JP2012168413A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力定着ユニットを用いたモノクロ画像形成装置において、電力消費を低減しつつ定着ニップ抜け時の異音がなく定着率を確保する。
【解決手段】定着圧を多重毎に変更するのではなく、一定圧で画像条件に対応して最適な定着プロセスを行う。複数回記録シートを通すことにより、同一圧力で定着率をアップさせる。すなわち、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を画像パターンに対応して行うことにより、定着ニップ抜け時の異音を発生させることなく同一圧力定着装置で画像パターンに適した定着率を確保し、良好な画像形成サンプルの出力を可能とする。
【選択図】図４

Description

本発明は圧力定着装置を有する画像形成装置に関し、詳しくは、圧力定着装置を有するモノクロ画像形成装置に関する。

一般的に、熱定着装置は定着画質、定着性が良いがウォームアップに時間がかかり電力消費が多い。一方、圧力定着装置はプリントが即可能となる点では優れるが、画質定着性が良くない。また、圧力定着装置は荷重のみでトナーをシートに定着させることから、一般的には金属ローラ対で構成し、高荷重をローラ間に加えるので、厚めのシートＳが定着ニップを抜ける際にガツンという異音が生じるため、許容レベルの音で荷重を制限する必要がある。

特許文献１において開示されている技術は、多重定着の定着圧を変化させるものであるが、圧のみを変化させるというもので、その他の作像条件についての開示はないが、一度圧力定着された記録シートをさらにもう一度定着ローラ間を通過させることで以下の問題が生じるとしている。すなわち、
（１）同一の記録シートを２度定着ローラに通すことによって、記録シートが薄くなって透けてしまう。
（２）片面にトナー濃度を定着した記録シートはカールが大きく、従って、両面定着または多重定着の際に記録シートの搬送性が低下し、定着ローラへの進入状態が悪くなり、シワが生じやすくなる。としているが、熱かけていないためカールは少なく問題ないレベルである。
（３）一度定着されたシートは、厚さが薄くなるため、シートの抵抗値が変化し、それに伴い、適正転写条件がシフトしてしまうため、２度目（両面または多重定着時）の画質が変化してしまう。

そこで本発明においては、圧力定着ユニットを用いた画像形成装置、詳細にはモノクロ画像形成装置において、電力消費を低減しつつ定着ニップ抜け時の異音がなく定着率を確保することを目的とする。

本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、前記画像形成サンプルの画像パターンに対応させて決定することを特徴とする。

同請求項２に係るものは、圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像を記録する用紙の紙種または紙厚に対応させて決定することを特徴とする。

同請求項３に係るものは、圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像を記録する用紙の紙種及び紙厚に対応させて決定することを特徴とする。

同請求項４に係るものは、圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、前記画像形成サンプルを同一の圧力定着装置に通す回数を、画像形成装置の設置環境の温度または湿度に対応させて決定することを特徴とする。

同請求項５に係るものは、圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像形成装置の設置環境の温度及び湿度に対応させて決定することを特徴とする。

同請求項６に係るものは、圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像を記録する用紙へのトナー付着量に対応させて決定することを特徴とする。

本発明によれば、定着圧を変更するものではなく、一定圧で画像条件に対応して最適な定着プロセスを行い、複数回記録シートを通すことにより、同一圧力で定着率をアップすることができる。

本発明を適用可能なモノクロプリンタの概略構成図 圧力定着装置の概要図 定着回数と定着率の関係を示すグラフ図 本発明の一実施例の操作、動作のフローチャート（紙の厚みによるもの） 本発明の一実施例の操作、動作のフローチャート（気温の違いによるもの） 本発明の一実施例の操作、動作のフローチャート（濃度の違いによるもの）

本発明は、定着圧を多重毎に変更するのではなく、一定圧で画像条件に対応して最適な定着プロセスを行う。複数回記録シートを通すことにより、同一圧力で定着率をアップさせる。

本発明の実施形態としては、圧力定着装置を有する画像形成装置において、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を画像パターンに対応して行うことにより、定着ニップ抜け時の異音を発生させることなく同一圧力定着装置構成で画像パターンに適した定着率を確保し、良好な画像形成サンプルの出力を可能とする。

また本発明の実施形態としては、圧力定着装置を有する画像形成装置において、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を紙種・紙厚に対応して複数回通すことにより、定着ニップ抜け時の異音を発生させることなく同一圧力定着装置構成で紙種・紙厚に適した定着率を確保し、良好な画像形成サンプルの出力を可能とする。

本発明の実施形態としては、圧力定着装置を有する画像形成装置において、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を設置環境の温・湿度に対応して行うことにより、定着ニップ抜け時の異音を発生させることなく同一圧力定着装置構成で設置環境に適した定着率を確保し、良好な画像形成サンプルの出力を可能とする。

本発明の実施形態としては、圧力定着装置を有する画像形成装置において、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を画像のトナー付着量に対応して行うことにより、定着ニップ抜け時の異音を発生させることなく同一圧力定着装置構成で画像のトナー付着量に適した定着率を確保し、良好な画像形成サンプルの出力を可能とする。

＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１をモノクロプリンタを例にとって説明する。
図１は、本発明を適用可能なモノクロプリンタの概略構成図である。このモノクロプリンタは、給紙カセット１Ａまたは、手差しトレイ１Ｂ上のシートＳを給紙ローラを回転させて繰り出し、分離パッドで１枚ずつ分離して搬送路に入れ、同じくレジストローラ２に突き当てて止める。そして、感光体ドラム３の画像にタイミングを合わせてレジストローラ２を回転し、感光体ドラム３と転写装置７との間にシートＳを送り込み、転写装置７で転写してシートＳ上に画像を記録する。

画像形成部４は、ドラム状の潜像担持体としての感光体ドラム３のまわりに、帯電装置５、現像ユニット６、転写装置７、感光体クリーニング装置８等を備え、画像形成部４の上には、図１に示すように、書込装置２０が設けてある。書込装置２０の書込みタイミングに合わせて、画像形成手段４の感光体ドラム３を回転させ、感光体ドラム３の回転とともに、まず帯電装置５で感光体ドラム３の表面を一様に帯電させ、次いで書込装置２０からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌを照射して感光体ドラム３上に静電潜像を形成する。その後、現像ユニット６によりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで感光体ドラム３に画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム３の表面は、感光体クリーニング装置８で残留トナーを除去して清掃し、再度の画像形成に備える。

画像転写後のシートＳは、転写装置７で搬送して圧力定着装置９へと送り込み、圧力定着装置９で圧力を加えて転写画像を定着した後、切換爪１０で切り換えて排出ローラ１１で排出し、排紙トレイ上にスタックする。または、切換爪１０で切り換えてシート反転装置１２に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導く両面搬送路１４により、裏面にも画像を記録し、排出ローラ１１で排紙トレイ上に排出する。

なお図中２１は温湿度センサー、２３は操作パネル、２４は濃度センサーである。

以下、本実施例１について具体的に説明する。
圧力定着装置は、熱をローラに加えることなく、ローラ間の圧力のみでシートＳにトナーを定着させるものである。熱を加えないため、消費電力が小さい作像形成装置を実現することができる。図２は圧力定着装置の概要図である。この圧力定着装置９は、下フレーム９４に取り付けた加圧ローラ９２と、上フレーム９３に設けた定着ローラ９１を備える。下フレーム９４と上フレーム９３はヒンジ９９によって連結してある。また、下フレーム９４にはスタッド９５がネジ止め固定されており、上フレーム９１の加圧フランジ穴を通り圧縮ばね９７が加圧キャップ９６にはさまれ、荷重手段９８に押されて、上フレーム９３の定着ローラ９１を加圧ローラ９２に接触するように構成している。

このような圧力定着装置９を有する画像形成装置において、画像サンプルを圧力定着装置９に複数回通すことにより、定着率がアップする。図３に示すように、画像パターンが文字画像の場合はＡの曲線を描き、ベタ画像等の主走査方向の画像割合が多い場合はＢとなる。そのため、画像パターンによって適切な定着率を得るための定着回数が決まる。普通紙の文字画像の場合は、定着１回で十分である。ベタ画像の場合はシートＳ上のトナーの受ける線圧が低くなるため、図３では１．５回となるが整数に繰り上げし２回となる。圧力定着装置に複数回通す手段は両面搬送路１４に複数回通すことで別途装置を設けることなく行うことができる。

＜実施例２＞
紙の厚みによって、定着回数を決定する実施例を説明する。
紙の厚みが大きい、すなわち紙が厚い程、紙に入り込むトナーの割合が増え、圧力定着しにくくなることから、以下のように設定する。給紙装置１Ａまたは１ＢのシートＳの紙種を操作パネル２３から選択する。図４に操作、動作のフローチャートを示す。図示のように、操作パネル２３にはパネル上の紙種ボタン（非表示）を押すことにより、シートの種類が選択可能な「用紙一覧」テーブルを表示し、紙種を指定することで、シートＳの紙厚を判定をする（ステップＳ１）。厚みが０．１ｍｍ未満の場合（Ｓ２）は、普通紙として定着１回、厚みが０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ未満の場合（Ｓ３）は定着回数２回、０．１５ｍｍ以上の場合（Ｓ４）は３回として圧力定着回数を決定する（Ｓ５）。

＜実施例３＞
また、気温が高い程トナーの粘弾性性が増加し、圧力定着しやすくなることから、以下のように設定する実施例を説明する。図５にそのような状態での操作、動作のフローチャートを示す。図示のように機内に設けられた温湿度センサー２１により機外環境を検知し（Ｓ１）、「環境テーブル」に対応させて定着回数を判定する。温度が２０℃未満の場合の普通紙は、定着２回（Ｓ２）、温度が２０℃以上２７℃未満の場合は定着回数１回（Ｓ３）として圧力定着回数を決定する（Ｓ４）。

＜実施例４＞
次に、トナー付着量が大きい程シートＳにトナーが定着するための荷重時間が必要となり、圧力定着しにくくなることから、以下のように設定する実施例を説明する。図６にそのような状態での操作、動作のフローチャートを示す。図示のように反射型の濃度センサー２４で画像パターンのトナー付着量を検知し（Ｓ１）、「作像テーブル」に対応させて定着回数を判定をする。トナー付着量が０．４ｍｇ／ｃｍ＾２未満の場合の普通紙は定着１回（Ｓ２）、０．４ｍｇ／ｃｍ＾２以上、０．８ｍｇ／ｃｍ＾２未満の場合は定着回数２回（Ｓ３）、０．８ｍｇ／ｃｍ＾２以上は定着回数３回（Ｓ４）として圧力定着回数を決定する（Ｓ５）。

なお、上述した各実施例においては、モノクロプリンタに本発明を適用させた例を示したが、本発明が適用できるプリンタはこの方式のプリンタに限るものではない。またなお、本明細書において記号「＾」はべき乗を示すために使用している。

１Ａ：給紙カセット
１Ｂ：手差しトレイ
２：レジストローラ
３：感光体ドラム
４：画像形成部
５：帯電装置
６：現像ユニット
７：転写装置
８：感光体クリーニング装置
９：圧力定着装置
１０：切換爪
１１：排出ローラ
１２：シート反転装置
１４：両面搬送路
２０：書込装置
２１：温湿度センサー
２３：操作パネル
２４：濃度センサー
９１：定着ローラ
９２：加圧ローラ
９３：上フレーム
９４：下フレーム
９５：スタッド
９６：加圧キャップ
９７：圧縮ばね
９８：荷重手段
９９：ヒンジ
Ｌ：書込み光
Ｓ：シート

特開昭５８−１６９１６９号公報 特開昭５８−０７０２６５号公報

Claims (6)

1. 圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、
   前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、前記画像形成サンプルの画像パターンに対応させて決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、
   前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像を記録する用紙の紙種または紙厚に対応させて決定することを特徴とする画像形成装置。
3. 圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、
   前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像を記録する用紙の紙種及び紙厚に対応させて決定することを特徴とする画像形成装置。
4. 圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、
   前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像形成装置の設置環境の温度または湿度に対応させて決定することを特徴とする画像形成装置。
5. 圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、
   前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像形成装置の設置環境の温度及び湿度に対応させて決定することを特徴とする画像形成装置。
6. 圧力定着装置を有し、画像形成サンプルを同一圧力定着装置に１回以上通す画像形成装置において、
   前記画像形成サンプルを同一圧力定着装置に通す回数を、画像を記録する用紙へのトナー付着量に対応させて決定することを特徴とする画像形成装置。