JP4380126B2

JP4380126B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4380126B2
Application number: JP2002250504A
Authority: JP
Inventors: 宏史夫馬; 久喜永瀬; 正泰小野寺
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: US7010240B2; US20040042809A1; JP2004093592A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像光沢度や使用転写材の厚みの変更手段が短時間に効率よく行われるようにする制御がなされる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置に装着されるベルト式定着装置は特開平１０−３０７４９６号公報に記載があるように、加熱源としてヒータ等を内部に有する加熱部材としての加熱ローラとそれに並行して配置された支持ローラの間にエンドレスに定着ベルトが掛けられている。そして加圧ローラが前記定着ベルト及び転写材を介して前記支持ローラを押圧するように配されている。そして感光体上で形成され現像されたトナー画像は転写された転写材が定着され回収されるようにしてある。
【０００３】
ところで、光沢度の異なる出力指令が交互に入力されることが屡々あり、このような場合には、光沢度を変更するための定着条件変更に時間が必要になり、著しく生産性を落としている。また、厚みなど定着性が異なる紙を用いる場合も、その定着条件変更に時間を要し、この場合も生産性を落としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決して、光沢度の異なる出力指令が交互に入力されたりしても、また厚みなど定着性が異なる転写材を用いる場合でも、定着条件変更に掛かる時間をできるだけ小さく抑えるようにしてプリント効率を上げるようにした画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）〜（６）の何れかによって達成される。
【０００６】
（１）転写材上の未定着トナー画像を加圧加熱して固定する定着装置を備えた画像形成装置であって、出力しようとする画像の設定に応じて定着条件を変更する定着条件変更手段と、出力しようとする複数の画像形成指令のそれぞれに設定された光沢度あるいは転写材の厚みに基づいて、前記複数の画像形成指令が入力された順番に出力される場合に比べて、前記複数の画像形成指令を出力終了するまでに定着条件の変更に要する時間の累計が短くなるように画像出力順序を変更し、変更した画像出力順序に応じて定着条件を変更する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）転写材の厚みを検知する検知手段もしくは転写材の厚み情報を入力する厚み情報入力手段を有することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
（３）前記制御手段は、光沢度もしくは転写材の厚みが同一或いは差の小さい画像形成指令をまとめて出力するように画像出力順序を変更することを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
（４）前記制御手段は、３種類以上の光沢度もしくは転写材の厚みの変更がある場合は、光沢度もしくは転写材の厚みの昇順もしくは降順に画像出力順序を変更することを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の画像形成装置。
（５）前記定着条件変更手段が、転写材上の未定着トナー画像を加熱するための定着部材の定着温度を変更する定着部材温度変更手段を含むことを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項に記載の画像形成装置。
（６）前記制御手段は、出力しようとする複数の画像形成指令のそれぞれに設定された画像の出力枚数に応じ、画像出力順序の変更を行うか否かを判断することを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【００１４】
このカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送手段２１及び定着手段としてのベルト式定着装置２４とから成る。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００１５】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００１６】
無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。
【００１７】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の転写材Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された転写材Ｐは、ベルト式定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００１８】
一方、二次転写手段としての二次転写ローラ５Ａにより転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００１９】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。
【００２０】
二次転写ローラ５Ａは、ここを転写材Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。
【００２１】
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ，８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
【００２２】
筐体８は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とから成る。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１，７２，７３，７４を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００２４】
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００２５】
筐体８の図示左側の支持レール８２Ｌは、無端ベルト状中間転写体７０の左方で、定着手段としてのベルト式定着装置２４の上方空間部に配置されている。筐体８の図示右側の支持レール８２Ｒは、最下部の現像手段４Ｋの下方付近に配置されている。支持レール８２Ｒは、現像手段４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを筐体８に着脱する動作に支障を来さない位置に配置されている。
【００２６】
次に本発明の画像形成装置に装着されるベルト式定着装置２４について図２の断面構成図を用いて詳細に説明する。
【００２７】
これは、ハロゲンランプ等の加熱源による加熱手段２４２を有する加熱部材としての加熱ローラ２４０と、該加熱ローラ２４０に平行で離間して配設される支持ローラ２５０と、前記加熱ローラ２４０及び前記支持ローラ２５０にエンドレスに掛け渡された定着ベルト２６０と、該定着ベルト２６０を介して前記支持ローラ２５０に対してこれを押圧手段で押圧して定着ベルト２６０との間にメインのニップ部を形成し、更にその上流でバネ２７９Ｂとその圧縮力調整を行うカム２７９Ａとで付勢されるパッド２７８によって定着ベルト２６０との間に補助ニップ部２７５を形成する加圧ローラ２７０と、を有するベルト式定着装置２４を基本構成とするものである。尚、加熱ローラ２４０の表面に近接もしくは接して温度センサが設けられている。そして押圧手段はバネ２７１で前記加圧ローラ２７０を軸支する軸受部２７２を押圧するようにしてある。
【００２８】
そして前記定着ベルト２６０は金属基体もしくは耐熱樹脂基体とシリコンゴムをベルト状に層成形してエンドレスのベルトにしたものである。また、離型性を向上させるため更にＰＦＡ，ＰＴＦＥなどからなる離型層を設けても良い。
【００２９】
図４のブロック図に示すように、異なった光沢度の画像指令が入力されたとき、同じ光沢度あるいは比較的差の小さい光沢度を、経時的に隣接させて出力させるよう制御し、総合的な生産性を上げる。
【００３０】
また、図５のブロック図に示すように厚みなどにより定着性の異なる紙に定着する際も、その定着条件変更にかかる時間を短縮するため、変更する定着条件の差が小さくなるように出力順序を変更し、それに基づいて給紙手段からの給紙順序も変更する。
【００３１】
感光体上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、転写ベルト上で各色を重ね合わせ、一括して転写材Ｐ上に転写し、ベルト式定着装置２４で加圧・加熱により固定する。トナー像を転写材Ｐとしての紙に転写させた後の感光体は、クリーニング装置で転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が繰り返され必要光沢度や必要厚さや必要枚数のプリントが行われる。
【００３２】
高光沢度を得たい場合には、補助ニップ部２７５を形成し、更に定着ベルト２６０の制御温度を上げるようにすれば良い。低光沢度を得たい場合には、図３の断面構成図に示すように補助ニップ部２７５ができないよう加圧ローラ２７０を移動させ、必要であれば、更に定着ベルト２６０の制御温度を下げるようにすれば良い。中間的な光沢度を得ることも、温度の高低と補助ニップ部２７５の有無を適宜組み合わせることで、可能になる。
【００３３】
単独の画像形成指令が入力された場合、その指令の光沢度指定に従って、補助ニップ部２７５や定着ベルト２６０の温度の状態が選択され、出力される。複数の画像形成指令が入力され、複数の画像形成指令が待機状態に置かれた場合、画像形成装置の制御手段３００は、図７のフローチャートに示すように、その指令が指定する光沢度によって、入力された順序によらず、切換時間が短縮されるように光沢度に従って出力順序を再配列する。
【００３４】
例えば、毎分６０プリントで、光沢度６０°→３０°，３０°→６０°の切替に要する時間が、それぞれ６０ｓ，１５ｓ要する画像出力変更手段に対して、既に（０）番として光沢度６０°２０プリントの画像形成指令が入力されていて、それを出力している間に、Ｓｔ１として次の（１）番目に光沢度３０°１０プリント、次の（２）番目に→光沢度６０°２０プリント、更に次の（３）番目に→光沢度３０°１０プリントのような入力があった場合、Ｓｔ２において制御手段３００は上記入力順位で待機している画像形成プリントの出力指令の順位計算を行い、Ｓｔ３で出力順位を決定し、入力順位（２）位の光沢度６０°２０プリント→入力順位（１）位の光沢度３０°１０プリント→入力順位（３）位の光沢度３０°１０プリントに配列し直す。そしてＳｔ４において入力順位（２）位のプリントの定着条件の設定とそれに続くＳｔ５のプリント出力がなされ、Ｓｔ６において入力順位（１）位のプリントの定着条件の設定とそれに続くＳｔ７のプリント出力がなされ、Ｓｔ８において入力順位（３）位のプリントの定着条件の設定とそれに続くＳｔ９のプリント出力がなされる。
【００３５】
即ち、入力順序によって出力した場合は、６０°→３０°→６０°→３０°と３回の定着条件切替が必要だが、再配列によって６０°→３０°の１回で済むため、切替に要する時間を１３５ｓ→６０ｓと著しく短縮することができる。
【００３６】
また、光沢度切替に時間を要する定着装置としてベルト式でなく高熱容量で補助ニップ選択のないローラ定着装置などでは、この効果は更に大きい。
【００３７】
更に２種の光沢度だけでなく、３種以上の光沢度が指令された場合には、昇順もしくは降順に再配列すればよい。また、プリント数によっては一律に再配列するのではなく、重み付けをして再配列してもよい。（上記の例で、２番目の形成指令として６０°１０００プリントなどといった入力があった場合、上記のような再配列を行うと、異なる使用者によって入力される場合もある３０°の指令が、１７分余分に待機を強いられることになる。）このような場合には特例のプログラムを適用して出力の順序が不公平にならないようにすることができる。
【００３８】
また一般に、温度を変更するには時間を要するため（温度と補助ニップの変更を組み合わせるような場合もしくは温度のみ変更する場合）、温度を下げる光沢度変更回数を減らすような再配列が望ましい。
【００３９】
また、異なった厚みの転写材Ｐとしての紙（のカセット）を指定して、複数の出力指令が入力された場合は、それぞれの転写材Ｐとしての紙で必要な温度や補助ニップ量に設定変更する必要があり、総合的な生産性が高くなるように出力順序を変更することが好ましい。
【００４０】
図８のグラフに示すように、転写材Ｐとしての紙の厚みによって適正定着領域は異なり、また、同じ光沢度を得るための条件も異なる。Ｃ１〜Ｃ３は定着不足領域を、Ｈ１〜Ｈ３はホットオフセット領域を示す。このグラフはまた、同一の加熱温度では薄い紙ほど高い光沢度を示す特性を表わしている。この場合は、温度に対する依存性を示したが、補助ニップの有無や圧力などに対しても類似の依存性があり紙の厚さによって適正条件は異なる。従って紙の厚みに応じて温度設定を変更する必要があり、厚→薄→厚→薄などの場合は、厚→厚→薄→薄のように出力順序を変更することがプリント効率を向上させる上で望ましい。
【００４１】
定着ベルト２６０は、支持ローラ２５０もしくは加圧ローラ２７０によって駆動されており、給紙ガイド等により定着領域に搬送されてきたトナー画像を保持した転写材Ｐとしての紙と定着ベルト２６０を加圧ローラ２７０と支持ローラ２５０で挟んで加圧する。加圧ローラ２７０と支持ローラ２５０間で形成されるメインのニップ部２７４に先立ち、加圧ローラ２７０に巻きかけた定着ベルト２６０と加圧ローラ２７０の間の補助ニップ部２７５に転写材Ｐとしての紙が挟まれ、またパッド２７８によって加圧・予熱される。さらにその後のメインのニップ部２７４で、定着ベルト２６０の持つ熱と加圧ローラ２７０による圧力によって、転写材Ｐとしての紙に所定の光沢度の高い定着がなされる。トナー層にはゴム、もしくはごく薄い離型性層を介してゴムが当接されるため、ゴムが変形して紙やトナー層の凹凸に追従して、均一に接触し、光沢むらなどのない均一な定着が行われ、トナー画像は適度な光沢を持ち、また定着後、転写材Ｐとしての紙は安定して定着ベルト２６０から分離する。
【００４２】
本実施例では、ベルト式定着装置２４で補助ニップ部２７５と定着ベルト２６０の温度を組み合わせて光沢度制御を行う場合について説明したが、定着装置はベルト式でなくローラ定着装置でもよく、制御手段３００は補助ニップ部２７５の幅や定着ベルト２６０や定着ローラの温度だけでなく、定着圧力や定着速度などを変化あるいは切り替えて行う場合でも有効なことは言うまでもない。また、紙厚に応じた定着条件変更も同様である。
【００４３】
また、図６のブロック図に示すように光沢度と紙厚の両方を変化させた入力を行って制御することができる。
【００４４】
このような構成をとることにより、総合的にプリントの高い生産性を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明により、光沢度の異なる出力指令が任意の順番で入力されたり、また厚みなど定着性が異なる転写材を用いる指令が任意の順番で入力される場合でも、光沢度切り換えや定着条件変更に掛かる時間をできるだけ小さく抑えるようにプリント順序を変更して出力し、プリント効率を大きく向上させることができる。
【００４６】
また、入力順が後で光沢度切り換え時間の節約の関係からは出力順を早くした方が良い場合でもそのプリント枚数が極端に多い場合には無理に出力順位を上げるようなことをせず、他の各順位のプリントの待ち時間が長くならないようにしたプログラムを構成させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態の一例のカラー画像形成装置を示す断面構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置に装着されるベルト式定着装置のパッドを作用させた断面構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置に装着されるベルト式定着装置のパッドを逃がした断面構成図である。
【図４】本発明の画像形成装置におけるプリント出力順序を変更させる制御手段の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の画像形成装置におけるプリント出力順序を変更させる制御手段の他の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の画像形成装置におけるプリント出力順序を変更させる制御手段の別の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の画像形成装置におけるプリント出力順序を変更させる過程の一例を示すフローチャートである。
【図８】紙厚に対する光沢度と定着温度の関係におけるオフセット発生等の領域を示すグラフである。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ感光体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ現像手段
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ一次転写手段としての一次転写ローラ
５Ａ二次転写手段としての二次転写ローラ
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋクリーニング手段
２４ベルト式定着装置
２４０加熱ローラ
２４２加熱手段
２５０支持ローラ
２６０定着ベルト
２７０加圧ローラ
２７１バネ
２７２軸受部
２７４メインのニップ部
２７５補助ニップ部
２７８パッド
３００制御手段

Claims

転写材上の未定着トナー画像を加圧加熱して固定する定着装置を備えた画像形成装置であって、
出力しようとする画像の設定に応じて定着条件を変更する定着条件変更手段と、
出力しようとする複数の画像形成指令のそれぞれに設定された光沢度あるいは転写材の厚みに基づいて、前記複数の画像形成指令が入力された順番に出力される場合に比べて、前記複数の画像形成指令を出力終了するまでに定着条件の変更に要する時間の累計が短くなるように画像出力順序を変更し、変更した画像出力順序に応じて定着条件を変更する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
転写材の厚みを検知する検知手段もしくは転写材の厚み情報を入力する厚み情報入力手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、光沢度もしくは転写材の厚みが同一或いは差の小さい画像形成指令をまとめて出力するように画像出力順序を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、３種類以上の光沢度もしくは転写材の厚みの変更がある場合は、光沢度もしくは転写材の厚みの昇順もしくは降順に画像出力順序を変更することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記定着条件変更手段が、転写材上の未定着トナー画像を加熱するための定着部材の定着温度を変更する定着部材温度変更手段を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、出力しようとする複数の画像形成指令のそれぞれに設定された画像の出力枚数に応じ、画像出力順序の変更を行うか否かを判断することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。