JP2648015B2 - フルカラー電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、白黒画像とフルカラー画像とを形成し得る
フルカラー電子写真装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のフルカラー電子写真装置としてのフルカラー複
写機には、多機能化の要望に対応して白黒原稿の複写と
カラー原稿の複写とを行い得るものがある。このような
フルカラー複写機は、白黒原稿およびカラー原稿に対応
した複写動作を行うものであり、各複写動作の選択は、
選択者の入力操作により、あるいは操作性を向上するた
めに、例えばCCDセンサによって原稿色を検出し、これ
によって自動的に行うようになっている。

上記の複写機において、カラー複写の際には、光学系
の露光ランプにより、カラー原稿に対して３回の走査が
行われ、各走査における原稿からの反射光が赤、緑およ
び青の３色の各フィルタを個別に透過して感光体を照射
し、感光体に静電潜像が形成される。そして、３回の露
光によって得られた各静電潜像が、現像装置のイエロ
ー、マゼンタおよびシアンの３色の現像剤であるカラー
トナーによって個別に現像され、得られたトナー像が重
ね合わされた状態で転写紙に転写され、このトナー像が
定着装置にて転写紙に熱定着されることによりカラー画
像が得られるようになっている。また白黒複写の際に
は、光学系による１回の走査により感光体が露光され、
その静電潜像が黒色トナーによって現像されて転写紙に
転写され、同様に、定着装置にて転写紙に熱定着される
ことにより白黒画像が得られるようになっている。

ここで、上記のカラー複写と白黒複写とにおいて、定
着装置にて同一の熱定着動作を行った場合、画質面で不
具合が生じる。即ち、カラー複写の場合には、色再現性
を向上させるため、光沢性を必要とする。一方、白黒複
写の場合には、光沢性を全く必要とせず、光沢性がある
と逆に文字が読み難くなったり、再現性を害することに
もなる。

そこで、このような不具合を解消するために、例え
ば、特公昭59−22226号公報に開示されている装置で
は、定着装置における転写紙の搬送速度を、白黒複写の
場合よりカラー複写の場合の方が遅くなるように制御
し、カラー複写のときにトナーを十分に溶融させて転写
紙に定着させることにより、光沢性を確保するようにし
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の構成では、カラー複写の場合に
は白黒複写の場合よりも定着装置における転写紙の搬送
速度が遅くなるので、その分、複写速度がさらに遅くな
るという問題点を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のフルカラー電子写真装置は、上記の課題を解
決するために、感光体と、感光体を露光する露光光学系
と、この露光光学系の露光動作によって感光体に形成さ
れた静電潜像を各色の熱可塑性樹脂を主成分とする現像
剤で現像する現像装置と、この現像装置により感光体に
形成された現像剤の画像を転写紙に転写する転写装置
と、この転写装置により転写紙に転写された現像剤の画
像を転写紙に熱定着する定着装置とを備え、黒色現像剤
を使用しての白黒複写動作と、カラー現像剤を使用して
のカラー複写動作とを行うフルカラー電子写真装置にお
いて、以下の手段を講じている。

即ち、上記の定着装置は、転写紙上の現像剤に定着フ
ィルムを圧接させ、現像剤を加熱して溶融させるヒート
ローラと、ヒートローラからの転写紙の搬送方向に沿っ
て設けられ、ヒートローラとフィルム支持部材とによっ
て支持された環状をなす帯状の定着フィルムと、ヒート
ローラと共に定着フィルムを移動自在に支持すると共
に、定着フィルムにおける転写紙搬送方向に沿う部位の
ヒートローラからの長さを変更可能なフィルム支持部材
と、ヒートローラの外周面において定着フィルムと摺接
するように設けられて定着フィルムの表面に残留する現
像剤を除去するクリーニング装置とを備えている。

〔作 用〕

上記の構成によれば、感光体は露光光学系によって露
光され、この露光動作によって感光体に形成された静電
潜像が現像装置の各色の熱可塑性樹脂を主成分とする現
像剤で現像される。これによって感光体に形成された現
像剤の画像は転写装置によって転写紙に転写され、この
転写紙上の現像剤の画像は定着装置により転写紙に熱定
着される。この定着装置における定着動作は以下のよう
にして行われる。

即ち、転写紙上の現像剤がヒートローラによって加熱
されて溶融する。このとき、現像剤はヒートローラによ
り定着フィルムが圧接された状態で加熱される。ヒート
ローラを通過した転写紙は、転写紙上の溶融した現像剤
の上に加熱時に圧接された定着フィルムが配された状態
で、定着フィルムと共に搬送される。その後、定着フィ
ルムは転写紙上から剥離され、転写紙上には現像剤によ
る画像が得られる。

ここで、ヒートローラと共に定着フィルムを支持する
フィルム支持部材は、定着フィルムにおける転写搬送方
向に沿う部位のヒートローラからの長さを変更可能とな
っている。そこで、カラー画像を得る場合には、フィル
ム支持部材によって、ヒートローラからの定着フィルム
の長さを長くしておく。これにより、ヒートローラによ
って現像剤が溶融された後、現像剤上の定着フィルムが
剥離されるまでの時間、即ち冷却時間が長くなる。従っ
て、この間に転写紙、現像剤および定着フィルムが冷却
され、現像剤は表面が平坦化された状態で硬化する。こ
れによって現像剤表面での乱反射が少なく、高い光沢性
を有する画像を得ることができる。

一方、白黒画像を得る場合には、フィルム支持部材に
よって、ヒートローラからの定着フィルムの長さを短く
しておく。これにより、ヒートローラによって現像剤が
溶融された後、現像剤上の定着フィルムが剥離されるま
で時間が短くなる。従って、定着フィルムは現像剤の冷
却が不十分な状態で、即ち中央部が未硬化の状態で剥離
される。このため、定着フィルムが剥離されるとき、ト
ナー層は完全に硬化していない中央部付近から分断され
て、一部が定着フィルムに付着した状態となる。従っ
て、転写紙上のトナー層の表面は粗い面となり、得られ
る画像の光沢性は低いものとなる。

また、クリーニング装置がヒートローラの外周面にお
いて定着フィルムと摺接するように設けられているの
で、白黒画像またはカラー画像のいずれであっても、定
着フィルムに付着しているトナーはヒートローラによっ
て再度溶融され、その状態でクリーニング装置によって
定着フィルムから除去される。

尚、上記の定着フィルムの長さを変更する動作は、転
写紙の搬送距離および搬送事案を変更するものではな
い。従って、カラー画像を得る場合に、転写紙の定着装
置通過時間が長くなるといった不都合を招来しない。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づいて以
下に説明する。

電子写真装置としてのフルカラー複写機（以下、単に
複写機と称する）は、第３図に示すように、上面に透明
な原稿載置台１を有している。この原稿載置台１の下方
には、原稿２を光走査して後述の感光体４を露光する露
光光学系３が配されている。この露光光学系３は、原稿
載置台１上に載置される原稿２に光を照射する光源ラン
プ3aと、原稿２からの反射光を例えば図中一点鎖線で示
すように感光体４上に導く第１ないし第５反射鏡3b₁〜3
b₅と、上記反射光の光路中に配設された結像レンズ3c
と、赤、緑および青の３原色の色フィルタを有する色分
解フィルタ3dとを備えている。また、この露光光学系３
における結像レンズ3cの近傍には、第３反射鏡3b₃の反
射光を入射して原稿色を検出する原稿色検出手段として
のCCD（charge coupled device）センサ27が配されてい
る。

露光光学系３の下方にはベルト状の感光体４が設けら
れている。この感光体４は、一定間隔をもって配された
２つのローラ５・６に架け渡されて回転駆動されるよう
になっている。感光体４におけるローラ６側周辺には、
感光体４を帯電させる帯電器７、感光体４上に残留する
トナーを除去するクリーニング装置８等が設けられてい
る。

感光体４の上面側には、４つの現像槽９〜12を有する
現像装置13が感光体４と非接触状態に配されている。こ
の現像装置13において、現像槽９〜11には色分解フィル
タ3dにおける各色フィルタの補色であるイエロー、マゼ
ンタおよびシアンのカラー現像剤としてのトナーが個別
に収容される一方、現像槽12には黒色のトナーが収容さ
れている。上記の各トナーは熱可塑性樹脂を主成分とす
るものである。

感光体４の下方には、サイズ別の給紙カセット14・15
が上下に配されている。この給紙カセット14・15の出紙
方向にはそれぞれ搬送ローラ16・17が設けられている。
また、感光体４におけるローラ５側には３個のローラ19
〜21により駆動されるベルト状の転写中間体18が設けら
れている。転写中間体18の周りには、感光体４上のトナ
ー像を転写中間体18に転写する転写ローラ22、クリーニ
ング装置23、および転写中間体18上のトナー像を転写紙
に転写する転写ローラ24が配されている。転写中間体18
の出紙方向には、搬送ベルト25および転写紙上のトナー
を転写時に熱定着さ定着装置26が設けられている。

上記の定着装置26は第１図および第２図に示すよう
に、内部にヒータランプ28aを有する上ヒートローラ2
8、内部にヒータランプ29aを有する下ヒータローラ29、
ベルト状をなす定着フィルム30、フィルム支持部材であ
る小径のフィルム送りローラ31−33、ローラ4a,34bに駆
動されて転写紙を搬送するサクションベルト34、および
クリーニング装置としてのクリーニングローラ35を備え
ている。

上記のフィルム送りローラ32は、上ヒートローラ28の
用紙搬送方向に設けられ、フィルム送りローラ31はフィ
ルム送りローラ32と上ヒートローラ28との間における上
ヒートローラ28近傍装置に設けられ、フィルム送りロー
ラ33は上ヒートローラ28の斜め上方位置に設けられてい
る。定着フィルム30は、上ヒートローラ28とフィルム送
りローラ32とによって支持され、フィルム送りローラ31
〜33および上ヒートローラ28により送られて、サクショ
ンベルト34と対向して回転移動するようになっている。
また、フィルム送りローラ32は、後述のローラ移動装置
36に駆動されて、第１図に示す位置から第２図に示す上
方位置に昇降移動するようになっており、これに伴っ
て、定着フィルム30におけるフィルム送りローラ31〜33
間の部位が、第１図に示すように、サクションベルト34
と近接して対向するカラー複写位置から、第２図に示す
ように、サクションベルト34と離間する白黒複写位置へ
移動するようになっている。クリーニングローラ35は、
上ヒートローラ28の外周面において定着フィルム30と摺
接するように設けられ、定着フィルム30上の残留トナー
を除去するようになっている。

ここで、上および下ヒートローラ28・29による加熱か
ら定着フィルム30が転写紙上より剥離されるまでの時
間、即ち冷却時間と、定着動作によって得られる画像の
光沢度との関係は第４図のグラフのようになる。即ち、
上および下ヒートローラ28・29にて加熱されることによ
り溶融した転写紙上のトナー層は、このトナー層の上に
定着フィルム30が配された状態で転写紙が搬送されると
きに、冷却されて硬化する。従って、トナー層が冷却さ
れて硬化した後に定着フィルムを剥がすようにすると、
つまり冷却時間が長くすると、トナー層の表面は平坦に
なり、乱反射が少なくなって、同図に示すように、画像
の光沢度が高くなる。一方、トナー層が未硬化の状態で
定着フィルムを剥がすようにすると、つまり冷却時間を
短くすると、各トナーは冷却され難い中央部から転写紙
に付着する部分と定着フィルム30に付着する部分とに分
断され、転写紙上のトナー層の表面は粗くなり、乱反射
が多くなって画像の光沢性が低下する。従って、第４図
において、定着フィルム30がカラー複写位置にあるとき
には、冷却時間を、高い光沢度が得られる例えば冷却時
間t_aに設定し、また、定着フィルム30が白黒複写位置に
あるときには、冷却時間を、冷却時間taよりも短い適当
な時間に設定することにより、カラー複写および白黒複
写において良好な画像を得ることができる。

また、定着装置26は、第５図に示すように、ローラ移
動装置36と制御装置37とを備え、CCDセンサ27の出力に
基づいて定着フィルム30をカラー複写位置と白黒複写位
置との間で移動させる構成を有している。即ち、制御装
置37は、CCDセンサ27の出力によって原稿がカラー原稿
であるのを検出したときには定着フィルム30がカラー複
写位置に配され、原稿が白黒原稿であるのを検出したと
きには定着フィルム30が白黒複写位置に配されるよう
に、ローラ移動装置36を制御するようになっている。ま
た、制御装置37は、CCDセンサ27の出力から原稿２をカ
ラー原稿あるいは白黒原稿と判定したときに、その判定
に応じてカラー複写動作あるいは白黒複写動作が行われ
るように各手段を制御するようになっている。

上記の構成において、コピースタートボタンが操作さ
れると、先ず、露光光学系３の光源ランプ3aにより原稿
２が走査され、その反射光は第１ないし第３反射鏡3b₁
〜3b₃によって導かれ、CCDセンサ27へ入射する。制御装
置37はCCDセンサ27の出力から原稿色を示すRGB信号を検
出し、これによって原稿がカラー原稿か白黒原稿かを判
定する。そして、原稿がカラー原稿であれば、カラー複
写動作が行われるように各手段を制御すると共に、定着
装置26の定着フィルム30が第１図に示すカラー複写位置
に配されるようにローラ移動装置36を制御する。一方、
原稿が白黒原稿であれば、同様に、白黒複写が行われる
ように各手段を制御すると共に、定着フィルム30が第２
図に示す白黒複写位置に配されるようにローラ移動装置
36を制御する。

ここで、先ず、原稿がカラー原稿である場合のフルカ
ラー複写機の動作を説明する。

先ず、光源ランプ3aが原稿載置台１上に載置された原
稿２に光を照射することにより、光走査が３回行われ
る。原稿２からの反射光は、第１ないし第３反射鏡3b₁
〜3b₃および結像レンズ3cを介して色分解フィルタ3dに
入射し、この色分解フィルタ3dで色成分別に分解され
る。この光は、さらに、第４および第５反射鏡3b₄・3b₅
により導かれ、帯電器７にて均一に帯電された感光体４
上に照射されてこれを露光する。これにより、感光体４
には、原稿２の画像に対応した色成分別の静電潜像が形
成される。

上記の各静電潜像は、現像装置13により、色分解フィ
ルタ3dにおける各色フィルタの補色であるイエロー、マ
ゼンタおよびシアンの各トナーでそれぞれ現像されて可
視化され、トナー像となる。これらの各色成分別のトナ
ー像は、転写ローラ22により転写中間体18へ順次転写さ
れ、各色成分別のトナー像を重ねることにより、１つの
カラートナー像が形成される。上記のカラートナー像
は、転写ローラ24により、給紙カセット14・15のいずれ
か一方から供給された転写紙に転写され、その後、搬送
ベルト25により定着装置26へ導入される。

定着装置26に導入された転写紙は上および下ヒートロ
ーラ28・29にて加熱され、これにより転写紙上のトナー
が溶融される。上および下ヒートローラ28・29を通過し
た転写紙は、溶融しているトナー層の上に定着フィルム
30が配された状態でサクションベルト34によって搬送さ
れる。このとき、定着フィルム30は、第１図に示すカラ
ー複写位置にあるので、この搬送動作中に転写紙、トナ
ー層および定着フィルム30が冷却され、トナー層が定着
フィルム30によって平坦化された状態で硬化する。その
後、転写紙がフィルム送りローラ32に達すると、定着フ
ィルム30がトナー層の表面から剥離される。このように
して得られたカラー画像は、トナー層の表面での乱反射
が少なく、高い光沢性、即ち高い再現性を有するものと
なる。

次に、原稿が白黒原稿である場合のフルカラー複写機
の動作を説明する。

原稿が白黒原稿である場合には、露光光学系３にて原
稿２の走査が１回行われ、これによる原稿２からの反射
光は、色分解フィルタ3dを通さずに感光体４上に照射さ
れてこれを露光する。これにって形成された静電潜像は
現像槽12の黒のトナーで現像されて可視化されてトナー
像となり、このトナー像は転写中間体18を介して転写紙
に転写され、さらにこの転写紙は定着装置26へ導入され
る。

その後、定着装置26へ導入された転写紙は上および下
ヒートローラ28・29にて加熱され、これにより転写紙上
のトナーが溶融され、さらに、転写紙は、溶融している
トナー層の上に定着フィルム30が配された状態で上およ
び下ヒートローラ28・29によりサクションベルト34上へ
送り出される。このとき、定着フィルム30は、第２図に
示す白黒複写位置にあるので、転写紙がフィルム送りロ
ーラ31に達したときにトナー層から剥離される。即ち、
このときには、トナー層が溶融されてから定着フィルム
30が剥離されるまでの冷却時間が短く、従って、トナー
層が完全に硬化していない状態で定着フィルム30が剥離
される。このため、定着フィルム30が剥離されるとき、
トナー層は完全に硬化していない中央部付近から分断さ
れて、一部が定着フィルム30に付着した状態となる。従
って、転写紙上のトナー層の表面は粗い面となり、得ら
れる画像の光沢性は低いものとなる。一方、定着フィル
ム30に付着しているトナーはヒートローラによって再度
溶融され、その状態でクリーニングローラ35によって定
着フィルム30から除去される。このようにして、白黒複
写の場合においては、光沢性が低く、文字等の見やすい
良好な画像を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明のフルカラー電子写真装置は、以上のように、
定着装置が、転写紙上の熱可塑性樹脂を主成分とする現
像剤に定着フィルムを圧接させ、現像剤を加熱した溶融
させるヒートローラと、ヒートローラからの転写紙の搬
送方向に沿って設けられ、ヒートローラとフィルム支持
部材とによって支持された環状をなす帯状の定着フィル
ムと、ヒートローラと共に定着フィルムを移動自在に支
持すると共に、定着フィルムにおける転写紙搬送方向に
沿う部位のヒートローラからの長さを変更可能なフィル
ム支持部材と、ヒートローラの外周面において定着フィ
ルムと摺接するように設けられて定着フィルムの表面に
残留する現像剤を除去するクリーニング装置とを備えて
いる構成である。

従って、カラー画像を得る場合と白黒画像を得る場合
とに応じて、フィルム支持部材にてヒートローラからの
定着フィルムの長さを変更することにより、定着装置内
での転写紙の搬送時間を変更することなく、各画像に適
した定着動作を行うことができる。これにより、カラー
画像を得る場合にも、白黒画像を得る場合と同じ短時間
での定着装置通過時間で、再現性の良好な画像を得るこ
とができるという効果を奏する。

また、白黒画像またはカラー画像のいずれであって
も、定着フィルムに付着している現像剤はヒートローラ
によって再度溶融され、その状態でクリーニング装置に
よって定着フィルムから確実に除去されるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は定着フィルムがカラー複写位置に配されている
定着装置の概略の説明図である。 第２図は定着フィルムが白黒複写位置に配されている定
着装置の概略の説明図である。 第３図はフルカラー複写機の全体構成図である。 第４図は定着装置における冷却時間と得られる画像の光
沢度との関係を示すグラフである。 第５図は定着フィルムをカラー複写位置と白黒複写位置
との間で移動させる制御を行うための構成を示すブロッ
ク図である。 ３は露光光学系、４は感光体、13は現像装置、26は定着
装置、27はCCDセンサ、28は上ヒートローラ、29は下ヒ
ートローラ、30は定着フィルム、31〜33はフィルム送り
ローラ（フィルム支持部材）、35はクリーニングローラ
（クリーニング装置）、36はローラ駆動装置、37は制御
装置である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−162383（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13088（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−235978（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、感光体を露光する露光光学系
   と、この露光光学系の露光動作によって感光体に形成さ
   れた静電潜像を各色の熱可塑性樹脂を主成分とする現像
   剤で現像する現像装置と、この現像装置により感光体に
   形成された現像剤の画像を転写紙に転写する転写装置
   と、この転写装置により転写紙に転写された現像剤の画
   像を転写紙に熱定着させる定着装置とを備え、黒色現像
   剤を使用しての白黒複写動作と、カラー現像剤を使用し
   てのカラー複写動作とを行うフルカラー電子写真装置に
   おいて、 上記の定着装置は、転写紙上の現像剤に定着フィルムを
   圧接させ、現像剤を加熱して溶融させるヒートローラ
   と、ヒートローラからの転写紙の搬送方向に沿って設け
   られ、ヒートローラとフィルム支持部材とによって支持
   された環状をなす帯状の定着フィルムと、ヒートローラ
   と共に定着フィルムを移動自在に支持すると共に、定着
   フィルムにおける転写紙搬送方向に沿う部位のヒートロ
   ーラからの長さを変更可能なフィルム支持部材と、ヒー
   トローラの外周面において定着フィルムと摺接するよう
   に設けられて定着フィルムの表面に残留する現像剤を除
   去するクリーニング装置とを備えていることを特徴とす
   るフルカラー電子写真装置。