JP2007298567A - Image forming apparatus, and method for driving heating means in the image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真処理を用いた画像形成装置に関し、詳しくは、中間転写体上に転写されたトナー像の記録材への転写及び定着を、同時に行う転写定着同時方式を用いた画像形成装置、及び、画像形成装置における加熱手段の駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE
一般に、画像形成装置としては、従来から、トナー像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に転写した後、トナー像が転写された中間転写体を定着手段へ移動させ、この定着手段により、トナー像が転写された中間転写体に記録材である記録紙を重ねて接触させ、両者を加熱しながら加圧することにより、中間転写体上のトナー像を記録紙上に転写すると共に定着する、転写定着同時方式が採用されている。 Generally, as an image forming apparatus, conventionally, after a toner image formed on a toner image carrier is transferred onto an intermediate transfer member, the intermediate transfer member onto which the toner image has been transferred is moved to a fixing unit, and this fixing is performed. The toner image on the intermediate transfer member is transferred onto the recording paper and fixed by superimposing the recording paper as a recording material on the intermediate transfer member onto which the toner image has been transferred. The simultaneous transfer and fixing method is employed.
ところが、この転写定着同時方式の画像形成装置は、以下に述べるような問題を包含している。即ち、まず、中間転写体上に静電的にトナー像を形成し、そのトナー像を加熱により溶融させて中間転写体上のトナー像をすべて記録紙に移行させてトナー像を形成する際、トナー像を記録紙に移行させるためには、図7に示すように、トナー層内でのトナーt,t,・・・同士の凝集力F1が、中間転写体aに対するトナーtの付着力F2よりも大きく、かつ記録紙pに対するトナーtの付着力F3が中間転写体aに対するトナーtの付着力F2よりも大きい状態(F1>F2、かつ、F3>F2)をつくることが必要となる。 However, the image forming apparatus of the simultaneous transfer and fixing method includes the following problems. That is, first, when forming a toner image by electrostatically forming a toner image on the intermediate transfer member, melting the toner image by heating, and transferring all the toner images on the intermediate transfer member to recording paper, In order to transfer the toner image to the recording paper, as shown in FIG. 7, the cohesive force F1 between the toners t, t,... In the toner layer is the adhesion force F2 of the toner t to the intermediate transfer member a. It is necessary to create a state (F1> F2 and F3> F2) in which the adhesion force F3 of the toner t to the recording paper p is greater than the adhesion force F2 of the toner t to the intermediate transfer member a.
そのため、この状態が実現できない場合には、トナー層の分断等で中間転写体a上にトナー層の一部が残ってしまう、いわゆるオフセット現象が生じ、正常な画像形成が行われないことになる。尚、図7中、Fは、図示しない加圧ローラと中間転写体aとの間の定着ニップ部で作用する加圧ローラ及び中間転写体aからの加圧力である。 Therefore, when this state cannot be realized, a so-called offset phenomenon occurs in which a part of the toner layer remains on the intermediate transfer member a due to the separation of the toner layer, and normal image formation is not performed. . In FIG. 7, F is a pressure applied from the pressure roller and the intermediate transfer member a acting at a fixing nip portion between a pressure roller (not shown) and the intermediate transfer member a.
ところで、一般に、トナー像の加熱溶融が十分であれば、溶融したトナー像は、記録紙表面になじみ、分子間力が大きくなる上、さらに投錨効果(溶融したトナーが毛細管現象等により記録紙の繊維内に錨のように係止される効果)も加わり、記録紙への強い付着力が得られる。又、トナーの凝集力F1については、トナーの温度に対する粘度特性を考慮し、高温で溶融したトナーの温度を下げて、軟化状態から固化状態にすることで、トナー間の凝集力F1を強くすることができる。 By the way, in general, if the toner image is sufficiently melted by heating, the melted toner image is adapted to the surface of the recording paper, the intermolecular force is increased, and the throwing effect (the melted toner is caused by the capillary phenomenon or the like). The effect of being locked like a wrinkle in the fiber is also added, and a strong adhesion to the recording paper is obtained. Further, regarding the cohesive force F1 of the toner, the viscosity characteristic with respect to the temperature of the toner is taken into consideration, and the cohesive force F1 between the toners is increased by lowering the temperature of the toner melted at a high temperature to change from the softened state to the solidified state. be able to.
一方、中間転写体に対するトナーの付着力F2は弱い方が良く、このためには、中間転写体の表面にトナーを付着させ難い性質のものを用いることが必要である。このことから、トナー間の凝集力F1が中間転写体に対するトナーの付着力F2より大きくなるまで、トナー及び中間転写体と一体となっている記録紙の温度を下げてから、記録紙を中間転写体から剥離することで、記録紙上にすべてのトナー像を乱れなく転写すると同時に定着することが可能となる。 On the other hand, the adhesion force F2 of the toner to the intermediate transfer member should be weak, and for this purpose, it is necessary to use a material that is difficult to adhere the toner to the surface of the intermediate transfer member. Accordingly, the temperature of the recording paper integrated with the toner and the intermediate transfer body is lowered until the cohesion force F1 between the toners becomes larger than the adhesion force F2 of the toner to the intermediate transfer body, and then the recording paper is transferred to the intermediate transfer body. By peeling from the body, it is possible to transfer all the toner images onto the recording paper without being disturbed and to fix them simultaneously.
このように、トナー像の加熱溶融が十分であれば、溶融したトナーは記録紙表面になじみやすいものであるが、トナーと記録紙とが接触する境界領域において、トナーの温度及び記録紙の表面温度が低く、トナーの加熱溶融が不十分で、トナーが記録紙表面に濡れ難い場合には、トナーと記録紙表面がなじみ難くなり、トナーと記録紙表面の間での分子間力が増大せず、十分な付着力が得られなくなる。これは、トナーのみが加熱され、昇温・溶融していても、トナーの熱容量は小さく、トナーよりも熱容量が大きく温度の低い記録紙に接触したときに、トナーが有する熱は記録紙に奪われ、トナーと記録紙との接触界面でのトナー温度は低下して流動し難くなり、接触が不十分となって強い付着力が得られなくなるからであると考えられる。この場合には、記録紙の表面温度は、トナーが有する熱量によってほとんど上昇することがない。 As described above, if the toner image is sufficiently heated and melted, the melted toner is easily adapted to the surface of the recording paper. However, in the boundary area where the toner and the recording paper are in contact, the temperature of the toner and the surface of the recording paper If the temperature is low, the toner is not sufficiently melted by heating, and the toner is difficult to wet on the surface of the recording paper, the toner and the surface of the recording paper will be difficult to adjust, and the intermolecular force between the toner and the surface of the recording paper will increase. Therefore, sufficient adhesion cannot be obtained. This is because even when only the toner is heated and the temperature rises and melts, the heat capacity of the toner is small, and when the toner comes in contact with the recording paper having a larger heat capacity and lower temperature than the toner, the heat possessed by the toner is taken away by the recording paper. This is considered to be because the toner temperature at the contact interface between the toner and the recording paper is lowered and hardly flows, and the contact becomes insufficient and a strong adhesive force cannot be obtained. In this case, the surface temperature of the recording paper hardly increases due to the amount of heat that the toner has.
即ち、中間転写体から記録紙へトナー像を転写定着し、良好な定着強度を得て、高光沢でムラのない画像及び発色の十分な高画質画像を得るためには、トナーとの付着力が弱い中間転写体を用い、かつトナーの十分な溶融が行え、しかもトナーが記録紙の表面と接触した際にトナーと記録紙との界面温度を低下させ難い加熱手段を採用する必要がある。 That is, in order to transfer and fix the toner image from the intermediate transfer member to the recording paper, to obtain a good fixing strength, and to obtain a high-gloss and non-uniform image and a sufficiently high-quality image of color development, the adhesion force with the toner It is necessary to employ a heating means that uses a weak intermediate transfer member and that can sufficiently melt the toner and that does not easily lower the interface temperature between the toner and the recording paper when the toner contacts the surface of the recording paper.
そこで、転写定着同時方式の画像形成装置において、定着手段と対置され、この定着手段が接触する中間転写体のトナー像転写面とは反対側の中間転写体の面に接触させたローラに発熱体を内蔵することにより、このローラが接触している中間転写体を加熱する、内部加熱方式を採用した画像形成装置が提案されている。この内部加熱方式を採用した画像形成装置では、定着手段により中間転写体上のトナー像を記録紙上に転写して定着させる際に、定着手段のみならず、上記のローラによって中間転写体を加熱することにより、トナーの十分な溶融を行うものである。 Therefore, in the image forming apparatus of the simultaneous transfer and fixing method, a heating element is provided on a roller which is opposed to the fixing unit and is brought into contact with the surface of the intermediate transfer member opposite to the toner image transfer surface of the intermediate transfer member which contacts the fixing unit. There has been proposed an image forming apparatus employing an internal heating system that heats an intermediate transfer member that is in contact with the roller by incorporating therein. In the image forming apparatus adopting this internal heating method, when the toner image on the intermediate transfer member is transferred and fixed on the recording paper by the fixing unit, not only the fixing unit but also the intermediate transfer member is heated by the roller described above. As a result, the toner is sufficiently melted.
しかし、この内部加熱方式を用いた画像形成装置では、記録紙の厚さや熱容量に応じて加熱エネルギーを変える等の対応が必要となり、画像形成装置の消費電力の増大等をもたらす。 However, in the image forming apparatus using this internal heating method, it is necessary to take measures such as changing the heating energy in accordance with the thickness and heat capacity of the recording paper, resulting in an increase in power consumption of the image forming apparatus.
そこで、この問題を解決するには、トナー像と記録紙とが接触する前にトナー像を加熱して十分にトナーを溶融させると共に、トナーが記録紙と接触しても、トナーと記録紙との界面温度が低下し難く、逆に記録紙の表面温度を上昇させることが可能な加熱方法や手段が必要となる。 Therefore, in order to solve this problem, the toner image is heated to sufficiently melt the toner before the toner image and the recording paper come into contact with each other. Therefore, a heating method or means capable of raising the surface temperature of the recording paper is required.
このような方法や手段を実現するには、転写定着部に存在する、中間転写体と、トナー像、及び、記録紙の3社の内、トナー像を加熱溶融させなければならないのは必須であるが、画像形成装置の消費電力の増大を避けるためには、熱容量の大きい中間転写体或いは記録紙の全体を高温に加熱することは避け、中間転写体によってトナー像と接触している記録紙の境界領域における界面温度を上げることが望ましい。 In order to realize such a method and means, it is essential that the toner image must be heated and melted among the three companies of the intermediate transfer member, the toner image, and the recording paper existing in the transfer fixing unit. However, in order to avoid an increase in the power consumption of the image forming apparatus, the intermediate transfer member or recording paper having a large heat capacity should not be heated to a high temperature, and the recording paper in contact with the toner image by the intermediate transfer member. It is desirable to increase the interface temperature in the boundary region.
そこで、中間転写体と記録紙とが接触する手前で、中間転写体をトナー像転写面側から非接触状態で輻射加熱する輻射加熱手段と、この輻射加熱手段からの輻射を吸収する輻射吸収層を、中間転写体表面又はその表面の近傍に備えた中間転写体とで構成される外部非接触加熱方式の画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a radiant heating unit that radiates and heats the intermediate transfer member in a non-contact state from the toner image transfer surface side before the intermediate transfer member and the recording paper come into contact, and a radiation absorbing layer that absorbs radiation from the radiant heating unit. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1), which is an external non-contact heating type image forming apparatus composed of an intermediate transfer member surface or an intermediate transfer member provided near the surface.
特許文献1に記載の画像形成装置では、転写定着前に、中間転写体をトナー像転写面側から非接触加熱しており、その加熱源として、例えば、少なくとも波長0.75μm以上の輻射波長を持つ非接触の輻射加熱手段が用いられている。又、上記の画像形成装置は、上述したように、この輻射加熱手段と、中間転写体の中間転写体の表面又は該表面の近傍に設けられ、上記輻射加熱手段からの輻射を吸収する輻射吸収層を有する中間転写体とで構成されている。そして、中間転写体のトナー像転写面側から輻射加熱し、中間転写体表面又はその表面近くに輻射吸収層を設けていることによって、中間転写体の表面が高温になり、中間転写体に転写されているトナー像も直接輻射加熱されると同時に、高温の中間転写体表面から熱伝導されて溶融するようになっている。
In the image forming apparatus described in
しかし、この画像形成装置においても、装置の処理速度が高速になると、外部非接触加熱方式では、熱効率が悪く、たとえ中間転写体に輻射吸収層が設けられていても、トナー像が定着に必要な温度(120゜C以上)まで短時間で上昇させることは非常に困難である。そこで、これを解決するためには、例えば、処理速度を落とすとか、輻射幅を大きくとって加熱する等の必要があるが、処理速度を落とそうとすると高速処理対応は不可となり、輻射幅を大きくとって加熱しようとすると、ハロゲンランプ等の輻射加熱手段を複数個設置する等の必要があり、装置の大型化によるコストの増大や、消費電力の増大といった問題が生じてくる。 However, even in this image forming apparatus, when the processing speed of the apparatus becomes high, the external non-contact heating method has poor thermal efficiency, and a toner image is necessary for fixing even if a radiation absorbing layer is provided on the intermediate transfer member. It is very difficult to raise the temperature to a high temperature (120 ° C or higher) in a short time. Therefore, in order to solve this, for example, it is necessary to reduce the processing speed or to increase the radiation width and to heat it. However, if the processing speed is reduced, high-speed processing is not possible, and the radiation width is reduced. If heating is to be performed in a large manner, it is necessary to install a plurality of radiant heating means such as halogen lamps, which causes problems such as an increase in cost due to an increase in the size of the apparatus and an increase in power consumption.
ところで、現在の中高速カラー複写機や複合機に使用される画像形成装置に求められる処理速度としては、一般的には150mm/sec〜250mm/sec程度の速度である。又、これらの画像形成装置では、一般に、転写定着同時方式のシステムとして、中間転写体にトランスフューズベルトを用いたトランスフューズシステムが採用されている。 By the way, the processing speed required for the image forming apparatus used in the current medium / high-speed color copying machine and multifunction machine is generally about 150 mm / sec to 250 mm / sec. Also, in these image forming apparatuses, a transfuse system using a transfuse belt as an intermediate transfer member is generally employed as a simultaneous transfer and fixing system.
このトランスフューズシステムに用いられるトランスフューズベルトは、多層構造となっており、例えば、基材(ポリイミド)と、中間層(シリコーンゴム)、及び、離型層(PFA(テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)又はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン))との3層構造で構成されている。 The transfuse belt used in this transfuse system has a multilayer structure, for example, a base material (polyimide), an intermediate layer (silicone rubber), and a release layer (PFA (tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether). Copolymer) or PTFE (polytetrafluoroethylene)).
この内、上記の中間層は、記録紙の凹凸に対してトランスフューズベルトを記録紙に十分に追従させてトナー像を記録紙側に溶融転移させるために、シリコーンゴムで形成されているが、この中間層は、画質の品質の観点から必要不可欠である。又、この中間層を形成するシリコーンゴムは低硬度であり、且つ、この中間層の膜厚が、ある程度の厚さ(300μm以上)であることが要求される。このように、トランスフューズベルトに要求される種々の特性等から、このトランスフューズベルトに用いられる個々の材質は、全て熱伝導率が1W/mK以下と悪く、又、ベルト厚も総厚で400μm以上必要である。 Among these, the intermediate layer is formed of silicone rubber in order to cause the toner image to melt and transfer to the recording paper side by causing the transfuse belt to sufficiently follow the recording paper against the unevenness of the recording paper, This intermediate layer is indispensable from the viewpoint of image quality. Further, the silicone rubber forming the intermediate layer is required to have a low hardness and to have a certain thickness (300 μm or more). As described above, due to various characteristics required for the transfuse belt, the individual materials used for the transfuse belt are all poor in thermal conductivity of 1 W / mK or less, and the total belt thickness is 400 μm. This is necessary.
このため、例えば、上記の画像形勢装置の処理速度が250mm/secの場合には、トランスフューズベルトに転写されているトナー像を、上述した内部加熱方式、或いは、外部非接触加熱方式のいずれの方法で加熱したとしても、ベルトの熱伝導率の悪さや、加熱効率の悪さが原因となって、上記のトナー像が記録紙に定着するほどに十分溶けることはなく、定着不良となってしまう。 For this reason, for example, when the processing speed of the image forming apparatus is 250 mm / sec, the toner image transferred to the transfuse belt is transferred to either the above-described internal heating method or the external non-contact heating method. Even if heated by this method, due to poor thermal conductivity of the belt and poor heating efficiency, the toner image is not sufficiently melted to be fixed on the recording paper, resulting in poor fixing. .
これを解決するには、内部加熱方式の場合であれば、トランスフューズベルトの加熱面積を大きくする必要があり、このためには、ヒータが内蔵されたベルトのバックアップローラの外径を大きくしたり、ベルトにストレスを与えて屈曲させ、巻き掛け量を増やしたりする等の方法がある。又、外部非接触加熱方式の場合であれば、輻射加熱装置を大きくする等の方法がある。しかし、これらの方法は、いずれも、装置の大型化や、消費電力の増大等によるコストアップ、並びに、ウォームアップ時間の増大等による性能低下等をもたらすことになる。 In order to solve this, in the case of the internal heating method, it is necessary to increase the heating area of the transfuse belt. For this purpose, the outer diameter of the backup roller of the belt incorporating the heater is increased. There are methods such as applying a stress to the belt and bending it to increase the amount of winding. In the case of the external non-contact heating method, there is a method of enlarging the radiation heating device. However, all of these methods bring about an increase in cost due to an increase in the size of the apparatus, an increase in power consumption, and a decrease in performance due to an increase in warm-up time.
そこで、これを解決するために、上記のトランスフューズシステムにおいて、トランスフューズベルトと記録紙とが接触する手前に、トランスフューズベルトのトナー転写面に当接する加熱手段としての外部加熱ローラを設け、この外部加熱ローラにより、トランスフューズベルトに転写されているトナー像を加熱する、外部接触加熱方式が提案されている。 In order to solve this problem, in the above-described transfuse system, an external heating roller is provided as a heating unit that comes into contact with the toner transfer surface of the transfuse belt before the transfuse belt and the recording paper come into contact with each other. There has been proposed an external contact heating method in which a toner image transferred to a transfuse belt is heated by an external heating roller.
この外部接触加熱方式では、外部加熱ローラがトランスフューズベルトのトナー像転写面に接触して加熱を行うので、ベルトの厚み、熱伝導率の悪さの影響を受けることもなく、又、熱効率も高く、加熱時間の制約を受ける系であっても十分にトナー像を加熱溶融できる。従って、処理速度の高速化に対しても十分対応することができる。
上述したように、画像形勢装置の処理速度の向上を図るためには、上記の外部接触加熱方式は、きわめて有効な方式である。又、この外部接触加熱方式では、中間転写体であるトランスフューズベルトに外部加熱ローラを当接することにより、トナー像を形成する粉末形状のトナー層がトランスフューズベルト上で溶融し薄く広がるフィルミング効果を得ることが可能である。 As described above, the external contact heating method described above is an extremely effective method for improving the processing speed of the image forming apparatus. Further, in this external contact heating method, a filming effect in which a powdery toner layer forming a toner image is melted and spreads thinly on the transfuse belt by contacting an external heating roller to the transfuse belt as an intermediate transfer member. It is possible to obtain
そこで、このフィルミング効果を増強するために、従来、外部加熱ローラの回転速度を、トランスフューズベルトの移動速度よりも遅くしていた。しかし、この状態では、記録紙に転写された像の濃度は、上述した内部加熱方式等と比べて増大するが、トナー像乱れが生じてしまう。 Therefore, in order to enhance this filming effect, conventionally, the rotational speed of the external heating roller has been made slower than the moving speed of the transfuse belt. However, in this state, the density of the image transferred to the recording paper increases as compared with the above-described internal heating method or the like, but the toner image is disturbed.
そこで、この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、転写定着同時方式を用いた画像形勢装置において、記録紙に転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することが可能な画像形勢装置、及び、このような画像形成装置に用いられる加熱手段の駆動方法を提供しようとするものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and in the image forming apparatus using the simultaneous transfer and fixing method, the toner image transferred to the recording paper has a necessary density, and It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of suppressing the image disturbance of the toner image and a driving method of a heating unit used in such an image forming apparatus.
まず、本発明の画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置は、循環移動する中間転写体の表面に上流でトナー像が転写され、該転写されたトナー像が途中で中間転写体の表面と接触する加熱手段により加熱溶融され、該加熱溶融されたトナー像が下流で定着手段により紙等の記録材に転写されると同時に定着される画像形成装置である。 First, the image forming apparatus of the present invention will be described. In the image forming apparatus of the present invention, a toner image is transferred upstream to the surface of the intermediate transfer member that circulates, and the transferred toner image is heated and melted by a heating unit that contacts the surface of the intermediate transfer member halfway. This is an image forming apparatus in which a heated and melted toner image is transferred and fixed on a recording material such as paper downstream by a fixing unit.
この画像形成装置では、加熱手段は、該加熱手段の表面が中間転写体の表面と接触しており、該接触点における加熱手段の表面が、該接触点における中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動すると共に、中間転写体の表面の移動速度に対する加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス0%以上であることを特徴としている。 In this image forming apparatus, the surface of the heating unit is in contact with the surface of the intermediate transfer member, and the surface of the heating unit at the contact point moves the surface of the intermediate transfer member at the contact point. The heating means speed increase / decrease ratio, which is the ratio of increase / decrease in the movement speed of the surface of the heating means with respect to the movement speed of the surface of the intermediate transfer member, is plus 0% or more. It is a feature.
上記の画像形成装置は、具体的には、中間転写体はベルトで構成すると共に、加熱手段は熱源を備えたローラで構成するのが好適である。 Specifically, in the above image forming apparatus, it is preferable that the intermediate transfer member is constituted by a belt and the heating means is constituted by a roller having a heat source.
又、上記の画像形成装置において、加熱手段速度増減割合が2%以下となるようにするのが好ましい。即ち、上記の加熱手段における加熱手段速度増減割合は、プラス0%以上で、且つ、2%以下となるように、加熱手段の表面の移動速度を設定する。 In the above image forming apparatus, it is preferable that the rate of increase / decrease in the heating means speed is 2% or less. That is, the moving speed of the surface of the heating means is set so that the heating means speed increase / decrease ratio in the heating means is 0% or more and 2% or less.
上記のように加熱手段の表面の移動速度を設定することにより、転写定着同時方式を用いた画像形勢装置において、記録紙に転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することができる。 By setting the moving speed of the surface of the heating means as described above, in the image forming apparatus using the simultaneous transfer and fixing method, the toner image transferred to the recording paper has a necessary density, and the image of the toner image Disturbance can be suppressed.
次に、本発明の画像形成装置における加熱手段の駆動方法について説明する。本発明の画像形成装置における加熱手段の駆動方法は、循環移動する中間転写体の表面に上流でトナー像が転写され、該転写されたトナー像が、途中で、中間転写体の表面と接触する加熱手段であって該加熱手段の表面が中間転写体の表面と接触している該加熱手段により加熱溶融され、該加熱溶融されたトナー像が下流で定着手段により紙等の記録材に転写されると同時に定着される画像形成装置における加熱手段の駆動方法である。 Next, a driving method of the heating unit in the image forming apparatus of the present invention will be described. In the image forming apparatus of the present invention, the heating unit is driven by transferring the toner image upstream to the surface of the intermediate transfer member that circulates, and the transferred toner image contacts the surface of the intermediate transfer member halfway. The heating unit is heated and melted by the heating unit in which the surface of the heating unit is in contact with the surface of the intermediate transfer member, and the heated and melted toner image is transferred to a recording material such as paper downstream by the fixing unit. And a heating unit driving method in the image forming apparatus fixed at the same time.
この画像形成装置における加熱手段の駆動方法では、中間転写体の表面と接触する接触点における加熱手段の表面が、該接触点における中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように、加熱手段の表面を循環移動すると共に、中間転写体の表面の移動速度に対する加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス0%以上となるようにして、加熱手段を駆動することを特徴としている。 In the driving method of the heating unit in this image forming apparatus, the surface of the heating unit at the contact point in contact with the surface of the intermediate transfer member is moved in the same direction as the moving direction of the surface of the intermediate transfer member at the contact point. In addition to circulating and moving the surface of the heating unit, the rate of increase / decrease in the heating unit speed, which is the rate of increase / decrease in the moving speed of the surface of the heating unit with respect to the moving speed of the surface of the intermediate transfer member, is 0% or more, The heating means is driven.
上記の画像形成装置における加熱手段の駆動方法が用いられる画像形成装置は、具体的には、中間転写体はベルトで構成されると共に、加熱手段は熱源を備えたローラで構成されるのが好適である。 Specifically, in the image forming apparatus using the driving method of the heating unit in the image forming apparatus, it is preferable that the intermediate transfer member is configured by a belt and the heating unit is configured by a roller having a heat source. It is.
又、上記の画像形成装置における加熱手段の駆動方法において、加熱手段速度増減割合が2%以下となるようにするのが好ましい。 In the driving method of the heating unit in the image forming apparatus, it is preferable that the heating unit speed increase / decrease rate is 2% or less.
上記の画像形成装置における加熱手段の駆動方法は、上述した画像形成装置と同様の作用効果を備えている。 The driving method of the heating unit in the image forming apparatus has the same effects as those of the image forming apparatus described above.
本発明によれば、転写定着同時方式を用いた画像形勢装置において、加熱手段は、該加熱手段の表面が中間転写体の表面と接触しており、該接触点における加熱手段の表面が、該接触点における中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動する。又、中間転写体の表面の移動速度に対する加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、0%以上で、且つ、2%以下となるように、加熱手段の表面の移動速度が設定される。そのため、記録紙に転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することができる。 According to the present invention, in the image forming apparatus using the simultaneous transfer and fixing method, the heating unit has the surface of the heating unit in contact with the surface of the intermediate transfer member, and the surface of the heating unit at the contact point is the surface of the heating unit. It circulates and moves so as to move in the same direction as the moving direction of the surface of the intermediate transfer member at the contact point. Further, the surface of the heating unit is adjusted such that the rate of increase / decrease in the heating unit speed, which is the rate of increase / decrease in the moving rate of the heating unit surface with respect to the moving rate of the surface of the intermediate transfer member, is 0% or more and 2% or less. The moving speed is set. Therefore, the toner image transferred to the recording paper has a necessary density, and image disturbance of the toner image can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態における画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、カラーレーザープリンタに本発明を適用した場合について説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a color laser printer will be described.
<カラーレーザープリンタ全体の構成の説明>
図1は、転写定着同時方式を用いた本実施の形態における画像形成装置であるカラーレーザープリンタ10の内部構成の概略を示した構成図である。本カラーレーザープリンタ10は、外部(例えばパーソナルコンピュータ等の端末機器)から伝達された画像データに応じて、所定の記録材である記録紙Pに対して多色(フルカラー)画像や単色(モノクロ)画像を形成するものである。そして、図示するように、本カラーレーザープリンタ10は、露光ユニット1(1a〜1d)、現像装置2(2a〜2d)、トナー像担持体としての感光体ドラム3(3a〜3d)、帯電器4(4a〜4d)、クリーナユニット5(5a〜5d)、トランスフューズユニット6、及び記録紙搬送路S等を備えて構成されている。
<Description of overall color laser printer configuration>
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an internal configuration of a
尚、本カラーレーザープリンタ10において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、露光ユニット1(1a〜1d)、現像装置2(2a〜2d)、感光体ドラム3(3a〜3d)、帯電器4(4a〜4d)、クリーナユニット5(5a〜5d)は、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、図1では、それぞれ、aがブラック(K)に、bがシアン(C)に、cがマゼンタ(M)に、そして、dがイエロー(Y)に設定され、4つの画像形成ステーションSTa〜STdを構成している。
The image data handled in the
感光体ドラム3は、本カラーレーザープリンタ10の上部に配置(装着)され、後述するごとく露光ユニット1からのレーザ光の照射によって画像データに応じた静電潜像が形成されるようになっている。
The photosensitive drum 3 is disposed (attached) on the upper part of the
帯電器4は、感光体ドラム3の表面(感光体層)を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触タイプのローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられることもある。
The
露光ユニット1は、レーザスキャニングユニット(LSU)で構成されている。この露光ユニット1は、帯電された感光体ドラム3を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム3表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有している。
The
現像装置2は、それぞれの感光体ドラム3上に形成された静電潜像を、各色(K、C、M、Y)のトナー(現像剤)により顕像化するものである。これら各色のトナーは、各画像ステーションSTa〜STd毎の現像装置2a〜2dの現像槽(図示せず)内にそれぞれ収容されている。
The developing
クリーナユニット5は、現像・画像転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。 The cleaner unit 5 removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 3 after development and image transfer.
トランスフューズユニット6は、各画像形成ステーションSTa〜STdの上方に配置されており、中間転写体としてのトランスフューズベルト61、トランスフューズベルト駆動ローラ62、トランスフューズベルト従動ローラ63、転写ローラ64(64a〜64d)、及びトランスフューズベルトクリーニングユニット65を備えている。この内、トランスフューズベルト駆動ローラ62、転写ローラ64、及び、トランスフューズベルト従動ローラ63には、トランスフューズベルト61が架け渡され、トランスフューズベルト駆動ローラ62の、矢印Z1方向への回転駆動に伴って、トランスフューズベルト61を矢印Z2方向に循環駆動させるようにしている。
The
又、トランスフューズベルト61の駆動方向における第1画像形成ステーションSTaの下流側には、トランスフューズベルト駆動ローラ62に対し、トランスフューズベルト61を挟んで加熱手段としての外部加熱ローラ66が対向配置されている。この外部加熱ローラ66は、矢印Z3方向へ回転駆動されると共に、トランスフューズベルト61の駆動経路上で直接接する方向から当接して、該トランスフューズベルト61上のトナー像Tを加熱溶融するものであり、トランスフューズベルト駆動ローラ62に対し加圧手段(図示せず)によって所定の圧力で圧接されている。この外部加熱ローラ66が、前述の加熱手段に相当する。
Further, on the downstream side of the first image forming station STa in the driving direction of the
又、外部加熱ローラ66よりも下流側には、トランスフューズベルト駆動ローラ62に対しトランスフューズベルト61を挟んで加圧手段としての加圧ローラ67が対向配置されている。この加圧ローラ67は、矢印Z4方向へ回転駆動され、記録紙Pに対しトランスフューズベルト61上のトナー像Tを転写すると同時に定着するものであり、トランスフューズベルト駆動ローラ62に対し、加圧手段(図示せず)によって所定の圧力で圧接されている。この加圧ローラ67が、前述の定着手段に相当する。
Further, on the downstream side of the
更に、トランスフューズベルトクリーニングユニット65は、トランスフューズベルト従動ローラ63に対し、トランスフューズベルト61を挟んで対向配置され、トランスフューズベルト従動ローラ63に対し、加圧手段(図示せず)により所定の圧力で押圧されたクリーニングブレード651を備えている。
Further, the transfuse
転写ローラ64(64a〜64d)は、各画像形成ステーションSTa〜STdの感光体ドラム3(3a〜3d)に対向するトランスフューズベルト61の内面側に、回転可能に配設された状態となっており、感光体ドラム3のトナー像Tをトランスフューズベルト61上に転写するための転写バイアスが与えられている。
The transfer roller 64 (64a to 64d) is rotatably disposed on the inner surface side of the
<トランスフューズユニットの説明>
次に、トランスフューズユニット6について詳述する。このトランスフューズユニット6では、トランスフューズベルト61が、それぞれの感光体ドラム3に接触可能に設けられている。そして、感光体ドラム3に形成された各色のトナー像Tをトランスフューズベルト61に順次重ねて転写することによって、トランスフューズベルト61上にカラーのトナー像T(多色トナーの合成像)が形成されるようになっている。
<Description of transfuse unit>
Next, the
このトランスフューズベルト61は、周長500mmの長さを有し、図2に示すように、厚さ90μmのポリイミドよりなる基材611と、この基材611を覆う厚さ1mmのシリコーンゴムよりなる弾性層612と、厚さ10μmのPFAコート(表面粗さとして、算術平均粗さRa=0.6μm以下)を施した表面層としての離型層613とでシームレスベルト構造に形成されてなる。この場合、離型層613を構成するPFAコートは、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルの共重合体であるパーフルオロアルコキシ樹脂を含んでいる。
The
トランスフューズベルト駆動ローラ62は、直径30mmで肉厚0.5mmの鉄製中空芯金621と、この鉄製中空芯金621の表面に被覆された厚さ10μmのフッ素ゴムからなる被覆層622とで構成されている。被覆層622は、トランスフューズベルト61に対する駆動力を確保する目的で設けられている。トランスフューズベルト駆動ローラ62には、トランスフューズベルト61が約180°の巻き付け角で巻き掛けられている。
The transfuse
外部加熱ローラ66は、中空芯金661の内部にハロゲンランプ662を有し、記録紙Pにトナー像Tを定着させる加圧ローラ67とトランスフューズベルト61との定着ニップ部近傍上流側において、トランスフューズベルト61に加圧当接して設けられている。
The
この外部加熱ローラ66の外周部分には、温度検知のためのサーミスタ69aが接触しており、外部加熱ローラ66の表面温度を検知してハロゲンランプ662への通電のON−OFFを制御することで、外部加熱ローラ61の表面温度を所定の温度(例えば160゜C)に維持するようになっている。そして、外部加熱ローラ66表面温度を所定の温度に温調することで、トランスフューズベルト61上のトナー像Tを直接接触加熱し、このトナー像Tをトランスフューズベルト61上で一旦フィルミング化して、均一で溶融ムラの無い印刷ライクな画像形成が行えるようになっている。
A
この場合、トランスフューズベルト61の表層(離型層613)が表面エネルギーの小さいPFAコートを施して形成されているが、従来方式のように非接触状態で加熱するのみであると、トナー像Tがトランスフューズベルト61上で熱凝集してしまい、均一なフィルミング形成ができないという問題がある。そこで、この熱凝集した状態でトナー像Tを記録紙Pに転写定着すると、白抜けや画像ムラといった画質劣化要因となるため、かかる点から、トナー像Tを外部加熱ローラ66により圧接しながら加熱することにより、熱凝集後のトナー像Tを再度フィルミング化して均すことが可能となり、その問題が解決されるようにしている。
In this case, the surface layer (release layer 613) of the
外部加熱ローラ66は、トランスフューズベルト61上に形成されたトナー像Tに接触して加熱溶融することから、トナーの付着やオフセットを生じさせない材質をコートすることが要求されており、上述の如くトランスフューズベルト61の離型層613にPFAコートを用いている関係上、基本的には、それよりも更に離型性が良く(表面エネルギーの小さい)、トナーの凝集力に対しても外部加熱ローラ66への付着力を小さくしてトナーの付着転移を防ぐ必要がある。
Since the
そのため、外部加熱ローラ66の表面層としてのコート材663としては、ゴム型シリコーン溶液が用いられている。これは、硬化皮膜の3次元架橋点がワニス型より少なく、硬化皮膜がゴム状弾性体となるもので、柔軟性のあるシリコーン皮膜を得ることが可能となる。このようなコート材663は、外部加熱ローラ66の芯金661上に直接形成しても良いが、本実施の形態では、芯金661上に弾性層としてのシリコーンゴム664を形成した後、その上にコートしている。
Therefore, a rubber type silicone solution is used as the
尚、別なコート材としては、少なくともシリコーンレジン(例えば、SE5070・SR2316(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製)、YE5505・ME35(GE東芝シリコーン(株)製)の何れか)を一部に含むコート材を適用してもよく、シリコーンレジンを一部に含むコート材においては、加熱等によりシリコーンを架橋、反応させて硬化皮膜の形で利用する、ワニス状の焼き付け型離型シリコーンを用いて行われる。 In addition, as another coating material, at least a part of silicone resin (for example, any of SE5070 / SR2316 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), YE5505 / ME35 (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.)) In the case of a coating material partially containing a silicone resin, a varnish-like baking mold release silicone that is used in the form of a cured film by crosslinking and reacting the silicone by heating or the like may be used. Done with.
これは、硬化皮膜が3次元架橋した硬い状態のシリコーンレジンを構成成分として用いるもので、これを用いることにより、特に表面にシリコーンオイルを塗布しなくても長期間の離型効果が得られる。そして、シリコーンレジンをコートする際は、原液のままか、あるいはシリコーンレジンをトルエン、キシレン、エチルベンゼンメチルエチルケトオキシム等からなる溶剤で希釈したワニス液を、外部加熱ローラ66の芯金661に吹き付けて塗布したのち、150゜C〜200゜C程度の温度で数時間の加熱処理による焼きつけを行えばよい。
This uses a hard silicone resin in which a cured film is three-dimensionally cross-linked as a constituent component. By using this, a long-term mold release effect can be obtained without applying silicone oil to the surface. When the silicone resin is coated, it is applied as it is as a stock solution or by spraying a varnish solution obtained by diluting the silicone resin with a solvent made of toluene, xylene, ethylbenzenemethylethyl ketoxime or the like onto the
上記の外部加熱ローラ66は、上述したように矢印Z3方向へ回転駆動されるが、この回転方向は、外部加熱ローラ66がトランスフューズベルト61と接触している接触点において、トランスフューズベルト61に接触している外部加熱ローラ66の表面が、この外部加熱ローラ66が接触しているトランスフューズベルト61の移動方向と同じ方向に移動するような方向である。この外部加熱ローラ66の接触表面の移動速度を、外部加熱ローラ線速度Srと称すると共に、トランスフューズベルト61の移動する速度を、トランスフューズベルト線速度Sbと称する。そして、外部加熱ローラ線速度Srのトランスフューズベルト線速度Sbに対する増減の割合を、外部加熱ローラ線速比と称する。この外部加熱ローラ線速比が、前述の加熱手段速度増減割合に相当する。
The
本実施の形態において、外部加熱ローラ線速比を変化させると、即ち、上記の外部加熱ローラ線速度Srを、トランスフューズベルト線速度Srに対して変化させると、記録紙に転写されたトナー像の濃度やトナー像の画像乱れが微妙に変化することが、実験等により判明している。本発明は、この点に鑑みてなされており、この点に付いては後述する。 In the present embodiment, when the external heating roller linear velocity ratio is changed, that is, when the external heating roller linear velocity Sr is changed with respect to the transfuse belt linear velocity Sr, the toner image transferred onto the recording paper. It has been found through experiments and the like that the density of the toner and the image disturbance of the toner image slightly change. The present invention has been made in view of this point, and this point will be described later.
加圧ローラ67は直径11mmのステンレス製の芯金671の表面に厚さ0.8mmのシリコーンゴムからなる弾性層672を設け、更にその上に厚さ30μmのPFAチューブからなる離型層673を設けて構成されている。加圧ローラ67は、トランスフューズベルト駆動ローラ62に対しトランスフューズベルト61を挟んで加圧手段によって、77Nの加圧力で押圧付勢されることにより定着ニップ部Nを形成している。この定着ニップ部Nの幅(定着ニップ幅)は1mmに設定され、面圧としては、従来(面圧135kPa)のものに比べて2倍以上の310kPaに設定されている。このように定着ニップ部Nでの面圧を高く設定することにより、記録紙Pの表面とトランスフューズベルト61との密着性が向上し、溶融したトナー像Tの記録紙Pへのトランスフューズ性が確保されるようにしている。
The
又、加圧ローラ67の芯金671内部には、ハロゲンランプ674が設けられており、離型層673には、温度検知のためのサーミスタ69bが接触している。そして、加圧ローラ67の表面温度をサーミスタ69bで検知しハロゲンランプ674への通電のON−OFFを制御することで、加圧ローラ67の表面温度を所定の温度(例えば170゜C)に維持するようにしている。これにより、定着ニップ部Nでの記録紙Pの通紙による温度落ち込みが最小限に抑えられ、良好な定着画像が得られるようにしている。
In addition, a
トランスフューズベルトクリーニングユニット65のクリーニングブレード651は、トランスフューズベルト61のトランスフューズベルト従動ローラ63への巻き掛け部に当接しており、トランスフューズベルト61上に残ったトナーや紙粉等をトランスフューズベルト61上から回収するようにしている。
The
上記のトランスフューズユニット6において、上述したように、外部加熱ローラ線速度Srを、トランスフューズベルト線速度Srに対して変化させると、即ち、外部加熱ローラ線速比を変化させると、記録紙に転写されたトナー像の濃度やトナー像の画像乱れが微妙に変化することが、実験等により判明している。図3は、この実験における、外部加熱ローラ線速比を変化させた場合の、記録紙Pに転写定着された画像における、150dpiの細線の拡大図であり、図4は、ベタ画像の拡大図である。150dpiの細線とは、150本の線を線幅と線相互間の距離とが同じとなるようにして1インチの幅に並べた状態における各線をいう。又、ベタ画像とは、一面に塗りつぶされた画像をいう。
In the
図3(a)、(b)、(c)、及び、図4(a)、(b)、(c)、は、それぞれ、外部加熱ローラ線速比を、−2.5%、0%、及び、2.5%としたときの状態を示している。図3及び図4において、下方から上方にかけた方向が記録紙Pの排出方向である。又、図5は、外部加熱ローラ線速比を変化させた場合の、記録紙Pに転写定着された画像の濃度を、ID値で表したグラフである。 3 (a), (b), (c) and FIGS. 4 (a), (b), (c) respectively show the external heating roller linear velocity ratios of −2.5% and 0%, respectively. , And 2.5%. 3 and 4, the direction from the bottom to the top is the recording paper P discharge direction. FIG. 5 is a graph showing the density of an image transferred and fixed on the recording paper P as an ID value when the external heating roller linear velocity ratio is changed.
図3(a)では、細線から上方に向かって伸びたひげ状のものが存在するが、これは、トナーが押しつぶされずに固まりの状態で引きずられる結果生じるものであり、このため、細線画像に画像乱れが生じる。これに対して、図3(b)及び(c)では、そのようなひげ状のものは存在せず、トナーが完全に押しつぶされた状態であり、細線画像に画像乱れは生じていない。つまり、外部加熱ローラ線速比が−2.5%の場合、即ち、外部加熱ローラ線速度Srがトランスフューズベルト線速度Srよりも遅い場合は、細線画像に画像乱れが生じるが、外部加熱ローラ線速比が0%の場合、及び、2.5%の場合、即ち、外部加熱ローラ線速度Srがトランスフューズベルト線速度Srと同じか、それよりも速い場合、即ち、外部加熱ローラ線速比がプラス0%以上の場合は、細線画像に画像乱れは生じない。 In FIG. 3A, there is a whisker-like shape extending upward from the thin line, but this is a result of the toner being dragged in a solid state without being crushed. Image distortion occurs. On the other hand, in FIGS. 3B and 3C, no such whiskers exist, the toner is completely crushed, and no image distortion occurs in the fine line image. That is, when the external heating roller linear velocity ratio is −2.5%, that is, when the external heating roller linear velocity Sr is slower than the transfuse belt linear velocity Sr, image disturbance occurs in the thin line image. When the linear speed ratio is 0% and 2.5%, that is, when the external heating roller linear velocity Sr is equal to or faster than the transfuse belt linear velocity Sr, that is, the external heating roller linear velocity. When the ratio is plus 0% or more, image distortion does not occur in the fine line image.
これは、次のような理由によると考えられる。即ち、図6において、トランスフューズベルト21上に付着したトナー層が外部加熱ローラ28の加熱部Xで溶融する際に、一旦加熱部Xの入り口部でトナー溜りが発生した後、溶融したトナー層が順に送られることにより、溶融したトナー層がトランスフューズベルト21上に形成される。 This is considered to be due to the following reasons. That is, in FIG. 6, when the toner layer adhering on the transfuse belt 21 is melted at the heating portion X of the external heating roller 28, the toner layer is temporarily generated at the entrance portion of the heating portion X and then the melted toner layer. Are sequentially fed to form a molten toner layer on the transfuse belt 21.
この際に、外部加熱ローラ28の方が遅い場合は、外部加熱ローラ28の表面が壁となるため、加熱部Xの入り口部でトナー溜り発生量が多くなり、このトナー溜りが外部加熱ローラ28とトランスフューズベルト21の間の立体障害により、外部加熱ローラ28に引っかかった状態で溶融したトナー層が送られるため排紙方向へずれてしまう。このため、加熱部Xの出口では、引きずられたトナー層が記録紙上のトナー像の後方側の記録紙上に付着するので、排紙方向への引きずり痕が生じて細線画像の画像乱れが発生する。 At this time, if the external heating roller 28 is slower, the surface of the external heating roller 28 becomes a wall, so that the amount of toner accumulated at the entrance of the heating portion X increases, and this toner accumulation becomes the external heating roller 28. 3 and the transfuse belt 21, the toner layer melted while being caught by the external heating roller 28 is sent, so that it shifts in the paper discharge direction. For this reason, since the dragged toner layer adheres to the recording paper on the rear side of the toner image on the recording paper at the outlet of the heating unit X, a drag mark in the paper discharge direction is generated, resulting in image disturbance of the thin line image. .
一方、外部加熱ローラ28の方が速い場合は、外部加熱ローラ28の表面が加熱部Xへ順にトナー層をかき込むため、加熱部Xの入り口部でのトナー溜り発生量が少なくなり、溶融したトナー層は排紙方向へずれることなく送られる。このため、加熱部Xの出口では、トナー層は当初の位置に付着するので、排紙方向への引きずり痕は生じず、細線画像の画像乱れは発生しない。図示していないが、ベタ画像のエッジ部分でも同様の現象が生じている。 On the other hand, when the external heating roller 28 is faster, the surface of the external heating roller 28 sequentially stirs the toner layer into the heating part X, so that the amount of toner remaining at the entrance of the heating part X is reduced, and the molten toner The layers are sent without shifting in the paper discharge direction. For this reason, at the outlet of the heating unit X, the toner layer adheres to the original position, so that there is no dragging trace in the paper discharge direction, and image distortion of the fine line image does not occur. Although not shown, the same phenomenon occurs in the edge portion of the solid image.
又、記録紙Pに転写定着された画像の濃度についてみると、図4(a)では、図4(b)及び(c)に比べると、白い部分が少なく、これは、図4(a)におけるベタ画像の濃度が、図4(b)及び(c)のベタ画像の濃度よりも高いことがわかる。即ち、外部加熱ローラ線速度Srが、トランスフューズベルト線速度Srよりも遅い場合は、外部加熱ローラ線速度Srが、トランスフューズベルト線速度Srと同じか、それよりも速い場合に比べて、ベタ画像の濃度が高くなる。この点について、図5の、記録紙Pに転写定着された画像の濃度を表したグラフから、更に、一般的な傾向として、外部加熱ローラ線速比が増加すると、記録紙Pに転写定着された画像の濃度が低くなる。 Further, regarding the density of the image transferred and fixed on the recording paper P, in FIG. 4 (a), there are fewer white portions than in FIGS. 4 (b) and 4 (c). It can be seen that the density of the solid image is higher than the density of the solid images in FIGS. That is, when the external heating roller linear velocity Sr is slower than the transfuse belt linear velocity Sr, the external heating roller linear velocity Sr is solid compared to the case where the external heating roller linear velocity Sr is equal to or faster than the transfuse belt linear velocity Sr. The image density increases. In this regard, from the graph showing the density of the image transferred and fixed on the recording paper P in FIG. 5, as a general tendency, when the linear speed ratio of the external heating roller increases, the image is transferred and fixed on the recording paper P. The image density becomes lower.
以上の結果について、実験による実測値等を基に作成したのが、表1である。表1において、○印は良好、△印はやや不良、×印はやや不良を表す。表1から、外部加熱ローラ線速比がプラス0%以上であれば、細線画像に画像乱れは生じない。又、外部加熱ローラ線速比が増加すると、記録紙Pに転写定着された画像の濃度が低くなる。そこで、記録紙Pに転写定着された画像の濃度に付き、実用的な観点から、ID値が1.3以上必要であるとすると、図5から、外部加熱ローラ線速比が2%以下であればよい。従って、記録紙Pに転写定着された画像に、画像乱れが生じず、且つ、必要な濃度が得られるのは、外部加熱ローラ線速比がプラス0%以上で2%以下の範囲である。 Table 1 shows the results obtained based on experimentally measured values and the like. In Table 1, “◯” indicates good, “Δ” indicates slightly poor, and “×” indicates slightly poor. From Table 1, if the external heating roller linear velocity ratio is plus 0% or more, image disturbance does not occur in the fine line image. Further, as the external heating roller linear velocity ratio increases, the density of the image transferred and fixed on the recording paper P decreases. Therefore, if the ID value is required to be 1.3 or more from the practical viewpoint according to the density of the image transferred and fixed on the recording paper P, the external heating roller linear velocity ratio is 2% or less from FIG. I just need it. Therefore, the image transferred and fixed on the recording paper P is not disturbed and the required density is obtained when the external heating roller linear velocity ratio is in the range of 0% to 2%.
<カラーレーザープリンタによる画像形成動作の説明>
次に、カラーレーザープリンタ10による画像形成動作について説明する。先ず、トランスフューズベルト61が停止しているウォームアップ状態で、外部加熱ローラ66内のハロゲンランプ662及び加圧ローラ67内のハロゲンランプ674がONとなり、外部加熱ローラ66及び加圧ローラ67の表面を所定の温度に昇温させる。
<Description of image forming operation by color laser printer>
Next, an image forming operation by the
この場合、ウォームアップ状態でトランスフューズベルト61を停止しておく理由としては、トランスフューズベルト61に熱を奪われることにより、外部加熱ローラ66及び加圧ローラ67の立ち上がりが遅れるのを防止し、又、加熱されたトランスフューズベルト61により感光体ドラム3の温度が昇温するのを防止する2つの目的によるものである。又、トナー像Tを記録紙Pに定着するために必要な温度として、定着ニップ部Nの入口の直後位置での記録紙Pとトナー像Tとの界面温度が120゜C以上に昇温させておく必要がある。
In this case, the reason why the
そして、外部加熱ローラ66のウォームアップが完了した後、外部加熱ローラ66及び加圧ローラ67が回転駆動しトランスフューズベルト61を周回させると同時に、第1ないし第4画像形成ステーションSTa,STb,STc,STdにより形成された各色トナー像Tが、トランスフューズベルト61上に順次転写される。この際、外部加熱ローラ66における外部加熱ローラ線速比が、プラス0%以上で2%以下の範囲となるように、外部加熱ローラ66を駆動制御する。
Then, after the warming up of the
トランスフューズベルト61上に転写されたトナー像Tは、125゜Cに維持された外部加熱ローラ66からの熱により加熱溶融される。そして、この溶融したトナー像Tは、トランスフューズベルト61の移動により加圧ローラ67との対向位置(定着ニップ部N)に搬送され、この搬送タイミングに合わせてトランスフューズベルト61と加圧ローラ67との間の定着ニップ部Nに記録紙Pが送り込まれる。そして、記録紙Pが加圧ローラ67で押圧されることにより、溶融トナー像Tが記録紙P上にトランスフューズされる。
The toner image T transferred onto the
このとき、万一ジャム等の発生により、トナーがトランスフューズベルト61の表面にオフセットした場合でも、定着ニップ部N下流側でトランスフューズベルト61外周面に当接しているトランスフューズベルトクリーニングユニット65のクリーニングブレード651によって、トランスフューズベルト61表面に付着したオフセットトナーや紙粉等がクリーニングされる。
At this time, even if the toner is offset to the surface of the
又、トランスフューズベルト61は、熱伝導率が悪く熱容量も大きい上、加熱の際に定着ニップ部Nにおいて加圧ローラ67及び記録紙Pに熱を奪われ、更にその下流側の長い搬送区間における雰囲気中への放熱、並びに、トランスフューズベルト従動ローラ63との当接部においても熱を奪われるため、再び第4画像形成ステーションSTdとの当接部に戻るまでに十分冷却され、感光体ドラム3の感光特性に影響を与えることはない。
Further, the
上記の本実施の形態における転写定着同時方式を用いたカラーレーザープリンタ10によれば、外部加熱ローラ(加熱手段)66は、該外部加熱ローラ66の表面がトランスフューズベルト(中間転写体)61の表面と接触しており、該接触点における外部加熱ローラ66の表面が、該接触点におけるトランスフューズベルト61の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動する。又、トランスフューズベルト61の表面の移動速度に対する外部加熱ローラ66の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合、即ち、外部加熱ローラ線速比が、プラス0%以上で、且つ、2%以下となるように、外部加熱ローラ66の表面の移動速度が設定される。そのため、記録紙Pに転写されたトナー像が必要な濃度を備えると共に、このトナー像の画像乱れを抑制することができる。
According to the
尚、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、その他種種の変形例を包含している。例えば、本実施の形態では、本発明の画像形成装置をカラーレーザープリンタに適用した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、モノクロレーザープリンタ等のモノクロ画像形成装置や、カラー複写機として構成された画像形成装置や、複数の機能を備えた複合機として構成された画像形成装置にも適用することができる。 In addition, this invention is not limited to this Embodiment, The other various modifications are included. For example, in the present embodiment, the case where the image forming apparatus of the present invention is applied to a color laser printer has been described. However, the present invention is not limited to this, and a monochrome image forming apparatus such as a monochrome laser printer or a color copying machine. The present invention can also be applied to an image forming apparatus configured as a multi-function peripheral having a plurality of functions.
又、本実施の形態においては、中間転写体としてトランスフューズベルトを使用した場合について述べたが、ベルト形状のものに限定されるものではなく、例えばドラム形状のものを適用してもよい。 In this embodiment, the case where a transfuse belt is used as the intermediate transfer member has been described. However, the present invention is not limited to the belt shape, and for example, a drum shape may be applied.
1(1a〜1d) 露光ユニット
2(2a〜2d) 現像装置
3(3a〜3d) 感光体ドラム(トナー像担持体)
4(4a〜4d) 帯電器
5(5a〜5d) クリーナユニット
6 トランスフューズユニット
61 トランスフューズベルト(中間転写体)
611 基材
612 弾性層
613 離型層(表面層)
62 トランスフューズベルト駆動ローラ
63 トランスフューズベルト従動ローラ
64(64a〜64d) 転写ローラ
65 トランスフューズベルトクリーニングユニット
66 外部加熱ローラ(加熱手段)
661 中空芯金
662 ハロゲンランプ
663 コート材(離型層、表面層)
664 シリコーンゴム(弾性層)
67 加圧ローラ(加圧手段)
671 芯金
672 弾性層
673 離型層
674 ハロゲンランプ
69a サーミスタ
69b サーミスタ
10 カラーレーザープリンタ(画像形成装置)
N 定着ニップ部
P 記録紙(記録材)
S 記録紙搬送路
STa〜STd 画像形成ステーション
T トナー像
Z1 矢印
Z2 矢印
Z3 矢印
Z4 矢印
1 (1a to 1d) Exposure unit 2 (2a to 2d) Developing device 3 (3a to 3d) Photosensitive drum (toner image carrier)
4 (4a to 4d) Charger 5 (5a to 5d)
62 Transfuse
661 Hollow cored
664 Silicone rubber (elastic layer)
67 Pressure roller (Pressure means)
671
N Fixing nip P Recording paper (recording material)
S Recording paper transport path STa to STd Image forming station T Toner image Z1 arrow Z2 arrow Z3 arrow Z4 arrow
Claims (6)
前記加熱手段は、該加熱手段の表面が前記中間転写体の表面と接触しており、該接触点における前記加熱手段の表面が、該接触点における前記中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように循環移動すると共に、前記中間転写体の表面の移動速度に対する前記加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス0%以上であることを特徴とする画像形成装置。 A toner image is transferred upstream to the surface of the intermediate transfer body that circulates, and the transferred toner image is heated and melted by a heating means that comes in contact with the surface of the intermediate transfer body in the middle, and the heated and melted toner An image forming apparatus in which an image is transferred to a recording material such as paper downstream by a fixing unit and fixed at the same time,
In the heating unit, the surface of the heating unit is in contact with the surface of the intermediate transfer member, and the surface of the heating unit at the contact point is the same as the moving direction of the surface of the intermediate transfer member at the contact point. The heating means speed increase / decrease ratio, which is the ratio of increase / decrease in the movement speed of the surface of the heating means to the movement speed of the surface of the intermediate transfer member, is plus 0% or more. An image forming apparatus.
前記中間転写体の表面と接触する接触点における前記加熱手段の表面が、該接触点における前記中間転写体の表面の移動する方向と同じ方向に移動するように、前記加熱手段の表面を循環移動すると共に、前記中間転写体の表面の移動速度に対する前記加熱手段の表面の移動速度における増減の割合である加熱手段速度増減割合が、プラス0%以上となるようにして、前記加熱手段を駆動することを特徴とする画像形成装置における加熱手段の駆動方法。 A toner image is transferred upstream to the surface of the intermediate transfer member that circulates, and the transferred toner image is a heating unit that contacts the surface of the intermediate transfer member halfway. In the image forming apparatus in which the toner image heated and melted by the heating means in contact with the surface of the intermediate transfer member is transferred to a recording material such as paper downstream by the fixing means and fixed at the same time. A method for driving the heating means,
Circulating movement of the surface of the heating means so that the surface of the heating means at the contact point in contact with the surface of the intermediate transfer member moves in the same direction as the movement direction of the surface of the intermediate transfer member at the contact point. At the same time, the heating means is driven such that the heating means speed increase / decrease ratio, which is the ratio of increase / decrease in the movement speed of the surface of the heating means with respect to the movement speed of the surface of the intermediate transfer member, is 0% or more. A driving method of a heating unit in an image forming apparatus.
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JP2014145913A (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
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- 2006-04-27 JP JP2006124199A patent/JP2007298567A/en active Pending
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