JP2008145815A

JP2008145815A - 定着装置、それを用いた画像形成装置、定着方法及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2008145815A
Application number: JP2006334134A
Authority: JP
Inventors: Mikio Furumizu; 幹央古水; Masahiro Maeda; 将宏前田; Yoichi Yamada; 陽一山田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】定着性を損なうことなく、生産性を上げる定着装置、それを用いた画像形成装置、定着方法及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】転写材に現像剤を定着させる定着回転体１７２，１７３と、定着回転体１７２，１７３の回転速度を変更する印刷速度変更手段と、印刷データの画線率を計測する画線率計測手段と、前記画線率計測手段の計測した印字画線率に応じて前記印刷速度変更手段を制御する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、像担持体に形成された像を定着する定着装置、それを用いた画像形成装置、定着方法及び画像形成方法に関するものである。

一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段とを有している。

カラー画像を形成するロータリ方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して配置する。これらトナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上で複数色（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒））のトナー像を重ね合わせ、中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。

このような画像形成装置において、従来、像を転写材に定着する定着装置を備え、紙種等に応じて定着熱量を制御し、紙種によらず安定した定着性が得られるものがあった（特許文献１）。
特開２００２−３５２９３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明によると、画線率によって定着速度を変更する制御は実行しておらず、画線率の低いパターンの印字に対して生産性が低かった。

本発明は、従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着性を損なうことなく、生産性を上げる定着装置、それを用いた画像形成装置、定着方法及び画像形成方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の転写装置は、転写材に現像剤を定着させる定着回転体と、前記定着回転体の回転速度を変更する印刷速度変更手段と、印刷データの画線率を計測する画線率計測手段と、前記画線率計測手段の計測した画線率に応じて前記印刷速度変更手段を制御する判定手段とを備えたことを特徴とするので、効率的な定着をすることができる。

また、前記判定手段は、前記画線率に閾値を設定し、前記閾値以下の場合に前記印刷速度変更手段により定着回転体の回転速度が速くなるように制御することを特徴とするので、画線率が低い場合の生産性を良くすることができる。

また、前記判定手段は、モノクロモードかカラーモードかを判定し、モノクロモードのみ印刷速度を変更可能とすることを特徴とするので、効率的に印刷することができる。

さらに、本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電器と、前記像担持体に潜像を形成する像書込手段と、前記像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体により現像された前記像担持体上の画像を転写する中間転写体と、前記中間転写体上の画像を転写材に転写する二次転写部と、前記転写材上の画像を定着する前記定着装置と、前記転写材を搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とするので、定着装置だけでなく画像形成装置全体として効率的な印刷をすることができる。

また、前記画線率計測手段は、前記画線率を前記像書込手段の露光点灯時間から計測することを特徴とするので、既存の構造で部品点数等が増えることなく、簡単に計測することができる。

また、前記印刷速度変更手段は、全印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くすることを特徴とするので、効率的な印刷をすることができる。

また、前記印刷速度変更手段は、前記像書込手段以外の印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くすることを特徴とするので、効率的な印刷をすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明が適用される画像形成装置の縦断側面図である。図１において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイ等の発光素子を用いるラインヘッドや光源にレーザ光を用いた走査光学系等が設けられている像書込手段（露光手段）１６７、中間転写体としての中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着装置の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８等が設けられている。

現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転するトナー担持体としての現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナー供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。

感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルト１６９に動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。

このような構造の画像形成装置１６０現像装置１６１から中間転写ベルト１６９までの動作について説明する。まず、トナー供給ローラ１６３から現像ローラ１６２にトナーを供給する。この時、規制ブレード１６４によりトナー量を調整する。現像ローラ１６２は、帯電器１６８により帯電され、ラインヘッド１６７等により形成された感光体ドラム１６５上の潜像を現像する。感光体ドラム１６５上の画像は、中間転写ベルト１６９に転写される。

用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。

上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、前述した定着ヒータＨを有する定着装置１で定着処理がなされる。定着装置１には、加熱ローラ１７２及び逆クラウン形状の加圧ローラ１７３からなる定着ローラが設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路（両面搬送路）１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１８３は第１の両面ローラ、１８４は第２の両面ローラである。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレイ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。ハウジングケース１９０には、排気ファン１９１が設けられている。ハウジングケース１９０の用紙搬送路１７４側には、ジャム時に用紙を引き出すための開閉扉１９０ａが設けられている。

また、ピックアップローラ１７９の用紙搬送方向からみて下流側の片面用紙搬送路１７４には、フィードローラ１８１が設けられている。また、二次転写ローラ１７１の上流側にはゲートローラ１８０が配置されている。

図２は、本実施形態のブロック図を示す。図中、２は入力手段としての画線率計測手段、３は判定手段、４は全プロセス速度を変更する印刷速度変更手段である。画線率計測手段２は、印刷データの印字画線率を計測する手段であり、本実施形態では像書込手段１６７の印刷データに応じた露光点灯時間から計測する。判定手段３は、画線率計測手段２の計測した印字画線率が所定の閾値以上であるかを判定し、印刷速度変更手段４に変更プロセス速度の信号を出力する。閾値は、画線率５％〜５０％、好ましくは、画線率１０％〜２０％の間に設定する。本実施形態では、閾値を画線率１０％に設定した。印刷速度変更手段４は、判定手段３の判定により帯電器１６８、像書込手段１６７、現像ローラ１６２、感光体ドラム１６５及び中間転写ベルト１６９等の全プロセス速度を変更する。なお、印刷速度変更手段４は全プロセス速度を変更する場合のみではなく、像書込手段１６７以外の全プロセス速度の変更を実行してもよい。また、定着装置１のみで通紙速度の変更を実行してもよい。なお、印刷速度は、閾値以上の画線率の場合のプロセス速度をデフォルト値である１とした場合、閾値未満の画線率では約１．１〜２、好ましくは、１．２〜１．５とする。

図３は、第１実施形態のフローチャートを示す。まず、ステップ１で、画線率計測手段２により印字画線率を計測する（ＳＴ１）。次に、ステップ２で、判定手段３により印字画線率が閾値として設定した１０％以上かを判定する（ＳＴ２）。印字画線率が１０％以上の場合、ステップ３で、デフォルト値の速度で印字を実行する（ＳＴ３）。印字画線率が１０％未満の場合、ステップ４で、印刷速度変更手段３により高速の印字を実行する（ＳＴ４）。

表１は、実施例の画線率と通紙速度の関係を示し、図４は、実施例をまとめたグラフである。

実施時の定着装置１の仕様は、３５mm径の加熱ローラ１７２と３０mmの加圧ローラ１７３の２ローラ式、ニップ幅７mm、設定温度１８０℃である。出力パターンは、モノクロで画線率が１０％の６〜１２ポイント文字＋２０mm×２０mm×２個の１００％パッチパターンである。プロセス速度は、通常速度２２０mm/secで、解像度は６００dpiである。表１において、文字品質の判定基準は、出力文字を１０倍に拡大し、文字の途切れの有り、無しで判定した。

また、ベタパッチのＯＤ値は、Ａ３用紙後端部のパッチ濃度をGretagMacbeth社のSpectroScanにて測定し、グラフ中の記号は、デフォルト速度の濃度に対して、１０％未満の濃度低下の場合に○、１０％以上〜２０％未満の濃度低下をした場合に△、２０％以上変化した場合に×とした。

このように、文字品質に関しては、通紙速度を変化させても文字の途切れはあまりないが、ＯＤ値で判定すると、画線率が大きくなるほど、通紙速度は遅くしなければ良い結果とならないことがわかった。したがって、図４に示したグラフ中の点線等を画線率に対する通紙速度の閾値として設定するとよい。

次に第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態のフローチャートを示す。第２実施形態では、カラーモードとモノクロモードを選択し、モノクロモードのみ画線率により印刷速度を変更するものである。

まず、ステップ１１で、判定手段３により、カラーモードかモノクロモードかを判断する（ＳＴ１１）。次に、ステップ１２で、画線率計測手段２により印字画線率を計測する（ＳＴ１２）。次に、ステップ１３で、判定手段３により、印字画線率が閾値として設定した１０％以上かを判定する（ＳＴ１３）。印字画線率が１０％以上の場合、ステップ１４で、デフォルト値の速度で印字を実行する（ＳＴ１４）。印字画線率が１０％未満の場合、ステップ１５で、印刷速度変更手段により高速の印字を実行する（ＳＴ１５）。

このように、本実施形態の定着装置１は、転写材に現像剤を定着させる定着ローラ１７２，１７３と、定着ローラ１７２，１７３の回転速度を変更する印刷速度変更手段４と、印刷データの画線率を計測する画線率計測手段２と、画線率計測手段２の計測した画線率に応じて印刷速度変更手段４を制御する判定手段３とを備えたので、効率的な定着をすることができる。

また、判定手段３は、画線率に閾値を設定し、閾値以下の場合に印刷速度変更手段４により定着ローラ１７２，１７３の回転速度が速くなるように制御するので、画線率が低い場合の生産性を良くすることができる。

また、判定手段３は、モノクロモードかカラーモードかを判定し、モノクロモードのみ印刷速度を変更可能とするので、効率的に印刷することができる。

さらに、本実施形態の画像形成装置１６０は、感光体ドラム１６５と、感光体ドラム１６５を帯電させる帯電器１６８と、感光体ドラム１６５に潜像を形成する像書込手段１６７と、像担持体１６５上の潜像を現像する現像ローラ１６２と、現像ローラ１６２により現像された感光体ドラム１６５上の画像を転写する中間転写ベルト１６９と、中間転写ベルト１６９上の画像を転写材に転写する二次転写部と、転写材上の画像を定着する定着装置１と、転写材を搬送する搬送手段と、を備えたので、画像形成装置全体として効率的な印刷をすることができる。

また、画線率計測手段２は、画線率を像書込手段１６７の露光点灯時間から計測するので、既存の構造で部品点数等が増えることなく、簡単に計測することができる。

また、印刷速度変更手段４は、全印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くするので、効率的な印刷をすることができる。

また、印刷速度変更手段４は、像書込手段１６７以外の印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くするので、効率的な印刷をすることができる。

以上、本発明の実施形態にかかる定着装置、画像形成装置、定着方法及び画像形成方法について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されず種々の変形が可能である。

第１実施形態の画像形成装置を示す縦断側面図である。第１実施形態のブロック図である。第１実施形態のフローチャートを示す図である。第１実施形態の実施例の結果のグラフを示す図である。第２実施形態のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１…定着装置、２…画線率計測手段、３…判定手段、４…印刷速度変更手段、１６０…画像形成装置、１６１…現像装置、１６２…現像ローラ（現像剤担持体）、１６５…感光体ドラム（像担持体）、１６７…像書込手段、１６８・・・帯電器、１６９…中間転写ベルト（中間転写体）、１７１…二次転写ローラ（二次転写部）、１７２…加熱ローラ（定着回転体）、１７３…加圧ローラ（定着回転体）

Claims

転写材に現像剤を定着させる定着回転体と、前記定着回転体の回転速度を変更する印刷速度変更手段と、印刷データの画線率を計測する画線率計測手段と、前記画線率計測手段の計測した印字画線率に応じて前記印刷速度変更手段を制御する判定手段とを備えたことを特徴とする定着装置。
前記判定手段は、前記画線率に閾値を設定し、前記閾値以下の場合に前記印刷速度変更手段により定着回転体の回転速度がデフォルト値よりも速くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記判定手段は、モノクロモードかカラーモードかを判定し、モノクロモードのみ印刷速度を変更可能とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電器と、前記像担持体に潜像を形成する像書込手段と、前記像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体により現像された前記像担持体上の画像を転写する中間転写体と、前記中間転写体上の画像を転写材に転写する二次転写部と、前記転写材上の画像を定着する前記定着装置と、前記転写材を搬送する搬送手段と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置を用いた画像形成装置。
前記画線率計測手段は、前記画線率を前記像書込手段の露光点灯時間から計測することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記印刷速度変更手段は、全印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
前記印刷速度変更手段は、前記像書込手段以外の印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
印刷データの画線率が所定値以下の場合に定着回転体の回転速度をデフォルト値よりも速くすることを特徴とする定着方法。
印刷データの画線率が所定値以下の場合に全印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くすることを特徴とする画像形成方法。
印刷データの画線率が所定値以下の場合に像書込手段以外の印刷プロセス速度をデフォルト値よりも速くすることを特徴とする画像形成方法。