で熱転写・定着するものであるが、その際、図8中に示すパルス積分波形のように、表面と裏面のトナー画像が重なる部分がIH装置を通過する際にはIH装置の加熱温度は低下させた状態となっており、消費電力が抑制される。従って、紙の1枚分全てに同一の通電をするのに比べ、本実施例のようにトナー画像が重なる部分において加熱温度を低下させることにより電力の節約ができることになる。さらに図2(d)の画像形成装置は表面と裏面の両方での電力の節約が見込まれ、大幅な省エネルギー効果は明白である。 FIG. 8 is a graph showing the result of controlling the heating temperature of the heat source by overlapping images. It shows how much energy can be saved by actually transferring and fixing a toner image with a plurality of rows of IH devices. In this embodiment, as shown in FIG. 8, a toner image on the front surface and the back surface is formed on the thermal transfer member as shown in FIG. 8 by the image forming apparatus configured as shown in FIG. 2D, and the thermal transfer member carrying the toner image is shown in FIG. The image forming apparatus 2 (d) performs thermal transfer / fixing. At that time, as shown in the pulse integral waveform shown in FIG. 8, when the overlapping portion of the toner images on the front and back surfaces passes through the IH apparatus. Is in a state where the heating temperature of the IH device is lowered, and power consumption is suppressed. Therefore, as compared with the case where the same energization is performed for all the sheets of paper, the heating temperature can be reduced at the portion where the toner images overlap as in this embodiment, so that power can be saved. Furthermore, the image forming apparatus of FIG. 2D is expected to save power on both the front surface and the back surface, and a significant energy saving effect is obvious.
1 感光体
20 第1像担持体ユニット
20A 第1像担持ベルト用クリーニング装置
21 第1像担持ベルト
22 1次転写ローラ
23〜29 ベルト支持ローラ
30 第2像担持体ユニット
30A 第2像担持ベルト用クリーニング装置
31 第2像担持ベルト
32 第2像担持体ユニット用1次転写ローラ
33〜38 第2像担持ベルト支持用ローラ
40 給紙装置
40a 上部の給紙装置(トレイ)
40b〜40d 給紙カセット
41A〜41D 給紙・分離手段
42A〜42C 搬送ローラ対
43A〜43C 記録体搬送路
44 ジョガー
45 レジストローラ対
46 転写ローラ(熱転写体)
47、48 IHコイル(熱源)
50 記録体移送装手段
50A 搬送ベルト用クリーニング装置
51 搬送ベルト
52〜56 搬送ベルト支持用ローラ
60 定着補助装置
70 冷却ローラ対
71 排紙ローラ対
75 排紙スタック部
80 第1画像形成ユニット
81 第2画像形成ユニット
85 トナーカートリッジ収納部
86 トナーカートリッジ
87 廃トナー回収部
90 操作・表示部(ユニット)
95 電装・制御装置
100 画像形成装置
200 画像読取装置
300 追加設置が可能な給紙装置
F ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
40b to 40d
47, 48 IH coil (heat source)
50 Recording medium transporting means 50A Conveyor
95 Electrical Equipment /
Claims (22)
複数の像担持体のそれぞれに記録材の第1面の入力画像情報に応じて第1トナー画像を形成する第1画像形成ユニットと、無端移動する像担持ベルト上に第1トナー画像を担持する第1像担持ベルトからなる第1像担持ユニットと、
複数の像担持体のそれぞれに記録材の第2面の入力画像情報に応じて第2トナー画像を形成する第2画像形成ユニットと、無端移動する像担持ベルト上に第2トナー画像を担持する第2像担持ベルトからなる第2像担持ユニットと、
少なくとも1つ以上の、熱転写体と熱源からなる熱転写ユニットと、
熱転写体から記録材上にトナー画像を転写する転写部で熱転写体に対向して位置する対向ローラとを備える画像形成装置であって、
前記熱転写ユニットは、前記熱転写体が前記熱源により発熱された後、前記像担持ベルトからトナー像を転写され、その熱転写体上に転写されたトナーは前記熱転写体が前記熱源によりさらに加熱された後、記録材への熱転写と定着が同時になされ、
記録材の表面と裏面の入力画像情報に応じて、前記熱源の発熱駆動を選択的にON/OFFすることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image carriers;
A first image forming unit for forming a first toner image in accordance with input image information on the first surface of the recording material on each of a plurality of image carriers, and a first toner image on an endlessly moving image carrier belt A first image carrying unit comprising a first image carrying belt;
A second image forming unit for forming a second toner image in accordance with input image information on the second surface of the recording material on each of the plurality of image carriers, and a second toner image on an endlessly moving image carrier belt A second image carrying unit comprising a second image carrying belt;
At least one thermal transfer unit comprising a thermal transfer body and a heat source;
An image forming apparatus comprising: a transfer unit that transfers a toner image from a thermal transfer member onto a recording material; and an opposing roller that faces the thermal transfer member,
The thermal transfer unit is configured to transfer a toner image from the image bearing belt after the thermal transfer member is heated by the heat source, and to transfer the toner onto the thermal transfer member after the thermal transfer member is further heated by the heat source. , Thermal transfer to the recording material and fixing are done simultaneously,
An image forming apparatus, wherein the heat source drive of the heat source is selectively turned on / off according to input image information on the front and back surfaces of the recording material.
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