JP2007192930A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追装可能な定着器を切り替えても全体としての消費電力を抑えることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録材４上に未定着トナー像を形成する画像形成ユニット１と、未定着トナー像が形成された記録材４をニップ搬送しながら定着する定着部材２ａを有し、画像形成ユニット１に交換可能に設けられ且つ定着速度に応じて消費電力が変化可能な定着器２と、定着器２装着時に前記定着部材２ａの定着ニップ域の記録材搬送方向と直交する方向の定着幅に応じて当該定着部材２ａの定着速度を所定の値に設定する速度設定手段３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を用いて記録材上にトナー像を形成する画像形成装置に係り、特に、追装可能な定着器を有する画像形成装置の改良に関する。

従来より、電子写真方式等を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、記録材上に中間転写方式又は直接転写方式にて形成担持された未定着トナー像を永久画像とするための定着法として、加熱加圧ロール方式の定着器が広く用いられてきた。
この加熱加圧ロール方式としては、加熱ロール（定着ロール）と加圧ロールとの圧接ロール対を互いに回転させて、未定着トナー像が担持された記録材をロール対の相互圧接部である定着ニップ域に通過させるようにして、トナー像を記録材上に熱圧定着させるようにしたものである。

また、このような電子写真方式による画像形成装置を用いてデジタル画像を写真プリントと同様の仕上げで出力する方式が、近年多数提案されている。このような技術においては、銀塩写真と同様の表面光沢性を確保するため、定着ベルトを用いた専用の定着器が用いられる。
一方、通常の文字出力を行う場合、文字出力画像の視認性を上げるためには光沢の高い画像より却って光沢の低い画像の方が好ましい。そのため、写真プリントだけでなく、従来の文字主体の出力を併用して行う場合には、低光沢な画像として定着する通常の加熱加圧方式の定着器と、高光沢な画像として定着する定着ベルト方式の定着器の二つの定着器を必要に応じて使い分けるようにした技術も提示されている（特許文献１参照）。
しかしながら、このような方式では、二つの定着器を用いることから画像形成装置自体が大型化したり、消費電力が大きくなる懸念がある。

特開２００４−１５１２０３号公報（第１の実施形態、図２）

また、通常の文字もの主体のプリントと写真プリントとを行う場合には、どちらかというと写真プリントをまとめて行うことが予想されることから、１つの画像形成装置で定着器を交換可能にする方式が想定される。
一方、写真プリントでは、例えばＬ判、Ａ４判等のサイズ毎に定着幅が大きく異なったり、縁なしプリントとするために定着後の画像を断裁することもなされる。このような方式では、画像形成部（画像形成ユニットに相当）と定着器とを分け、定着幅の異なる複数の専用定着器を切り替えて画像形成部と組み合わせることで、適正な写真プリントを実現することができ、装置の小型化も可能になる。

しかしながら、定着幅の異なる定着器の定着速度を同様にすると、定着幅の大きい定着器では、定着に必要な加熱部の幅が広いことから定着幅の狭い定着器に比べ消費電力が大きくなる。一般に、このような定着器を追装する方式では、画像形成部側に電源回路を有していることが多く、この電源の容量としては最大容量をカバーできる設計が採られる。したがって、定着幅が異なる定着器が追装されてもよいように、最大消費電力に合わせた電源が確保され、勢い、電源回路自体の大きさも大きくなっている。更には、通常の商用電源では、ＡＣ１００Ｖにて１本の電源ケーブル、１個の電源コンセント当たり１．５ｋＶＡとなっていることが多く、これを超えると電源ケーブル自体を増やすことも必要となる。

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、追装可能な定着器を切り替えても全体としての消費電力を抑えることが可能な画像形成装置を提供するものである。

以上のような課題に対し、本件発明者らは、特に定着ベルトを使用した定着器では、定着ベルトの速度を変えることで消費電力が大きく変わることに着目し、本願発明を見出すに至った。
すなわち、本発明は、図１に示すように、記録材４上に未定着トナー像を形成する画像形成ユニット１と、未定着トナー像が形成された記録材４をニップ搬送しながら定着する定着部材２ａを有し、画像形成ユニット１に交換可能に設けられ且つ定着速度に応じて消費電力が変化可能な定着器２と、定着器２装着時に前記定着部材２ａの定着ニップ域の記録材搬送方向と直交する方向の定着幅に応じて当該定着部材２ａの定着速度を所定の値に設定する速度設定手段３とを備えることを特徴とするものである。

このような技術的手段において、画像形成ユニット１は、記録材４上に未定着トナー像が形成できればその方式は特に限定されず、電子写真方式や静電記録方式の態様が挙げられる。
また、定着器２は画像形成ユニット１に交換可能であればよく、画像形成ユニット１に隣接して交換可能に設けられる態様の他、画像形成ユニット１内に交換可能に設けられる態様であってもよいが、定着器２の交換を容易にする観点から、画像形成ユニット１に隣接して設ける方が好ましい。更に、定着器２としては、定着速度に応じて消費電量が変化可能であればその種類は特に限定されない。
そして、速度設定手段３は、通常、画像形成ユニット１内に配設されるが、画像形成ユニット１以外に設けられる態様であっても、交換可能に設けられる定着器２内の定着部材２ａの定着速度を設定できるものであれば差し支えない。
このように、定着器２内の定着部材２ａの定着速度を所定の値に設定することで、定着器２側での消費電力を小さくでき、画像形成装置全体としての電力を所定の値の範囲内に抑えることが可能になる。

本発明の定着器２としては、定着ニップ域を形成し、記録材４をニップ搬送できるものであれば特に限定されないが、特に、写真画像のような高光沢画像をプリントしようとする観点から、熱源を有する定着ロールと、定着ロールに張架されて循環移動する定着ベルトと、定着ロールとの間で定着ベルトを挟んで定着ニップ域を形成する加圧ロールと、定着ニップ域の下流側にて定着ベルト裏面に接触して当該定着ベルトを冷却する冷却器とを備えることが好ましい。

また、本発明の速度設定手段３は、定着器２以外のデバイスで消費される電力量に基づいて定着速度を設定することが好ましく、これによれば、定着器２以外のデバイスで消費される電力量と、定着器２で消費される電力量との全体の消費電力を抑えることができるようになり、例えば全体の容量を１．５ｋＶＡに抑えるようにすれば、電源ケーブルも１本で済ますようにすることが可能になる。仮に、画像形成ユニット１に交換可能に設けられる定着器２の電力量が大きく、全体で１．５ｋＶＡを超えるようになると、電源ケーブルを増やすなどの問題が発生するようになる。尚、「デバイス」とは、定着器２以外のデバイスを意味し、本件の画像形成装置を構成する画像形成ユニット１や他の後処理デバイス（例えば後述する断裁ユニット）等を含む趣旨である。

更に、速度設定手段３は、定着器２以外のデバイスで消費される電力量に基づいて許容される速い定着速度を選択することが好ましく、このように、許容される速い定着速度を選択するようにすれば、より高速の画像形成を維持することができるようになる。

また、本発明では、画像形成ユニット１に当該画像形成ユニット１に交換可能に設けられる定着器２以外の既設の定着器を備えるようにすることが好ましく、これによれば、画像形成ユニット１内の既設の定着器で定着を行うことも、交換可能に設けられた定着器２側で定着を行うことも、更には、画像形成ユニット１側の既設の定着器で一旦定着を行った後、再度定着器２にて定着を行うようにすることも可能になり、要求される画像品質に合った定着を行うこともできるようになり、定着のラチチュードを広げることができるようになる。

更に、定着器２の下流側には、当該定着器２に着脱自在に設けられ且つ定着後の記録材４を断裁可能な断裁ユニットを設けるようにすれば、特に、縁なし画像が要求される写真プリントを容易に作製することができるようになる。このとき、断裁ユニットでの消費電力も定着器２の定着速度に関係することは云うまでもない。

本発明によれば、記録材上に未定着トナー像を形成する画像形成ユニットと、未定着トナー像が形成された記録材をニップ搬送しながら定着する定着部材を有し、画像形成ユニットに交換可能に設けられ且つ定着速度に応じて消費電力が変化可能な定着器と、定着器装着時に定着部材の定着ニップ域の記録材搬送方向と直交する方向の定着幅に応じて当該定着部材の定着速度を所定の値に設定する速度設定手段とを備えたので、定着幅が異なる定着器が使用されても、全体の消費電力を所定の値以下に収めることができるようになり、例えば電源容量を増やすなどの不要な大型化、コストアップを防ぐことが可能になる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、本発明が適用されたカラー画像形成装置の実施の形態１を示す。同図において、本実施の形態の画像形成装置は、記録材としての用紙上に未定着カラートナー像を形成可能な画像形成ユニット１０と、画像形成ユニット１０の下流側に隣接して着脱自在に設けられた定着ユニット（定着器５１が外装ケース内に収容されているユニット）５０と、定着ユニット５０の下流側に隣接して着脱自在に設けられた後処理デバイスとしての断裁ユニット（断裁機６１が外装ケース内に収容されているユニット）６０とを直列に接続したものとなっている。

本実施の形態の画像形成ユニット１０は、画像形成ユニット１０内の上方に配置された作像エンジン２０と、作像エンジン２０の下方に配置された用紙を供給する多段の給紙カセット１１〜１３を引き出し可能に収容したものとなっている。

本実施の形態で用いられる作像エンジン２０は、例えば電子写真方式を採用したものであって、例えばイエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）及びブラック（Ｋ色）の４色の各色トナー像を順次感光体２１に形成すると共に夫々中間転写ベルト３０の１周回毎に各色トナー像を転写させ、中間転写ベルト３０上で多重化した後、給紙カセット１１〜１３から搬送された用紙上に一括転写する所謂４サイクル方式のカラー画像形成方式が採られている。尚、４色の配色はこれに限らず、他の色であってもよいし、この順番も適宜選択されるようにしてもよい。更には、４色に限らず、例えば透明トナーや特色トナー等を含めた５色以上であっても差し支えない。

また、感光体２１の周囲には、感光体２１を帯電するコロトロン等の帯電器２２、帯電された感光体２１に潜像を形成するレーザスキャナ等の露光器２３、感光体２１上の静電潜像を顕像化する４色のロータリ型現像器２４（２４ａ〜２４ｄ）、感光体２１上の各色トナー像を中間転写ベルト３０上に一次転写する例えば一次転写ロール等の一次転写器２５、感光体２１上に残留した残留トナーを清掃する感光体クリーナー２６、感光体２１上を除電する除電器２７が配設されている。尚、一次転写器２５には、感光体２１との間で所定の転写電界が印加されるようになっている。
そして、画像形成ユニット１０内の作像エンジン２０の上方には、夫々の現像器２４ａ〜２４ｄにトナーを供給する４色のトナーボックス２８（２８ａ〜２８ｄ）が設けられ、図示外の搬送経路を介して夫々の色に対応した現像器２４にトナーを供給するようになっている。

また、中間転写ベルト３０は、複数の張架ロール３１〜３３に張架され、例えば張架ロール３１を駆動ロールとして循環搬送されるものであり、例えば二次転写ロールからなる二次転写器３４が張架ロール３３をバックアップロールとして対向配置され、二次転写器３４とバックアップロール３３との間には所定の転写電界が印加されるようになっている。
更に、この中間転写ベルト３０の張架ロール３１と対向する位置には、中間転写ベルト３０上の残留トナーを除去するベルトクリーナー３５が中間転写ベルト３０に対してリトラクト可能に設けられ、所定のタイミングで中間転写ベルト３０上の残留トナーを除去するようになっている。

更に、本実施の形態における用紙搬送系は次のようになっている。夫々の給紙カセット１１〜１３からピックアップロールによって送り出された用紙は、フィードロールとリタードロールの作用によって捌かれ、１枚の用紙のみが搬送路１４中へ搬送されるようになっている。また、搬送路１４中には、給紙カセット１１〜１３から搬送された用紙を二次転写器３４に入る前に位置決め規制するレジストロール３６、二次転写器３４によって未定着トナー像が転写された用紙を搬送する搬送ベルト３７、画像形成ユニット１０から定着ユニット５０側へ用紙を排出する排出ロール３８等が設けられている。尚、図中符号３９は画像形成ユニット１０に用紙を手差し供給する手差しトレイである。
そして、本実施の形態では、画像形成ユニット１０の中に、装着された定着ユニット５０内の定着器５１の定着幅に応じて定着速度を設定する速度設定手段としての速度設定装置４０が設けられている。

また、本実施の形態における定着器５１は、画像形成ユニット１０の排出ロール３８によって画像形成ユニット１０から排出された用紙を定着するようになっている。
定着器５１は、図３に示すように、定着ロール５２と、この定着ロール５２に対向して配置される加圧ロール５３と、定着ロール５２と加圧ロール５３との間に挟持搬送され、定着ロール５２に一端を張架されながら循環移動する定着ベルト５４と、定着ロール５２の下流側にて定着ベルト５４の裏面に接して設けられ、定着ベルト５４を冷却する冷却器５７とを備えている。

定着ロール５２は、ステンレスやアルミニウム等の熱伝導性の高い金属製のコア５２ａの周囲にＰＦＡチューブ等からなる離型層（図示せず）が形成された構成となっており、コア５２ａ内部にはハロゲンランプ等の加熱源５８が設けられ、この加熱源５８によって定着ロール５２表面が所定の温度になるように加熱制御されている。

一方、加圧ロール５３は、定着ロール５２同様、熱伝導性の高い金属製のコア５３ａの周囲にシリコーンゴム等の弾性層５３ｂが被覆されており、弾性層５３ｂの表面には、前記定着ロール５２の離型層と同様の離型層（図示せず）が形成されている。また、本実施の形態では、この加圧ロール５３のコア５３ａの内部にもハロゲンランプ等の加熱源５９が設けられ、加圧ロール５３の表面が所定の温度になるように加熱制御されている。そのため、この定着器５１に搬送された用紙は、定着ロール５２と加圧ロール５３とのニップ域にて、トナー像面が定着ベルト５４に接した状態で加熱・加圧されるようになる。

また、定着ベルト５４は、例えば熱硬化型ポリイミド樹脂製の無端状フィルムの表面にフッ素ゴムやシリコーンゴム等の平滑性の高い被覆層が形成されたものとなっており、定着ロール５２、剥離ロール５５、ステアリングロール５６に張架され、定着ロール５２の回転によって循環できるようになっている。
そして、定着ベルト５４の基材及び被覆層としては、機械的強度を保ち、熱エネルギーを有効的に活用するために、７５μｍ程度の基材上に３５μｍ程度の被覆層が形成されたものとなっている。

更に、剥離ロール５５は、定着ベルト５４の移動に従動して回転し、この剥離ロール５５が定着ベルト５４を巻き付けながら張架することで、定着ベルト５４の移動方向が剥離ロール５５位置で急激に変化するようになり、定着ベルト５４上の用紙はこの位置で用紙自体の剛性によって自然に定着ベルト５４から剥離されるようになる。また、ステアリングロール５６は、定着ベルト５４自体を常時緊張させるようにしたものであり、定着ベルト５４を外方に押圧することで緊張を維持させ、定着ベルト５４が循環移動したときに生じる偏り（定着ベルト５４がステアリングロール５６のいずれかの軸端部方向へ移動する現象）を修正するため設けられている。

更に、冷却器５７は、定着ロール５２と剥離ロール５５との間の定着ベルト５４裏面に接して設けられ、定着ベルト５４を冷却することで定着ベルト５４に接して搬送される用紙を冷却するようになっている。本例の冷却器５７は、定着ベルト５４裏面に沿った面から略垂直方向に延びた多数の放熱フィン５７ａと、これらの放熱フィン５７ａを覆うように設けられたカバー５７ｂとで筒状に構成され、図示外の送風ブロアによって内部に風を送ることで放熱フィン５７ａからの放熱を促進させるようにしたものである。

また、本実施の形態では、図２に示すように、定着ユニット５０の下流側に、後処理装置としての断裁ユニット６０が装着されている。
断裁ユニット６０内の断裁機６１は、例えば写真画像の場合に縁なしプリントを作製することができるように、定着後の用紙の４辺を断裁することを可能としたものであり、この断裁機６１の下流側には、断裁ユニット６０の外装側壁に設けられ、断裁を終えた用紙を収容する排出トレイ６７へ断裁された用紙を排出する排出ロール６６が設けられている。尚、断裁ユニット６０内の断裁機６１の下方には、断裁によってカットされた不要用紙を収容する収容ボックス（図示せず）が設けられている。

また、断裁機６１は、図４（ａ）に示すように、用紙の幅方向を切断するためのスリッター６２と、用紙の送り方向長さを切断するための複数のサーキュラーカッター６３（６３ａ，６３ｂ）と、用紙を搬送するための複数の搬送ロール６４（６４ａ，６４ｂ）とを備えている。スリッター６２は、軸方向に必要な切断数に合わせた刃数を有し、用紙を搬送しながら送り方向に断裁するようになっている。また、サーキュラーカッター６３は、用紙の搬送を一旦停止し、下刃に沿って上刃のローリングカッターを移動させることで断裁するようになっている。
一方、図４（ｂ）は（ａ）を断面から見た図となっている。
ここで、サーキュラーカッター６３としては、例えば軸方向にローラーカッターを設けるようにして、用紙を搬送しながら断裁するようにしても差し支えない。

また、断裁機６１では、図のように用紙を４枚に断裁する機能のみではなく、例えばはがきサイズの用紙（１００×１５０ｍｍ）に１枚のＬ判サイズの画像をプリントし、断裁機６１によって縁なしプリントに仕上げることも可能である。更に、Ａ４判サイズの用紙に４枚の画像をプリントすることと、任意枚数のはがきサイズの用紙に１枚ずつの画像をプリントすることを組み合わせることで、任意枚数のＬ判サイズのデジカメ写真を得ることができる。更にまた、スリッター６２の刃の幅方向位置を可変とすることで、四つ切り、六つ切り、八つ切りなど、様々なサイズに断裁することも可能となる。

次に、本実施の形態における速度設定装置４０でのフローを、図２を併用しながら説明する。
本実施の形態では、例えば画像形成装置の電源投入時に図５に示すフローに従って制御がなされ、定着器５１の速度（定着速度）が設定される。
先ず、画像形成ユニット１０に定着ユニット５０が装着されているかどうかが確認され、定着ユニット５０の装着が確認されると同時に定着器５１の定着幅も確認されるようになる（ステップＳ１）。このとき、定着幅は、定着ユニット５０が装着されると自動的にその定着幅を確認するようにしてもよいし、例えばＵＩ（User Interface）画面等から定着幅を手動で入力するようにしてもよい。
定着ユニット５０の装着が確認されると、断裁ユニット６０が装着されているかどうかが確認される（ステップＳ２）。この断裁ユニット６０の装着の有無も定着ユニット５０の装着の有無と同様に行うようにしてもよい。

そして、定着ユニット５０、断裁ユニット６０の有無によって、例えば定着ユニット５０が装着されていなければそのままフローを終え、定着ユニット５０と断裁ユニット６０とが共に装着されていれば、画像形成ユニット１０と断裁ユニット６０との所要電力が算出され（ステップＳ３）、断裁ユニット６０が装着されない場合には、画像形成ユニット１０の所要電力が算出される（ステップＳ４）。
次に、これらの算出された所要電力を下に、定着ユニット５０に許容される許容電力が算出される（ステップＳ５，６）。このとき、例えば全体の電力を１．５ｋＶＡ内に収めようとすれば、１．５ｋＶＡから所要電力をマイナスした分が許容電力となる。

そして、この算出された許容電力の範囲内で、事前に実験等によって求められた定着速度と消費電力との関係の数値テーブルを参考にして、装着された定着ユニット５０の定着器５１の定着幅に合った速度設定が行われる（ステップＳ７）。

次に、このような画像形成装置における作動について、図２〜４を基に説明する。
図２に示すように、給紙カセット１１〜１３から搬送された用紙はレジストロール３６で位置決め規制された後、用紙上に中間転写ベルト３０上で多重化された多重トナー像が二次転写器３４によって転写され、この未定着トナー像が転写された用紙が定着ユニット５０に搬送される。
定着ユニット５０内の定着器５１では、未定着トナー像面が定着ベルト５４に接触した状態で、定着ロール５２と加圧ロール５３との定着ニップ域で十分加熱加圧された後、トナー像面を定着ベルト５４に接触させたまま定着ベルト５４の移動と共に移動する。そして、用紙は、冷却器５７によって冷却された後、剥離ロール５５の剥離作用によって定着ベルト５４から剥離される。そのため、トナー像面は、定着ベルト５４の表面が写し取られるようになり、平滑で高光沢な画像が得られるようになる。尚、このとき、使用する用紙として、基材上に熱可塑性樹脂層が形成された用紙を用いるようにすれば、定着時に、この熱可塑性樹脂層にトナー像を埋め込むことも可能になり、写真画像のような高光沢仕上げを実現することができるようになる。

そして、トナー像の定着を終えた用紙は、断裁ユニット６０の断裁機６１によって必要な断裁が行われ、所定のサイズの画像プリントが作製されるようになる。

特に、本実施の形態では、図５に示すフローのように、装着される定着ユニット５０の定着幅に応じて、定着速度を設定するようにしたので、異なる定着幅の定着器５１を有する定着ユニット５０を装着するようにしても装置全体としての消費電力を所定の値以下に収めることができ、例えば電源の大きさを不要に大きくする必要もなく、また、電源ケーブルを増やすようなこともしなくてよいようになる。
尚、定着速度と、これより上流側の用紙搬送速度との整合は、例えば画像形成ユニット１０の排出ロール３８の速度を装着される定着ユニット５０の定着幅に応じて変化させるようにしてもよいし、例えばトルクリミッタを用いて速度変動を吸収させるようにしてもよい。更には、排出ロール３８と定着ユニット５０（具体的には定着器５１）との間でバイパス等により用紙の搬送距離を稼ぐようにして速度差を吸収するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、所謂４サイクル方式の画像形成装置を示したが、これに限らず、１色のトナー像のみが形成される感光体を中間転写ベルト上に並列配置させる、所謂タンデム方式の画像形成装置とするようにしてもよく、この場合も同様の効果を奏することは云うまでもない。
更に、本実施の形態では、定着ユニット５０と断裁ユニット６０とを個別のユニットとしたが、１つのユニット内に定着器５１と断裁機６１とを備えるようにしてもよい。

ここで、図６は、本実施の形態の変形例を示すもので、上述した定着ユニット５０の定着器５１を画像形成ユニット１０内に交換可能に設けた構成を示すものであり、定着器５１が収容された定着ユニット５０’（例えば定着器５１をサブフレーム等にて支持した構成のもの）が、画像形成ユニット１０に交換収容できるようになっている。
この場合、画像形成ユニット１０には、初めから定着ユニット５０’が収容される空間凹部を有し、この空間凹部に所定の定着幅を持った定着ユニット５０’を装着することで、定着がなされるようになる。
このような構成によれば、上述した本実施の形態より小型の画像形成装置を構築することも可能であり、実施の形態同様の効果を奏することは云うまでもない。

更に、図７は、本実施の形態の変形例として、画像形成ユニット１０と定着ユニット７０（上述した定着ユニット５０と略同様に構成されるが定着器５１とのレイアウトが異なる）との間の用紙搬送速度を整合させる方式の一例を示すもので、画像形成ユニット１０内の搬送ベルト３７と排出ロール３８との間に反転機構１００が設けられている。また、用紙を反転させることから、定着ユニット７０内の定着器７１は、上述した定着器５１とは上下が逆になった構成となっている。
本例の定着器７１は、定着ロール７２と加圧ロール７３とが加圧ロール７３を上にして配置され、定着ベルト７４は用紙搬送面を上向きにして、定着ロール７２、剥離ロール７５、ステアリングロール７６に張架されて循環移動するようになっている。また、定着ベルト７４の裏面に接して冷却器７７が設けられている。

また、図８は、本例の反転機構１００を示すもので、用紙搬送方向の上流側に設けられた搬送ロール１０１を通過した用紙は、斜め下方の用紙搬送路１１１から略鉛直方向に下降する垂直搬送路１１２に搬送される。用紙が所定の長さ分搬送された後に、搬送ロール１０３，１０４の回転動作が反転し、用紙は垂直搬送路１１２を上昇し、切替ガイド１０５によって排出ロール３８側へ向かう用紙搬送路１１３に搬送されるようになる。そのため、排出ロール３８の速度を定着器７１の速度に合わせることで、プロセス速度に拘わらず定着速度を可変設定するようにしても、何ら支障を生じることがない。
そのため、画像形成ユニット１０で形成されたトナー像面は、定着ユニット７０ではトナー像面を下方にして定着がなされるようになる。
更に、本例では、排出ロール３８の上流側に反転機構１００を設ける構成を示したが、例えば排出ロール３８の下流側に反転機構１００を設けるようにしてもよく、この場合、反転された用紙を定着器７１に直接搬送するようにしてもよい。
そして、このような反転機構１００を用いる場合、用紙上の未定着トナー像を傷つけないように、各種搬送ロール１０１〜１０４や排出ロール３８が、例えば用紙の非画像部にのみ接触するように構成されていることは云うまでもない。

◎実施の形態２
図９は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態２を示す。本実施の形態の画像形成装置は、実施の形態１と異なり、画像形成ユニット１０内自体にも既設の定着器４６を備えている点と、用紙の両面プリントが可能な点が異なるものとなっている。尚、実施の形態１と同様の構成要素には同様の符号を付し、ここではその詳細な説明は省略する。

本実施の形態における用紙搬送系は次のようになっている。夫々の給紙カセット１１〜１３からピックアップロールによって送り出された用紙は、フィードロールとリタードロールの作用によって捌かれ、１枚の用紙のみが搬送路（主搬送路）１４中へ搬送されるようになっている。また、主搬送路１４中には、給紙カセット１１〜１３から搬送された用紙を二次転写器３４に入る前に位置決め規制するレジストロール３６、二次転写器３４によって未定着トナー像が転写された用紙を搬送する搬送ベルト３７、画像形成ユニット１０から定着ユニット５０側へ用紙を排出する排出ロール３８等が設けられ、特に搬送ベルト３７と排出ロール３８の間には、用紙上の未定着トナー像を定着する定着器４６が設けられている。
更に、排出ロール３８の下流側には画像形成ユニット１０内を略垂直に下降する退避搬送路１５が設けられ、この退避搬送路１５の途中から主搬送路１４に繋がる反転搬送路１６が画像形成ユニット１０の内部で略水平方向に延びて設けられている。

本実施の形態における定着器４６は、通常の加熱加圧方式が採用され、加熱ロール４７と加圧ロール４８とのニップ域によって定着が行われるようになっている。尚、本実施の形態では、加熱ロール４７及び加圧ロール４８は、内部にハロゲンランプ等の加熱源を備え、所定の温度になるように制御されている。

そして、本実施の形態における速度設定装置４０は、実施の形態１と略同様に構成され、図５に示すフローと同様、装着される定着ユニット５０の定着器５１の定着幅に応じてこの定着器５１の定着速度が設定されるようになっている。

次に、本実施の形態における作動について説明する。
図９に示すように、給紙カセット１１〜１３から搬送された用紙はレジストロール３６で位置決め規制された後、用紙上に中間転写ベルト３０上で多重化された多重トナー像が二次転写器３４によって転写され、この未定着トナー像が転写された用紙が定着器４６にて一旦定着される。
一旦定着を終えた用紙は、定着ユニット５０の定着器５１にて再定着が行われるようになる。このとき、定着器４６によって溶融された後硬化が進んだトナー像は、定着器５１にて再溶融されて定着ベルト５４の表面が写し取られ、光沢画像が得られるようになる。そして、光沢画像が得られた用紙は、後続の断裁ユニット６０で断裁され、排出トレイ６７へ排出されるようになる。

一方、用紙の両面プリントを行う場合には、画像形成ユニット１０の定着器４６で定着を終えた用紙を退避搬送路１５に導く。退避搬送路１５の所定の位置まで用紙を退避させた後、搬送路内の所定の搬送部材を反転動作させることで、退避搬送路１５中の用紙を反転搬送路１６側に送り出し、以降のプロセスを行うようにすればよい。

そして、本実施の形態においても、実施の形態１同様、速度設定装置４０が装着される定着ユニット５０の定着器５１の定着幅に応じて速度設定を行うようにしているので、実施の形態１と同様の効果を奏する。

また、本実施の形態では、定着器４６並びに定着ユニット５０側の定着器５１にて２回の定着動作を行う方式を示したが、例えば排出ロール３８と定着器５１との間に切替器を設け、定着器４６で定着を行った用紙を、この切替器によって図示外の排出経路を介して排出トレイ６７へ直接排出するようにすれば、定着器４６のみでの定着と、定着器５１を介した定着とを区分することができるようになる。そのため、例えば高光沢にすると視認性が却って阻害されるような文字ものでは定着器４６のみによる定着を行い、高光沢が必要な写真画像では定着器５１を介した定着を行って高光沢プリントを行うようにすることができるようになる。

本実施例は、実施の形態１における速度設定装置で用いられる定着ユニットの定着器の定着幅と消費電力とのテーブルを求めるために、定着器での定着幅と定着速度との関係を評価検討したものである。
評価に供した定着幅は、１５０ｍｍ、２５０ｍｍ、３５０ｍｍの３種とした。また、定着速度を３５ｍｍ／ｓ、５０ｍｍ／ｓ、６５ｍｍ／ｓの３水準とし、これらの条件下での定着器の消費電力を計測した。尚、消費電力は、５分間の平均消費電力とした。

結果は、図１０に示すように、いずれの定着幅においても定着速度を小さくすると消費電力が低下することが確認された。
例えば、定着幅を１５０ｍｍ（Ｌ判相当）とすると、定着速度が３５ｍｍ／ｓでは１８０Ｗであるのに対し、６５ｍｍ／ｓとすると３５０Ｗとなり、定着速度の増加割合に合わせて消費電力が増加することが判明した。また、この傾向は、定着幅が異なる場合にも同様であった。

このような結果を踏まえて、例えば定着幅が２５０ｍｍの定着器を使用する際、定着器（具体的には定着ユニット）に許される許容電力が５００Ｗの場合には、定着速度が３５ｍｍ／ｓと５０ｍｍ／ｓとが設定されるが、定着速度を上げる方が生産性の点で優れることから、速度設定装置では、許容電力内での速い速度に設定するようにしている。
尚、本実施例では、定着幅及び定着速度を夫々３水準として評価したが、これに限らず、更に細かく細分化してテーブルを作成すれば、より詳細な設定がなされることは云うまでもない。

本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施の形態１の定着器の概要を示す説明図である。 実施の形態１の断裁機の概要を示す説明図である。 実施の形態１の速度設定装置の動作フローを示す説明図である。 実施の形態１の変形例を示すもので、定着器が画像形成ユニット内に着脱自在な構成の画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施の形態１の変形例を示すもので、定着器の直前に反転機構を備えた画像形成装置の概要を示す説明図である。 図７の反転機構の詳細説明図である。 実施の形態２に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施例の結果を示す表である。

符号の説明

１…画像形成ユニット，２…定着器，２ａ…定着部材，３…速度設定手段，４…記録材

Claims (7)

1. 記録材上に未定着トナー像を形成する画像形成ユニットと、
   未定着トナー像が形成された記録材をニップ搬送しながら定着する定着部材を有し、画像形成ユニットに交換可能に設けられ且つ定着速度に応じて消費電力が変化可能な定着器と、
   定着器装着時に前記定着部材の定着ニップ域の記録材搬送方向と直交する方向の定着幅に応じて当該定着部材の定着速度を所定の値に設定する速度設定手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   速度設定手段は、前記定着器以外のデバイスで消費される電力量に基づいて定着速度を設定することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   速度設定手段は、前記定着器以外のデバイスで消費される電力量に基づいて許容される速い定着速度を選択することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記定着器は、画像形成ユニットに隣接して設けられることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１記載の画像形成装置において、
   画像形成ユニットは、当該画像形成ユニットに交換可能に設けられる定着器以外の既設の定着器を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記定着器は、熱源を有する定着ロールと、
   定着ロールに張架されて循環移動する定着ベルトと、
   定着ロールとの間で定着ベルトを挟んで定着ニップ域を形成する加圧ロールと、
   定着ニップ域の下流側にて定着ベルト裏面に接触して当該定着ベルトを冷却する冷却器とを備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１記載の画像形成装置において、
   定着器の下流側には、当該定着器に着脱自在に設けられ且つ定着後の記録材を断裁可能な断裁ユニットを設けることを特徴とする画像形成装置。

Images