JP2010066665A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画質の劣化を抑制した定着装置および画像形成装置の提供。
【解決手段】記録材97の搬送方向に沿って第1定着器81と第2定着器82を設ける。第1定着器は第1加熱ローラ83とこれに当接する第1加圧ローラ84からなり、第2定着器は第2加熱ローラ85とこれに当接する第2加圧ローラ86からなる。第1定着器と第2定着器との間に設置され、通気孔が形成された記録材支持手段90と、記録材支持手段の下方に設けるファン92と、記録材支持手段の温度を上昇させる加熱手段96を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】記録材97の搬送方向に沿って第1定着器81と第2定着器82を設ける。第1定着器は第1加熱ローラ83とこれに当接する第1加圧ローラ84からなり、第2定着器は第2加熱ローラ85とこれに当接する第2加圧ローラ86からなる。第1定着器と第2定着器との間に設置され、通気孔が形成された記録材支持手段90と、記録材支持手段の下方に設けるファン92と、記録材支持手段の温度を上昇させる加熱手段96を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、液体現像剤を用いた電子写真システムにおいて、定着処理を良好に行える構成とした定着装置および画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置においては、記録材に対する定着装置が用いられる。このような定着装置は、一対の加熱ローラと加圧ローラで定着器を構成し、加熱ローラと加圧ローラを当接させる位置でニップ部を形成する。前記加熱ローラには、ヒーターランプのような電気的加熱手段を設けている。前記ニップ部に記録用紙のような記録材を加熱、加圧させながら通過させて、定着処理を行う。
特許文献1には、記録材の搬送方向に沿って定着器を二対以上配設する画像形成装置が記載されている。特許文献1の図1を参照すると、記録材Pの搬送方向に2段の定着器9a(第1定着器)、9b(第2定着器)を設けている。この2段の定着器9a、9b間の距離は、搬送される記録材の搬送方向の長さよりも大きくして、記録材が第1定着器と第2定着器のニップに同時に挟持されることを防止し、画像ズレが生じないようにしている。
この種の画像形成装置においては、液体現像剤を用いる構成が知られている。このような液体現像剤を用いる場合には、記録材に対するキャリアの浸透に時間を要するため、特許文献1に記載されているように2段に構成されている定着器間の距離を大きくする必要がある。しかしながら、前記2段の定着器間の距離を大きくすると、1段目の定着器を通過した記録材の先端が重力方向に垂れ下り、2段目の定着器のニップ部に到達しない場合があり、定着処理が行えないという問題があった。また、記録材が2段目の定着器のニップ部に対して噛み込み不良となる場合があり、画質が劣化するという問題があった。
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、定着処理を良好に行える構成とした定着装置および画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の定着装置は、
第1の熱源で加熱される第1加熱ローラ、及び該第1加熱ローラに当接する第1加圧ローラを配設する第1定着器と、
前記第1定着器で加熱された記録材を支持するとともに、通気孔を有する記録材支持部材と、
前記記録材支持部材に前記記録材を引き寄せる気流を発生させるファンと、
前記記録材支持部材を加熱する記録材支持部材加熱手段と、
前記記録材支持部材で支持された前記記録材を加熱するとともに、第2の熱源で加熱される第2加熱ローラ、及び該第2加熱ローラに当接する第2加圧ローラを配設する第2定着器と、を有する
ことを特徴とする。
第1の熱源で加熱される第1加熱ローラ、及び該第1加熱ローラに当接する第1加圧ローラを配設する第1定着器と、
前記第1定着器で加熱された記録材を支持するとともに、通気孔を有する記録材支持部材と、
前記記録材支持部材に前記記録材を引き寄せる気流を発生させるファンと、
前記記録材支持部材を加熱する記録材支持部材加熱手段と、
前記記録材支持部材で支持された前記記録材を加熱するとともに、第2の熱源で加熱される第2加熱ローラ、及び該第2加熱ローラに当接する第2加圧ローラを配設する第2定着器と、を有する
ことを特徴とする。
また、本発明の定着装置は、前記第1加熱ローラと前記記録材支持部材の間に熱遮蔽手
段を設けたことを特徴とする。
段を設けたことを特徴とする。
また、本発明の定着装置は、前記ファンは、前記記録材の搬送方向における前記記録材支持部材の中央部よりも前記第1定着器側に配設することを特徴とする。
また、本発明の定着装置は、前記ファンを前記第1定着器側に向けることを特徴とする。
また、本発明の定着装置は、前記記録材支持部材加熱手段を前記記録材支持部材の前記記録材搬送方向の中央部よりも前記第2定着器側に配設することを特徴とする。
また、本発明の定着装置は、前記記録材支持部材加熱手段に温度検知手段を設けることを特徴とする。
また、本発明の定着装置は、前記記録材支持部材加熱手段は面状ヒータであり、前記面状ヒータに高抵抗領域と低抵抗領域とを設けたことを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、
像担持体と、
像担持体に潜像を形成する露光部と、
前記露光部で形成された潜像を現像する現像部と、
前記像担持体に現像された像が転写される転写部材と、
前記転写部材に転写された前記像を記録材に転写する転写部と、
第1の熱源で加熱される第1加熱ローラ、及び該第1加熱ローラに当接する第1加圧ローラを配設されるとともに、前記記録材を加熱する第1定着器と、
前記第1定着器で加熱された記録材を支持するとともに、通気孔を有する記録材支持部材と、
前記記録材支持部材に前記記録材を引き寄せる気流を発生させるファンと、
前記記録材支持部材を加熱する記録材支持部材加熱手段と、
前記記録材支持部材で支持された前記記録材を加熱するとともに、第2の熱源で加熱される第2加熱ローラ、及び該第2加熱ローラに当接する第2加圧ローラを配設する第2定着器と、を有する
ことを特徴とする。
像担持体と、
像担持体に潜像を形成する露光部と、
前記露光部で形成された潜像を現像する現像部と、
前記像担持体に現像された像が転写される転写部材と、
前記転写部材に転写された前記像を記録材に転写する転写部と、
第1の熱源で加熱される第1加熱ローラ、及び該第1加熱ローラに当接する第1加圧ローラを配設されるとともに、前記記録材を加熱する第1定着器と、
前記第1定着器で加熱された記録材を支持するとともに、通気孔を有する記録材支持部材と、
前記記録材支持部材に前記記録材を引き寄せる気流を発生させるファンと、
前記記録材支持部材を加熱する記録材支持部材加熱手段と、
前記記録材支持部材で支持された前記記録材を加熱するとともに、第2の熱源で加熱される第2加熱ローラ、及び該第2加熱ローラに当接する第2加圧ローラを配設する第2定着器と、を有する
ことを特徴とする。
本発明の実施形態につき、図により説明する。最初に、本発明において、2段の定着器を設置した理由について説明する。本発明は、不揮発性のキヤリアに固形分トナーを分散させた液体トナー(液体現像剤)を用いた定着装置と、この定着装置が適用される画像形成装置を対象としている。このような液体現像剤を使用する場合には、記録材にキヤリアが浸透すると記録材のコシが弱くなり、記録材にシワが発生しやすくなる。そこで、定着器の加圧力を弱くして、ローラの撓みを小さくし、記録材のシワ発生を防止することが考えられる。
しかしながら、定着器の加圧力を弱くすると、定着器のニップ長が短くなり定着強度が不足する。このような問題に対処するために、公知のベルト定着器や、複数加圧ローラを設けた定着器の適用が考えられる。前記ベルト定着器や、複数加圧ローラを設けた定着器の場合には、記録材の定着時に固形分トナーが溶融凝集し、一部のキヤリアが搾り出され、画像表面にキヤリアが噴出する。その結果、記録材の画像表面と定着器のローラ表面がスリップし易くなり、特にニップ部以外の圧力が小さくなる部分で、色ずれが起きやすい。よって、記録材の画像表面と定着器のローラ表面が接触する時は、圧力を十分にかける
必要がある。圧力が非常に小さい時は画像表面とローラ表面を完全に離間させることが必要である。したがって、本発明の定着装置では、2段定着器の構成を採用した。
必要がある。圧力が非常に小さい時は画像表面とローラ表面を完全に離間させることが必要である。したがって、本発明の定着装置では、2段定着器の構成を採用した。
次に、2段定着器の構成で定着器間の距離を離す理由について説明する。図17は、定着後の記録材を模式的に示す説明図である。図17において、97は記録材、73は記録材97に形成される画像、73aは高光沢部、73bは低光沢部である。低光沢部73bの直径は1〜3mmである。このように、キヤリア浸透速度の遅いコート記録材に定着を行ったときに、画像に海島状の光沢ムラ(低光沢部73b)が発生する場合がある。
このような光沢ムラの発生は、記録材表面へのキャリア噴出によるものと考えられる。図18〜図25は、定着器における記録材の画像状況を示す説明図である。図18は、1段目の定着器に記録材が搬送されてニップ部に到達したときの記録材の断面状態を示す説明図である。Daは記録材97の部分的な幅方向長さで10〜100μmである。75はキャリア、76は固形分トナー、83cは加熱ローラの表面に形成されている離形層である。
図19は、1段目の定着器のニップ中の記録材の状態を示す説明図である。記録材97の上側にはキャリアが浸透した層97aが形成されている。76aはトナー溶融凝集部、75aは一部キャリア噴出層である。図20は、記録材が1段目定着器通過後、2段目定着器のニップ突入前の画像を示す説明図である。Dbは記録材97の幅方向の長さで約10mmである。73dは表面の荒れ小の領域、73cは表面の荒れ大の領域、75aは噴出キャリアで表面が濡れて見える。このように、記録材表面へのキヤリア噴出の仕方が数mm範囲の海島ムラ状に異なるため、荒れ大の面と荒れ小の面ができる。キヤリア噴出がトナー層表面を荒らすことになる。
図21は、記録材が2段目定着器のニップ部に到達した際の画像を示す説明図である。図18、図19と同じところには同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図21においては、記録材97の表層にトナー層残留キャリア再噴出部75bが形成されている。このトナー層残留キャリア再噴出部75bにより、記録材97の表面に形成される画像が荒れることになる。図22は、2段目定着器通過後の記録材に形成される画像を示す説明図である。図20と同じところには同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図22においては、キャリアはすべて記録材に浸透し、記録材の表面には図17で説明した光沢ムラの面が形成されている。
図23は、1段目定着器と2段目定着器間の距離を図18よりも離した例で、2段目定着器のニップ部搬送前の画像の説明図である。図23において、73gは記録材97の内部の荒れが小の部分でキャリアを含む層、73hは記録材97の内部の荒れが大の部分でキャリアを含む層である。また、73eは記録材97の表面の荒れが大で残留キャリアのない層、73fは記録材97の表面の荒れが小で残留キャリアのない層である。このように、1段目定着器と2段目定着器間の距離を離せば離すほど、キヤリアの記録材への浸透が進行し、残留キヤリアのない層の厚みが増える。
図24は、図23のように1段目定着器と2段目定着器間の距離を離した場合に記録材表面の残留キャリアが少なくなる理由の説明図である。
図24は、2段目定着器のニップ中の画像を示している。図24において、73iは、加熱ローラ83cの表層に倣ってトナー溶融凝集が進行していく部分を示している。73iのようなトナー層残留キヤリア少量の領域が形成されるプロセスは、(1)キヤリア再噴出が発生する部分の減少、(2)荒れた固形分トナー層はローラ表層に倣って溶融凝集していく、(3)固形分トナー層の均一化、となる。
図24は、2段目定着器のニップ中の画像を示している。図24において、73iは、加熱ローラ83cの表層に倣ってトナー溶融凝集が進行していく部分を示している。73iのようなトナー層残留キヤリア少量の領域が形成されるプロセスは、(1)キヤリア再噴出が発生する部分の減少、(2)荒れた固形分トナー層はローラ表層に倣って溶融凝集していく、(3)固形分トナー層の均一化、となる。
図25は、2段目定着器通過後の画像を示す説明図である。73は、記録材97の残留キャリアがない層である。このように、1段目定着器と2段目定着器間の距離を離した場合には、トナー層残留キヤリアが減少し、キヤリア再噴出が低減できるので、均一に溶融凝集する固形分トナー層領域が拡大する。
図25に示されているように、1段目定着器と2段目定着器間の距離を離すことにより、記録材に光沢ムラのない画像が得られる。ここで、キヤリアが浸透した記録材は、コシが弱く1段目定着器と2段目定着器の間に記録材支持手段がないと、1段目定着器を通過した記録材を2段目定着器に良好に搬送させることが出来ない。
そこで、本発明の実施形態においては、1段目定着器と2段目定着器の間に記録材支持手段を設ける構成としている。このように、記録材支持手段を設ける構成とした場合に、定着器ウオームアップ終了後は、記録材支持手段は冷えた状態であり、記録材支持手段に記録材が接触することにより、記録材温度が低下する。このように、記録材温度が低下した状態で2段目定着器を通過すると、記録材は低光沢画像になる。次に、連続印刷を行うと、高温の記録材が記録材支持手段に接触しつづけるので、記録材支持手段は高温になる。
すなわち、1枚目から連続印刷を行うと記録材の光沢度が増加してしまうという問題があった。一方、両面印刷の連続印刷において、高温になった記録材支持手段に第1面目の画像が接触するとトナー再溶融凝集、キヤリア浸透促進が発生し、第2面目の画像にキヤリア染みが発生する場合があった。キヤリア染み発生個所は記録材の透明度が増し、第1面目の画像が透けて見えるという裏映りの問題が発生する。
このような記録材に対する裏映りの発生について、図26〜図29により説明する。図26は、両面印刷の際に第2面目が1段目定着器に搬送される前の記録材の状態を示している。図26において、97a〜97cは記録材の第1面目(下方)、97は記録材の第2面目(上方)を示している。記録材の第1面目は、キャリアのない層97b、残留キャリアのある層97c、キャリアが浸透した記録材97aで構成される。また、記録材の第2面目は、記録材97に未定着液体トナー98が形成されている。このように、記録材の第1面目のトナー量が多い時には、第1面目の定着終了後もトナー層にキヤリアが残留する場合がある。残留キャリアは、気泡のようになって閉じ込められている。
図27は、記録材の第2面目が1段目定着器のニップ通過中の記録材の状態を示している。図27の上側は加熱ローラ側、下側は加圧ローラ側である。図27において、加圧ローラ側の97dは、トナー再溶融凝集が表面から進行し、キャリア浸透が促進される部分である。加熱ローラ側では、記録材97の上にキャリア浸透層97a、半溶融凝集トナー層98a、キャリア噴出層98bが形成されている。
図28は、記録材の第2面目が1段目定着器通過後で2段目定着器に搬送される前の記録材の状態を示している。図28において、97dの部分は、前記のようにトナー再溶融凝集が表面から進行し、キャリア浸透が促進される部分であるが、高温記録材支持手段の接触は長時間なので、キャリア浸透がさらに促進される。記録材のニップ部通過時間は、数10〜100msであるのに対して、記録材支持手段の接触時間は数100〜1000msとなる。このように、記録材の記録材支持手段への接触時間が長くなるので、記録材の第1面目、第2面目共にトナー量が大のときには、第1面目、第2面目の互いの記録材へのキヤリア浸透が促進すると、記録材のキヤリア含浸量は上限値を超え、97aで示すように第2面目のトナーのない部分、あるいは、トナー量の少ない部分へ溢れ出す。
図29は、記録材の第2面目が2段目定着器通過後の状態を示している。図29におい
ては、キヤリアの溢れ出し層97aは更に拡大している。Dcは、記録材の透明度が増大し、第2面目から第1面目が透けて見える部分(裏写しの部分)を示している。このような、記録材に裏写しの部分が発生することを防止するには、記録材支持手段の温度を所定範囲内に制御する必要がある。
ては、キヤリアの溢れ出し層97aは更に拡大している。Dcは、記録材の透明度が増大し、第2面目から第1面目が透けて見える部分(裏写しの部分)を示している。このような、記録材に裏写しの部分が発生することを防止するには、記録材支持手段の温度を所定範囲内に制御する必要がある。
本発明の実施形態は、このような1段目定着器と2段目定着器の間に記録材支持手段を設ける構成とした場合の問題点の解決を図るものである。図1は、本発明の実施形態を示す説明図である。図1において、81は記録材97の搬送方向上流側に設けられている第1定着部(1段目定着器)、82は搬送方向下流側に設けられている第2定着部(2段目定着器)である。記録材97の表面には、トナー膜98が形成されている。第1定着部81には、第1加熱ローラ83と第1加圧ローラ84が設けられている。また、第2定着部82には、第2加熱ローラ85と第2加圧ローラ86が設けられている。第1定着部81の加熱ローラ83で加熱された記録材97は、前記第2定着部82の加熱ローラ85で再加熱される。
第1加熱ローラ83は、芯金として機能する金属ローラ(以下芯金と略記する)83aの外周にシリコンゴムなどの弾性層83bを設け、弾性層83bの外表面にフッ素樹脂などの離型層83cを施している。芯金83aの内部には、ヒータランプ99a(電気的熱源)が設けられている。第1加圧ローラ84は、芯金84aの外周にシリコンゴムなどの弾性層84bを設け、弾性層84bの外表面にフッ素樹脂などの離型層84cを施している。なお、第1加熱ローラ83の弾性層83bに施される離型層83cは、フッ素樹脂をコーティングもしくはフッ素樹脂チューブを被覆して形成される。
第2加熱ローラ85は、芯金85aの外周にシリコンゴムなどの弾性層85bを設け、弾性層85bの外表面にフッ素樹脂などの離型層85cを施している。第2加熱ローラ85の弾性層85bに施される離型層85cは、フッ素樹脂をコーティングもしくはフッ素樹脂チューブを被覆して形成される。芯金85aの内部には、ヒータランプ99bが設けられている。第2加圧ローラ86は、芯金86aの外周にシリコンゴムなどの弾性層86bを設け、弾性層86bの外表面にフッ素樹脂などの離型層86cを施している。ここで、第1の加熱ローラ83、第2の加熱ローラ85に設けられるヒータランプ99a、99bは図示を省略したコントローラに接続されて、温度制御が行われる。
90は記録材支持手段で、図3に示されているように、記録材の搬送方向に長い通気孔91を溝状に形成した板状の部材を用いる。93は、1段目定着器81の出口側(2段目定着器82側)に設置される熱遮蔽板である。熱遮蔽板93は、1段目定着器の加熱ローラ周囲の暖気を遮断する。熱遮蔽板の材質は、アルミ1mm厚、その他、鉄、ステンレス、ABS、PET、PBTなど耐熱樹脂を用いる。
92は、記録材支持手段90の中央部よりも1段目定着器81寄りの位置に設置されたファンである。ファン92を記録材支持手段90の中央部よりも1段目定着器81寄りの位置に設置する理由については、後述する。96は、記録材支持手段90の下部に設けた記録材支持手段90を加熱する加熱手段で、例えば面ヒータを用いる。94は、加熱手段96(面ヒータ)の加熱範囲内に設けた温度センサである。加熱手段96は、2段目定着器82側に設置する。1段目定着器81が動作すると、1段目定着器81の周辺の空気Aaが1段目定着器81のニップ部に引き込まれる。また、2段目定着器82が動作すると、2段目定着器82の周辺の空気Abが2段目定着器82のニップ部に引き込まれる。
図2は、図1の構成の変形例を示す説明図である。この変形例の要点を説明する。図2の例では、ファン92を記録材支持手段90に対して、1段目定着器81方向に傾けている。ファン92が動作すると、Ac方向に暖気が吸引される。Gは、1段目定着器81と
2段目定着器82間の距離(1段目定着器のニップ出口〜2段目定着器のニップ入り口間の距離)である。
2段目定着器82間の距離(1段目定着器のニップ出口〜2段目定着器のニップ入り口間の距離)である。
次に、図1で説明した本発明の実施形態における定着器の構成例について説明する。
1段目定着器のヒータランプ99a(ハロゲンランプ)1500W
2段目定着器のヒータランプ99b(ハロゲンランプ)1200W
1段目定着器と2段目定着器の加熱ローラ83、85の共通仕様
芯金:アルミニウム管、2mm厚
(その他材質、鉄、ステンレス、真鍮等)
弾性層:シリコーンゴム、2mm厚
(その他材質、フッ素ゴム、ウレタンゴムなど)
離型層:PFA 30um厚
(その他材質、PTFE、FEP、ETFE、PVDF、PVF、PCTFE、ECTFEなど)
外直径:60mm
1段目定着器と2段目定着器の加圧ローラ84、86の芯金、弾性層、離型層の仕様も加熱ローラ83、85と共通仕様とする。
1段目定着器のヒータランプ99a(ハロゲンランプ)1500W
2段目定着器のヒータランプ99b(ハロゲンランプ)1200W
1段目定着器と2段目定着器の加熱ローラ83、85の共通仕様
芯金:アルミニウム管、2mm厚
(その他材質、鉄、ステンレス、真鍮等)
弾性層:シリコーンゴム、2mm厚
(その他材質、フッ素ゴム、ウレタンゴムなど)
離型層:PFA 30um厚
(その他材質、PTFE、FEP、ETFE、PVDF、PVF、PCTFE、ECTFEなど)
外直径:60mm
1段目定着器と2段目定着器の加圧ローラ84、86の芯金、弾性層、離型層の仕様も加熱ローラ83、85と共通仕様とする。
図示していないバネで1段目定着器と2段目定着器のそれぞれの加熱ローラと加圧ローラを圧接する。ニップ部両端総荷重は70kgfとする。また、図示していない温度検知器で
1段目定着器と2段目定着器の加熱ローラの温度を検知する。温度検知の結果に基づき、1段目定着器と2段目定着器のヒータランプをON/OFF制御して、各加熱ローラの温度を160℃に維持するように制御する。なお、記録材印刷速度と記録材搬送速度は、次の速度で制御する。
記録材印刷速度:50ppm
記録材搬送速度:250mm/sec
1段目定着器と2段目定着器の加熱ローラの温度を検知する。温度検知の結果に基づき、1段目定着器と2段目定着器のヒータランプをON/OFF制御して、各加熱ローラの温度を160℃に維持するように制御する。なお、記録材印刷速度と記録材搬送速度は、次の速度で制御する。
記録材印刷速度:50ppm
記録材搬送速度:250mm/sec
次に、図1において、定着器周辺の構成について説明する。
ファン:ブラシレスDCファンを使用する。
温度センサ:サーミスタを使用する。
記録材支持手段:アルミ板1mm厚{その他、鉄、ステンレス、耐熱樹脂(ABS、POM、ナ
イロン等)}
ファン:ブラシレスDCファンを使用する。
温度センサ:サーミスタを使用する。
記録材支持手段:アルミ板1mm厚{その他、鉄、ステンレス、耐熱樹脂(ABS、POM、ナ
イロン等)}
図3は、記録材支持手段の構成を示す概略の平面図である。図3において、記録材支持手段90は、記録材の搬送方向に縦長の通気孔91が形成されている板状部材で構成されている。Eaは1段目定着器81の方向、Ebは2段目定着器82の方向、92は記録材支持手段90の裏面側に設けられているファン、94は温度センサである。記録材支持手段90の両側には、側面ダクト95a、95bが設けられている。96aは、記録材支持手段90の加熱手段であり、蛇行した線状ヒータを記録材支持手段90の下部に貼り付けたものである。加熱手段96aは、この例では記録材の搬送方向で記録材支持手段90の半分程度の領域に設置されている。
側面ダクト95a、95bには、図示を省略している誘導ダクトが連結されており、誘導ダクトの出口付近には排気ファンが設けられている。
記録材支持手段90の下方に吸引された気流Ja、Kaは、側面ダクト95a、誘導ダクトを経て外部に排出される。また、気流Jb、Kbは、側面ダクト95b、誘導ダクトを経て外部に排出される。
記録材支持手段90の下方に吸引された気流Ja、Kaは、側面ダクト95a、誘導ダクトを経て外部に排出される。また、気流Jb、Kbは、側面ダクト95b、誘導ダクトを経て外部に排出される。
図4、図5は、加熱手段の変形例を示す説明図である。図4の例では、加熱手段は、低抵抗部分96cと高抵抗部分96bを設ける。記録材支持手段90の裏面(下部)にガラスコートで絶縁層を形成し、その上に、電極と低抵抗部分96cを銀塗料で形成する。ま
た、高抵抗部分96bは、銀とパラジウム混合塗料でパターンを描いて形成する。低抵抗部分96cおよび高抵抗部分96bの表面にガラスコートで絶縁保護層を形成する。
た、高抵抗部分96bは、銀とパラジウム混合塗料でパターンを描いて形成する。低抵抗部分96cおよび高抵抗部分96bの表面にガラスコートで絶縁保護層を形成する。
図4において、加熱手段90としてステンレス薄板を使用し、この加熱手段90をポリイミドフィルムで挟んだ構成とすることができる。この場合には、電極と低抵抗部分を幅広のステンレス薄板で形成し、高抵抗部分を幅狭のステンレス薄板で形成する。図5は、図4の加熱手段の変形例を示している。図5の例では、電極96x、96y間に低抵抗部分96eと高抵抗部分96dとを連結した加熱手段を設ける。図4、図5に示すように、記録材支持手段90を加熱する加熱手段に高抵抗の領域(発熱量大)と、低抵抗の領域(発熱量小)を設けているので、記録材支持手段90の温度分布の制御がより精細に制御できる。
次に、図1に示された本発明の具体的な実施形態(最善実施例)の動作について説明する。定着器の動作シーケンスを次のように設定する。
(1)印刷開始命令
(2)1段目定着器の加熱ローラ回転駆動
(3)1段目定着器の加圧ローラ従動回転
(4)2段目定着器の加熱ローラ回転駆動
(5)2段目定着器の加圧ローラ従動回転
(6)1段目定着器のハロゲンランプ点灯、ウオームアップ開始
(7)2段目定着器のハロゲンランプ点灯、ウオームアップ開始
(8)加熱手段の通電とファンの回転を開始して、記録材支持手段の温度制御開始
(9)約8分後に1段目定着器の加熱ローラ温度が160℃に達する。1段目定着器の温
度制御開始
(10)約10分後に2段目定着器の加熱ローラ温度が160℃に達する。2段目定着器
の温度制御開始、ウオームアップ終了
(11)加熱手段とファンの温度制御により記録材支持手段温度が所定範囲内に入ってい
る。
(12)未定着画像が1段目定着器に搬送され、定着が行われる
(13)所定枚数の印刷が終了したら、1段目定着器と2段目定着器のハロゲンランプ消
灯、加熱手段の通電とファンの回転停止、1段目定着器と2段目定着器の加熱
ローラ回転駆動停止。
(1)印刷開始命令
(2)1段目定着器の加熱ローラ回転駆動
(3)1段目定着器の加圧ローラ従動回転
(4)2段目定着器の加熱ローラ回転駆動
(5)2段目定着器の加圧ローラ従動回転
(6)1段目定着器のハロゲンランプ点灯、ウオームアップ開始
(7)2段目定着器のハロゲンランプ点灯、ウオームアップ開始
(8)加熱手段の通電とファンの回転を開始して、記録材支持手段の温度制御開始
(9)約8分後に1段目定着器の加熱ローラ温度が160℃に達する。1段目定着器の温
度制御開始
(10)約10分後に2段目定着器の加熱ローラ温度が160℃に達する。2段目定着器
の温度制御開始、ウオームアップ終了
(11)加熱手段とファンの温度制御により記録材支持手段温度が所定範囲内に入ってい
る。
(12)未定着画像が1段目定着器に搬送され、定着が行われる
(13)所定枚数の印刷が終了したら、1段目定着器と2段目定着器のハロゲンランプ消
灯、加熱手段の通電とファンの回転停止、1段目定着器と2段目定着器の加熱
ローラ回転駆動停止。
図14は、加熱手段(面ヒータ)の温度制御手順を示すフローチャートである。図14において、ファンの駆動制御と加熱手段(面ヒータ)の温度制御を次のように行う。
S1:温度制御を開始する。
S2:ファンおよび加熱手段の制御停止命令が出たかどうかを判定する。
S3:S2の判定結果がYESであればファンの駆動と温度制御を停止する。
S4:S2の判定結果がNOであれば、温度センサによる記録材支持手段の温度検知結果が、検知温度<下限温度、かどうかを判定する。
S5:S4の判定結果がYESであればファンの回転を停止する。
S6:加熱手段(面ヒータ)を点灯する。
S7:温度センサによる記録材支持手段の温度検知結果が、検知温度>上限温度、かどうかを判定する。S7の処理は、前記S4の判定結果がNOの場合に、S4の処理から直接移行される。
S8:S7の判定結果がYESであれば加熱手段(面ヒータ)を停止する。
S9:ファンの回転を開始する。S9の処理は、前記S7の処理の判定結果がNOの場合に、S4の処理から直接移行される。
S1:温度制御を開始する。
S2:ファンおよび加熱手段の制御停止命令が出たかどうかを判定する。
S3:S2の判定結果がYESであればファンの駆動と温度制御を停止する。
S4:S2の判定結果がNOであれば、温度センサによる記録材支持手段の温度検知結果が、検知温度<下限温度、かどうかを判定する。
S5:S4の判定結果がYESであればファンの回転を停止する。
S6:加熱手段(面ヒータ)を点灯する。
S7:温度センサによる記録材支持手段の温度検知結果が、検知温度>上限温度、かどうかを判定する。S7の処理は、前記S4の判定結果がNOの場合に、S4の処理から直接移行される。
S8:S7の判定結果がYESであれば加熱手段(面ヒータ)を停止する。
S9:ファンの回転を開始する。S9の処理は、前記S7の処理の判定結果がNOの場合に、S4の処理から直接移行される。
なお、本発明の実施形態において、例えば記録材がA4横向きで搬送され、印刷速度が
50ppm、搬送速度が250mm/sec、の場合には、通紙時間が0.84sec、紙間間隔が0.36秒となる。このため、S2の判定において、ファン駆動を制御するのは時間が短すぎて現実的ではないので、ファン駆動制御は行わない。
50ppm、搬送速度が250mm/sec、の場合には、通紙時間が0.84sec、紙間間隔が0.36秒となる。このため、S2の判定において、ファン駆動を制御するのは時間が短すぎて現実的ではないので、ファン駆動制御は行わない。
上記の定着器の構成、および定着器の動作シーケンスとした場合に、記録材に形成される画像評価結果について説明する。記録材の片面印刷時の光沢度評価は次のように行う。画像の種類は、シアン色のベタ画像(光沢度が最も測定しやすい画像)とする。A4記録材を横方向に搬送し、連続印刷1000枚を行った際の記録材1枚目搬送後と200枚搬送毎の記録材支持手段の温度、光沢ムラ、光沢度を測定した。記録材の光沢ムラは、図17で示した画像ムラの有無を目視で判断した。光沢度の測定は、村上色彩研究所製/グロスメータ GM-26D75°により行った。次に、記録材の両面印刷裏映り評価については、次のように行う。
画像の種類は、
第1面目:シアン、マゼンダ2色ベタ(キヤリア量が多い条件)とする。
第2面目:一片40mm、正方形、シアン、マゼンダ2色ベタの市松模様とする。図6はこの市松模様の説明図である。記録材97に市松模様の画像98aを形成する。
画像の種類は、
第1面目:シアン、マゼンダ2色ベタ(キヤリア量が多い条件)とする。
第2面目:一片40mm、正方形、シアン、マゼンダ2色ベタの市松模様とする。図6はこの市松模様の説明図である。記録材97に市松模様の画像98aを形成する。
A4横通しで連続両面印刷1000枚を行い、1枚目と200枚毎の記録材支持手段の温度、裏映りの有無を測定した。また、記録材の種類は、次のJ紙とI紙の2種類とした。
富士ゼロックス製 J紙(キヤリア浸透速度大)
ザンダース製 イコノシルク紙I紙(キヤリア浸透速度小)
1段目定着器と2段目定着器の間隔は、80〜200mmの20mm刻みで変化させた。A4記録材
を横向きで搬送する場合には、搬送方向長さが210mmなので、1段目定着器と2段目定着
器の間隔は、200mm程度まで離すことが可能である。
富士ゼロックス製 J紙(キヤリア浸透速度大)
ザンダース製 イコノシルク紙I紙(キヤリア浸透速度小)
1段目定着器と2段目定着器の間隔は、80〜200mmの20mm刻みで変化させた。A4記録材
を横向きで搬送する場合には、搬送方向長さが210mmなので、1段目定着器と2段目定着
器の間隔は、200mm程度まで離すことが可能である。
表1は、前記J紙の評価結果(データ)を示し、表2は、表1の特性である。表2では、(1)片面印刷の際の記録材支持手段の温度と連続印刷枚数(1枚目、200枚目、400枚目、600枚目、800枚目、1000枚目)との関係、(2)両面印刷の際の記録材支持手段の温度と連続印刷枚数との関係、(3)光沢度と連続印刷枚数との関係、が示されている。
上記の表1の結果より、J紙はキャリア浸透速度が大きいので、80mm間隔でも光沢ムラが出ることは無く、1段目定着器と2段目定着器巻の距離が80〜200mmの間隔において、
光沢度の変化は無かった。さらに、両面印刷を1000枚連続で行ったが記録材に裏映りも発生しなかった。表2では、1段目定着器と2段目定着器間の距離が、次のように、7
つのパラメータ(80mm,100mm,120mm,140mm,160mm,180mm,200mm)で設定されている。
光沢度の変化は無かった。さらに、両面印刷を1000枚連続で行ったが記録材に裏映りも発生しなかった。表2では、1段目定着器と2段目定着器間の距離が、次のように、7
つのパラメータ(80mm,100mm,120mm,140mm,160mm,180mm,200mm)で設定されている。
表1から明らかなように、前記各距離において記録材支持手段の温度は(1枚目、200枚目、400枚目、600枚目、800枚目、1000枚目)それぞれに差が殆どない。例えば、前記距離が80mmでは、片面印刷で1枚目の温度は90℃、200枚目で110℃、400枚目で110℃、600枚目で111℃、800枚目で111℃、1000枚目で111℃である。また、前記距離が200mmでは、1枚目の温度は90℃、200
枚目で109℃、400枚目で110℃、600枚目で110℃、800枚目で110℃、1000枚目で110℃である。このため、表2の特性では、定着器間の距離のマークが重なっている。
枚目で109℃、400枚目で110℃、600枚目で110℃、800枚目で110℃、1000枚目で110℃である。このため、表2の特性では、定着器間の距離のマークが重なっている。
表3は前記I紙の評価結果を示し、表4は表3の特性である。表4も表2と同様に前記(1)〜(3)の特性、すなわち、連続印刷枚数と片面印刷および両面印刷の記録材支持手段の温度、連続印刷枚数と光沢度の関係が示されている。
表3より、I紙は140mm以上1段目定着器と2段目定着器の間隔を空けないと光沢ムラ
が発生する。しかしながら、両定着器間を200mmまで離しても、1枚目と1000枚連続
印刷後で記録材支持手段の温度は大きく異なることは無く、光沢度の変化も無かった。さらに、両面印刷を1000枚連続で行ったが裏映りも発生しなかった。このように、最善実施例では、J紙とI紙に共通して、1段目定着器と2段目定着器の間隔を140〜200mmまで空けることが可能である。また、J紙とI紙で1000枚両面連続印刷を行っても裏映りの発生はなかった。
が発生する。しかしながら、両定着器間を200mmまで離しても、1枚目と1000枚連続
印刷後で記録材支持手段の温度は大きく異なることは無く、光沢度の変化も無かった。さらに、両面印刷を1000枚連続で行ったが裏映りも発生しなかった。このように、最善実施例では、J紙とI紙に共通して、1段目定着器と2段目定着器の間隔を140〜200mmまで空けることが可能である。また、J紙とI紙で1000枚両面連続印刷を行っても裏映りの発生はなかった。
図7は、本発明の実施例2を示す説明図である。図7は、温度センサ94を加熱手段96の加熱範囲外の記録材支持手段90の裏面(下側)に設ける。その他の構成は、図1の最善実施例と同じである。表5はJ紙の評価結果(データ)であり、表6は表5の特性である。以下の実施例では、J紙またはI紙の一方のみの評価結果と特性を説明する。
実施例2においては、表5の評価結果より、片面印刷の場合に定着器間距離を同じとし
たときに、前記最善実施例よりも光沢度が低下している。例えば定着器間距離を80mmとした場合に1000枚目の光沢度は最善実施例では31であるが、実施例2では22である。また、定着器間距離を200mmとした場合に、800枚目の光沢度は最善実施例では31
であるが、実施例2では24である。さらに、1000枚目の光沢度は最善実施例では30であるが、実施例2では17である。
たときに、前記最善実施例よりも光沢度が低下している。例えば定着器間距離を80mmとした場合に1000枚目の光沢度は最善実施例では31であるが、実施例2では22である。また、定着器間距離を200mmとした場合に、800枚目の光沢度は最善実施例では31
であるが、実施例2では24である。さらに、1000枚目の光沢度は最善実施例では30であるが、実施例2では17である。
実施例2と最善実施例とを比較する。実施例2では、最善実施例と同様に、記録材が1段目定着器を通過後の記録材の温度は高温になっている。次に、1段目定着器の通過後に記録材は、記録材支持手段に接触を開始する。このため、記録材支持手段は温度上昇し、記録材は記録材支持手段の吸熱で温度低下する。この際の記録材支持手段の温度は、1段
目定着器に近い方>2段目定着器に近い方、となっている。このような記録材支持手段の温度の傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。
目定着器に近い方>2段目定着器に近い方、となっている。このような記録材支持手段の温度の傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。
実施例2のように、温度センサを加熱手段の領域外の1段目定着器に近い方に設けると、1段目定着器に近い方は十分に高温なので、面ヒータ点灯頻度が小さくなり、2段目定着器に近い方の温度が低下する。このため、片面連続印刷時に画像光沢度が若干低下することになる。したがって、図1に示した最善実施例のように、温度センサを2段目定着器に近い方に設けられた面ヒータ領域内に設置する。このような構成とすることにより、片面連続印刷時の2段目定着器に近い方の温度低下が低減でき、画像光沢度の低下が低減できる。
図8は、本発明の実施例3を示す説明図である。図8は、図1の最善実施例で設置された熱遮蔽板93を設けていない。その他の構成は、図1と同様である。表7はI紙の評価結果であり、表8はその特性である。
表7の評価結果より、片面印刷時に定着器間の距離が200mmで光沢度が上昇している。
また、両面印刷時に定着器間の距離が200mmで1000枚目印刷で裏映りが発生している
。これは、図8の実施例3では、前記熱遮蔽板を設けていないので、1段目定着器周辺の暖気が記録材支持手段に当たってしまい、冷却効率が低下したと考えられる。
また、両面印刷時に定着器間の距離が200mmで1000枚目印刷で裏映りが発生している
。これは、図8の実施例3では、前記熱遮蔽板を設けていないので、1段目定着器周辺の暖気が記録材支持手段に当たってしまい、冷却効率が低下したと考えられる。
図1に示した最善実施例と実施例3とを比較する。実施例3においても、最善実施例と同様に、1段目定着器搬送前の記録材温度は室温となっている。記録材が1段目定着器を通過後は、記録材温度が上昇した状態で2段目定着器に搬送される。この際の加熱ローラと記録材の温度差は、1段目定着器>2段目定着器、となっている。定着処理に使用される電力は、1段目定着器>2段目定着器、である。このため、ヒータ点灯時間は、1段目定着器>2段目定着器、とする。加熱ローラ発熱量は、1段目定着器>2段目定着器、となる。加熱ローラ周囲の暖気温度は、1段目定着器>2段目定着器、となっている。
最善実施例では、熱遮蔽板により1段目定着器の周囲暖気を記録材支持手段に当てないようにしており、記録材支持手段の冷却効率を高めている。このため、片面連続印刷時の画像光沢度増加を低減できる。また、最善実施例では、両面連続印刷時において、特に高温の記録材支持手段が長時間、記録材に接触する定着器間隔の広い条件(例えば200mm)
で、裏映りの発生は、連続印刷枚数が1000枚目以上の枚数に増やすことができる。
で、裏映りの発生は、連続印刷枚数が1000枚目以上の枚数に増やすことができる。
図9は、本発明の実施例4を示す説明図である。実施例4では、図1の最善実施例に対して、ファン92を記録材支持手段90のほぼ中央付近に設置している。他の構成は図1と同じである。表9はI紙の評価結果であり、表10はその特性である。
表9の評価結果より、片面印刷時に定着器間の距離が80mm〜200mmで光沢度が上昇して
いる。また、両面印刷時に定着器間の距離が200mmで800枚目と1000枚目印刷で裏
映りが発生している。これは、図9の実施例4では、ファン92の設置位置が、記録材支持手段の中央付近となったので、1段目定着器に近い方の記録材支持手段の冷却効率が低下したことによるものである。
いる。また、両面印刷時に定着器間の距離が200mmで800枚目と1000枚目印刷で裏
映りが発生している。これは、図9の実施例4では、ファン92の設置位置が、記録材支持手段の中央付近となったので、1段目定着器に近い方の記録材支持手段の冷却効率が低下したことによるものである。
図1に示した最善実施例と実施例4とを比較する。実施例4においても、最善実施例と同様に、1段目定着器搬送前の記録材温度は室温となっている。記録材が1段目定着器を通過後は、記録材温度が高温になる。この状態で記録材は記録材支持手段に接触を開始する。このため、記録材支持手段は温度が上昇し、記録材の温度は記録材支持手段に吸熱されて低下する。記録材支持手段の温度は、1段目定着器に近い方>2段目定着器に近い方
、となり、その傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。図1に示した最善実施例のように、ファンを1段目定着器に近い方に設けると、記録材支持手段の1段目定着器に近い方>2段目定着器に近い方、となっている温度差は低減する。この結果、片面連続印刷時の1段目定着器に近い方の温度上昇が低減でき、画像光沢度の増加が低減できる。また、両面連続印刷時において、特に高温の記録材支持手段が長時間、記録材に接触する定着器間隔の広い条件で、裏映りが発生するまでの連続印刷枚数を増加させることができる。
、となり、その傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。図1に示した最善実施例のように、ファンを1段目定着器に近い方に設けると、記録材支持手段の1段目定着器に近い方>2段目定着器に近い方、となっている温度差は低減する。この結果、片面連続印刷時の1段目定着器に近い方の温度上昇が低減でき、画像光沢度の増加が低減できる。また、両面連続印刷時において、特に高温の記録材支持手段が長時間、記録材に接触する定着器間隔の広い条件で、裏映りが発生するまでの連続印刷枚数を増加させることができる。
図10、図11は、本発明の実施例5を示す説明図である。実施例5の例では、図1の最善実施例に対して、加熱手段96を記録材支持手段90の全面に設ける。図11は加熱手段96の構成例を示しており、記録材支持手段90に設けた通気孔91に沿って、記録材の搬送方向に蛇行状に線ヒータを配置している。このため、加熱手段96は全体として面ヒータとなるように構成している。表11はI紙の評価結果であり、表12はその特性である。
表11の評価結果より、片面印刷時に定着器間の距離が80mm〜200mmで光沢度が上昇し
ている。また、両面印刷時に定着器間の距離が200mmで600枚目、800枚目と100
0枚目印刷で裏映りが発生している。これは、図10の実施例5では、加熱手段を記録材支持手段の全面に配置したため、1段目定着器に近い方の記録材支持手段の温度が上昇したことによるものである。
ている。また、両面印刷時に定着器間の距離が200mmで600枚目、800枚目と100
0枚目印刷で裏映りが発生している。これは、図10の実施例5では、加熱手段を記録材支持手段の全面に配置したため、1段目定着器に近い方の記録材支持手段の温度が上昇したことによるものである。
図1に示した最善実施例と実施例5とを比較する。実施例5においても、最善実施例と同様に、1段目定着器搬送前の記録材温度は室温となっている。記録材が1段目定着器を通過後は、記録材温度が高温になる。この状態で記録材は記録材支持手段に接触を開始する。このため、記録材支持手段は温度が上昇し、記録材の温度は記録材支持手段に吸熱されて低下する。記録材支持手段の温度は、1段目定着器に近い方>2段目定着器に近い方
、となり、その傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。
、となり、その傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。
最善実施例のように、加熱手段を2段目定着器に近い方に設けると、記録材支持手段の1段目定着器に近い方>2段目定着器に近い方、となっている温度差は低減する。1段目定着器に近い部分には加熱手段を設置しないことにより、片面連続印刷時の記録材支持手段の1段目定着器に近い方の温度上昇を低減できる。このため、片面連続印刷時の画像光沢度の増加が低減できる。また、両面連続印刷時において、特に高温の記録材支持手段が長時間、記録材に接触する定着器間隔の広い条件で、裏映りが発生するまでの連続印刷枚数を増加させることができる。
図12は、本発明の実施例6を示す説明図である。実施例6の例では、図1の最善実施例に対して、ファン92を設けていない。他の構成は図1と同じである。ただし、前記最善実施例の動作シーケンスで、ファンに関連する(8)、(11)、(13)では、ファンの動作はなされない。表13はI紙の評価結果であり、表14はその特性である。
表13の評価結果より、片面印刷時に定着器間の距離が80mm〜200mmで光沢度は低下し
ていない。これは、記録材支持手段の加熱は面ヒータにより行われるため、ウオームアップ直後の1枚目印刷における室温の記録材支持手段と記録材が接触することによる画像光沢度の低下は低減できることによる。また、両面印刷時に定着器間の距離が80mm〜200mm
で裏映りが発生している。これは、ファン92を設けていないので、記録材支持手段の冷却が行われないことによるものである。
ていない。これは、記録材支持手段の加熱は面ヒータにより行われるため、ウオームアップ直後の1枚目印刷における室温の記録材支持手段と記録材が接触することによる画像光沢度の低下は低減できることによる。また、両面印刷時に定着器間の距離が80mm〜200mm
で裏映りが発生している。これは、ファン92を設けていないので、記録材支持手段の冷却が行われないことによるものである。
図1に示した最善実施例と実施例6とを比較する。実施例6においても、最善実施例と同様に、1段目定着器搬送前の記録材温度は室温となっている。記録材が1段目定着器を通過後は、記録材温度が高温になる。この状態で記録材は記録材支持手段に接触を開始する。このため、記録材支持手段は温度が上昇し、記録材の温度は記録材支持手段に吸熱されて低下する。記録材支持手段の温度は、1段目定着器に近い方>2段目定着器に近い方
、となり、その傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。
、となり、その傾向は連続印刷を行うほど顕著になる。
最善実施例のようにファンを設けると、記録材支持手段の温度上昇は低減する。このため、片面連続印刷時に記録材支持手段の温度上昇を抑制して、画像光沢度の増加を低減することができる。さらに、両面連続印刷時の裏映りの発生を低減できる。
図13は、最善実施例との比較をするための参考例を示す説明図である。表15はJ紙の評価結果であり、表16はその特性である。また、表17はI紙の評価結果であり、表18はその特性である。図13の参考例においては、図1の最善実施例に対して、ファン、記録材支持手段を加熱する加熱手段を設けていない。また、記録材支持手段に通気孔を形成しておらず、アルミ板1mm厚平板を用いている。さらに、図3で説明した側面ダクト
、排気ファンに通じる不図示のダクトを設けていない。
なお、定着器の動作シーケンスは、前記最善実施例の(8)面ヒータ、ファンの温度制御開始、(11)面ヒータ、ファンの温度制御により記録材支持手段温度が所定範囲内に入っている、(13)の面ヒータ、ファン停止、の各動作は行われていない。
、排気ファンに通じる不図示のダクトを設けていない。
なお、定着器の動作シーケンスは、前記最善実施例の(8)面ヒータ、ファンの温度制御開始、(11)面ヒータ、ファンの温度制御により記録材支持手段温度が所定範囲内に入っている、(13)の面ヒータ、ファン停止、の各動作は行われていない。
表15、表17より、J紙、I紙ともに、片面印刷時に定着器間の距離が80mm〜200mm
で光沢度は低下している。また、J紙では、両面連続印刷の際に、定着器間の距離が140m
mで1000枚目に達すると裏映りが発生している。なお、I紙では、定着器間の距離が80mmで200枚目に達すると裏映りが発生している。
で光沢度は低下している。また、J紙では、両面連続印刷の際に、定着器間の距離が140m
mで1000枚目に達すると裏映りが発生している。なお、I紙では、定着器間の距離が80mmで200枚目に達すると裏映りが発生している。
図1の最善実施例では、記録材支持手段、記録材支持手段を加熱する加熱手段、ファン、記録材支持手段の温度センサを設け、温度センサの検知温度で加熱手段を温度制御している。このような温度制御を行うことにより記録材支持手段の温度を早く上昇させることができる。また、記録材が記録材支持手段に接触した時の温度低下を減少させることができる。特にウオームアップ終了後の1枚目印刷時の温度低下を減少させることができる。この結果、ウォームアップ直後、または、片面連続印刷初期の光沢度低下を低減することができる。
図15は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す模式的断面図、図16は画像形成装置の色毎の構成要素を示す断面図である。図15において、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)からなる各色に対し、同じ構成要素については、各色を表すY、M、C、Kをそれぞれに付して同一番号を用いている。そのうち、イエロー(Y)の構成を示したのが図16である。以下、画像形成装置について図15及び図16を参照して説明する。
画像形成装置1は、像担持体10Yの外周の回転方向(移動方向)に沿って、像担持体のクリーニングブレード16Y及び現像剤回収部17Yからなるクリーニング装置、帯電ローラ11Y、露光ユニット12Y、現像ユニット30Yの現像剤担持体の一例としての現像ローラ20Y、像担持体スクイーズローラ13Yとその付属構成であるクリーニングブレード14Y及び現像剤回収部15Yからなるクリーニング装置が配置されている。
現像ユニット30Yは、現像ローラ20Yの外周に、クリーニングブレード21Y、現像剤供給部材の一例としてのアニロクスローラを用いた現像剤供給ローラ32Yとその現像剤供給量を規制する規制ブレード33Y、現像剤圧縮ローラ22Yとその表面の現像剤を書き落とし除去するクリーニングブレード23Yが配置され、液体現像剤が収容された現像剤容器(リザーバ)31Yの中に、現像剤を一様分散状態に攪拌する現像剤攪拌ローラ34Yが配置されている。
また、中間転写体40を挟み像担持体10Yと対向する位置に一次転写部50Yの一次転写ローラ51Yが配置され、中間転写体40に沿ってその移動方向下流側に、さらに各色の一次転写部50Y(M、C、K)が配置されている。一次転写部50Y(M、C、K)の下流には、二次転写部60が配置され、ここで、画像が記録材に転写される。また、二次転写部60から記録材搬送経路L下流側には、定着部70が配置されている。
現像剤容器31Yに収容される液体現像剤は、顔料成分を含有する現像剤固形分としての樹脂微粒子と、分散剤と、不揮発性の液体キャリアとしてのキャリアオイルとからなり、熱可塑性樹脂中へ顔料等の着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約25%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤である。現像剤容器31Yに収容される液体現像剤は、像担持体への現像にともなって変化する現像剤濃度に応じ、トナー重量比35〜55%程度の高濃度に分散した現像剤又はキャリアをそれぞれ現像剤容器31Yに補給して液体現像剤攪拌ローラ34Yにより攪拌することにより一様分散状態にし、概略重量比でキャリア75%の中にトナー25%を分散させたものである。
画像形成部及び現像ユニット30Yでは、帯電ローラ11Yにより、像担持体10Yを一様に帯電させ、半導体レーザ、ポリゴンミラー、F−θレンズ等の光学系を有する露光
ユニット12Yにより、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザ光を照射して、帯電された像担持体10Y上に静電潜像を形成する。そして、各色(こではイエロー)の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器31Yから規制ブレード33Yにより供給現像剤量を規制して現像剤供給ローラ32Yから現像ローラ20Yに現像剤を供給して像担持体10Y上に形成された静電潜像を現像している。
ユニット12Yにより、入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザ光を照射して、帯電された像担持体10Y上に静電潜像を形成する。そして、各色(こではイエロー)の液体現像剤を貯蔵する現像剤容器31Yから規制ブレード33Yにより供給現像剤量を規制して現像剤供給ローラ32Yから現像ローラ20Yに現像剤を供給して像担持体10Y上に形成された静電潜像を現像している。
中間転写体40は、エンドレスの弾性ベルト部材であり、駆動ローラ41とテンションローラ42との間に巻き掛けて張架され、一次転写部50Y、50M、50C、50Kで像担持体10Y、10M、10C、10Kと当接しながら駆動ローラ41により回転駆動される。一次転写部50Y、50M、50C、50Kは、一次転写ローラ51Y、51M、51C、51Kが中間転写体40を挟んで像担持体10Y、10M、10C、10Kと対向配置される。像担持体10Y、10M、10C、10Kとの当接位置を転写位置として、現像された像担持体10Y、10M、10C、10K上の各色のトナー像を中間転写体40上に順次重ねて転写し、フルカラーのトナー像を形成している。
中間転写体40には、このように複数の像担持体(感光体)10Y、10M、10C、10Kに形成したトナー像を順次一次転写して重ね合わせて担持し、一括して記録材に二次転写する。そのため、二次転写行程において記録材にトナー像を転写するに当たって、記録材表面が繊維質などによって平滑でない記録材であっても、この非平滑な記録材表面に倣って二次転写特性を向上させる手段として、弾性ベルト部材を採用している。二次転写部60は、二次転写ローラ61が中間転写体40を挟んでベルト駆動ローラ41と対向配置され、さらに二次転写ローラのクリーニングブレード62、現像剤回収部63からなるクリーニング装置が配置される。二次転写部60では、中間転写体40上に色重ねして形成されたフルカラーのトナー画像や単色のトナー画像が二次転写部60の転写位置に到達するタイミングに合せて記録材搬送経路Lにて用紙、フィルム、布等の記録材を搬送、供給し、そのシート材に単色のトナー画像やフルカラーのトナー画像を二次転写する。
記録材搬送経路Lの下流には、定着装置が配置される。この定着装置は、第1加熱ローラ83と第1加圧ローラ84が設けられている第1定着部81、第2加熱ローラ85と第2加圧ローラ86が設けられている第2定着部82、記録材支持手段90、ファン92、熱遮蔽板93、温度センサ94、記録材支持手段90の加熱手段96を有している。定着装置で記録材上に転写された単色のトナー像やフルカラーのトナー像を用紙等の記録材に融着させ定着させ、最終的な記録材上の画像形成を終了する。二次転写ローラ61も、表面が繊維質などによって平滑でない記録材であっても、この非平滑な記録材表面に倣って二次転写特性を向上させる手段として、表面に弾性体を被覆した弾性ローラで構成している。これは、複数の像担持体10Yに形成したトナー像を順次1次転写して中間転写体40に重ね合わせて担持し、一括して記録材に二次転写する中間転写体40に採用した弾性ベルト部材と同様の目的である。
ベルト駆動ローラ41と共に中間転写体40を張架するテンションローラ42側には、その外周に沿って、中間転写体40に当接するクリーニングブレード43、そのクリーニングブレード43がクリーニングした現像剤を回収する現像剤回収部44からなるクリーニング装置が配置されている。二次転写部60を通過後の中間転写体40は、クリーニングブレード43により中間転写体40上のクリーニングが行われ、再び、一次転写部50へと向かう。
現像剤容器31Yにおいて、液体現像剤の中のトナー粒子はプラスの電荷を有し、現像剤は、撹拌ローラ34Yにより撹拌されて一様分散状態になり、現像剤供給ローラ32Yが回転することによって、現像剤容器31Yから汲み上げられ、規制ブレード33Yによって現像剤量が規制されて現像ローラ20Yに供給される。
次に、現像剤回収手段について説明する。本実施形態の画像形成装置では、現像剤回収手段の有するクリーニング装置により現像剤を掻き落として回収している。現像剤回収手段としては、現像ローラ20のクリーニングを行う現像ローラクリーニング装置21、現像剤圧縮ローラ22のクリーニングを行う現像剤圧縮ローラクリーニング装置23、像担持体スクイーズ装置13〜15、像担持体クリーニング装置16、17、中間転写体クリーニング装置43〜44、さらには2次転写ローラクリーニング装置62、63等を備えている。
現像ユニット30Yでは、現像ローラ20Yに担持された液体現像剤のトナーを圧縮状態にする現像剤圧縮ローラ22Yのクリーニングを行う現像剤圧縮ローラクリーニング装置の一例としてのクリーニングブレード23Y、現像ローラ20Yのクリーニングを行う現像ローラクリーニング装置の一例としてのクリーニングブレード21Yを有する。クリーニングブレード21Yは、現像ローラ20Yが像担持体10Yと当接する現像ニップ部より現像ローラ20Yの回転方向の下流側に配置されて、現像ローラ20Yに残存する現像剤を掻き落とし、クリーニングブレード23Yは、図中矢印方向に回転して現像剤圧縮ローラ22Yの現像剤を掻き落として除去し現像剤容器31Y内の現像剤に合流(併合)させて再利用される。尚、これら合流するキャリア及びトナーは混色状態にはない。また、回収した現像剤は、廃棄してもよい。
像担持体スクイーズ装置は、像担持体10Yに対向して現像ローラ20Yより回転方向下流側に配置される。像担持体スクイーズ装置は、像担持体スクイーズローラ13Yと、該像担持体スクイーズローラ13Yに押圧摺接して表面をクリーニングするクリーニングブレード14Yと現像剤回収部15Yから構成される。このような構成とすることにより、像担持体スクイーズ装置は、像担持体10Yに現像された現像剤から余剰なキャリア及び本来不要なカブリトナーを回収し、顕像内のトナー粒子比率を上げる機能を有する。
本実施形態では、像担持体スクイーズローラ13Yを像担持体10Yに対して略同一周速度でウィズ回転させ、像担持体10Yに現像された現像剤から重量比5〜10%程度の余剰キャリアを回収して双方の回転駆動負荷を軽減するとともに、像担持体10Yの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。像担持体スクイーズローラ13Yによって回収された余剰なキャリア及び不要なカブリトナーはクリーニングブレード14Yの作用によって像担持体スクイーズローラ13Yから現像剤回収部15Yに回収される。尚、この回収した余剰なキャリア及びカブリトナーは専用の孤立した像担持体10Yから回収しているので各色の画像形成部において混色現象は発生しない。
一次転写部50Yでは、像担持体10Yと中間転写体40が等速度で移動して像担持体10Yに現像された現像剤像を一次転写ローラ51Yにより中間転写体40へ転写することにより、回転及び移動の駆動負荷を軽減するとともに、像担持体10Yの顕像トナー像への外乱作用を抑制している。なお、1色目の一次転写部50Yでは初回一次転写なので混色現象は発生しないが、2色目以降は既に一次転写されたトナー像部位に更に異なるトナー像を転写して色重ねする。
このため、中間転写体40から像担持体10Y(M、C、K)へトナーが移行する所謂逆転写現像によって逆転写トナーと転写残りトナーは混色して余剰キャリアとともに像担持体10Y(M、C、K)に担持されて移動し、像担持体クリーニング装置の一例としてのクリーニングブレード16Y(M、C、K)の作用によって像担持体10Y(M、C、K)から現像剤回収部17Y(M、C、K)に回収される。
中間転写体40上の不要トナー画像が、二次転写ローラ61に接して転写され記録材裏
面汚れを引き起こす場合がある。これら不要トナー像に対し、中間転写体40のクリーニングブレード43による中間転写体40上のクリーニング、二次転写ローラのクリーニングブレード62による二次転写ローラ61のクリーニングを行う。このように二次転写ローラのクリーニングブレード62は、二次転写ローラ61に転写された現像剤(キャリア内に分散したトナー)を除去する手段として備え、二次転写ローラ61から現像剤を回収される。
面汚れを引き起こす場合がある。これら不要トナー像に対し、中間転写体40のクリーニングブレード43による中間転写体40上のクリーニング、二次転写ローラのクリーニングブレード62による二次転写ローラ61のクリーニングを行う。このように二次転写ローラのクリーニングブレード62は、二次転写ローラ61に転写された現像剤(キャリア内に分散したトナー)を除去する手段として備え、二次転写ローラ61から現像剤を回収される。
以上、本発明の画質の劣化を抑制した定着装置および画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
10Y、10M、10C、10K…像担持体、11Y、11M、11C、11K…帯電ローラ、12Y、12M、12C、12K…露光ユニット、20Y、20M、20C、20K…現像ローラ(現像剤担持体)、40…中間転写体、50Y、50M、50C、50K…一次転写部、60…二次転写部、61…二次転写ローラ、80…定着装置、81…第1定着部、82…第2定着部、83…第1加熱ローラ、84…第1加圧ローラ、85…第2加熱ローラ、86…第2加圧ローラ、90・・・記録材支持手段、91・・・通気孔、
92・・・ファン、93・・・熱遮蔽板、94・・・温度センサ、96・・・加熱手段、97・・・記録材、98・・・トナー膜
92・・・ファン、93・・・熱遮蔽板、94・・・温度センサ、96・・・加熱手段、97・・・記録材、98・・・トナー膜
Claims (8)
- 第1の熱源で加熱される第1加熱ローラ、及び該第1加熱ローラに当接する第1加圧ローラを配設する第1定着器と、
前記第1定着器で加熱された記録材を支持するとともに、通気孔を有する記録材支持部材と、
前記記録材支持部材に前記記録材を引き寄せる気流を発生させるファンと、
前記記録材支持部材を加熱する記録材支持部材加熱手段と、
前記記録材支持部材で支持された前記記録材を加熱するとともに、第2の熱源で加熱される第2加熱ローラ、及び該第2加熱ローラに当接する第2加圧ローラを配設する第2定着器と、を有することを特徴とする、定着装置。 - 前記第1加熱ローラと前記記録材支持部材の間に熱遮蔽手段を設けたことを特徴とする、請求項1に記載の定着装置。
- 前記ファンは、前記記録材の搬送方向における前記記録材支持部材の中央部よりも前記第1定着器側に配設することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の定着装置。
- 前記ファンを前記第1定着器側に向けることを特徴とする、請求項2または請求項3に記載の定着装置。
- 前記記録材支持部材加熱手段を前記記録材支持部材の前記記録材搬送方向の中央部よりも前記第2定着器側に配設することを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記記録材支持部材加熱手段に温度検知手段を設けることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記記録材支持部材加熱手段は面状ヒータであり、前記面状ヒータに高抵抗領域と低抵抗領域とを設けたことを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の定着装置。
- 像担持体と、
像担持体に潜像を形成する露光部と、
前記露光部で形成された潜像を現像する現像部と、
前記像担持体に現像された像が転写される転写部材と、
前記転写部材に転写された前記像を記録材に転写する転写部と、
第1の熱源で加熱される第1加熱ローラ、及び該第1加熱ローラに当接する第1加圧ローラを配設されるとともに、前記記録材を加熱する第1定着器と、
前記第1定着器で加熱された記録材を支持するとともに、通気孔を有する記録材支持部材と、
前記記録材支持部材に前記記録材を引き寄せる気流を発生させるファンと、
前記記録材支持部材を加熱する記録材支持部材加熱手段と、
前記記録材支持部材で支持された前記記録材を加熱するとともに、第2の熱源で加熱される第2加熱ローラ、及び該第2加熱ローラに当接する第2加圧ローラを配設する第2定着器と、を有することを特徴とする、画像形成装置。
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JP2008234660A JP2010066665A (ja) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | 定着装置および画像形成装置 |
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JP2013072953A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2013076998A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-25 | Ricoh Co Ltd | 画像形成システム、画像形成装置 |
JP2013113898A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置および画像形成装置 |
JP2013120330A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置および画像形成装置 |
JP2014006336A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Konica Minolta Inc | 画像処理装置、画像処理方法および印刷システム |
-
2008
- 2008-09-12 JP JP2008234660A patent/JP2010066665A/ja active Pending
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