JPH03197990A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電子写真複写機又はレーザプリンター等におい
て用いられる画像形成装置に関し、特に複数種類のトナ
ーを用いてそれぞれのトナー像を定着させる際に適正に
定着を行なうようにした画像形成装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来の画像形成装置は、感光体上に静電潜像が形成され
ると、現像装置によってこの静電潜像を現像しトナー像
を形成するようにしている。このようにして形成された
トナー像は転写装置によって被転写体へ転写された後に
、定着装置へ搬送され所定の定着温度で加熱され定着さ
れるようになっている。

また近年においては複数種類のトナーを用いて多色の画
像を形成するようにしたものが提案されている。

このような複数種類のトナーを用いる従来装置において
は、トナーの種類毎にそれぞれの特性が異なるにもかか
わらず、一定の値に固定された所定の定着温度で加熱し
定着を行うようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） 例えば複数種類のトナーのそれぞれの定着に係る温度特
性のうち、平均的な温度特性を有するトナーを選択し、
この選択したトナーの温度特性に応じた定着温度を設定
すると、この選択されたトナーは適正に定着される反面
、他のトナーについては適正な定着がなされないという
弊害が生じる。

すなわち設定された定着温度よりも低い温度特性を有す
るトナーにおいてはトナーの定着率が悪くなってしまう
。また逆に設定された定着温度よりも高い温度特性を有
するトナーについては、定着温度が高すぎるために定着
ローラにより溶かされたトナーが用紙へ定着せずに定着
ローラへ付着するいわゆるオフセットが生じてしまう。

従って設定された定着温度よりも高い温度特性を有する
トナーまたは定着温度よりも低い温度特性を有するトナ
ーについては適正な定着がなされず画質の劣化が生じて
しまうという問題点を有していた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、定着に係る
温度特性の異なる複数種類のトナーを適正に定着させる
ようにした画像形成装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明が提供する手段は、像
担持体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成す
る現像手段と、この現像手段て像担持体上に形成された
トナー像を転写材へ転写する転写手段と、この転写手段
で転写材へ転写されたトナー像を加熱して当該転写材へ
定着する定着手段と、この定着手段で転写材へ定着され
るトナーの種類に対応して当該定着手段における加熱温
度を制御する制御手段とを有して構成した。

（作用） 本発明における画像形成装置においては、現像手段で像
担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写し、さら
に定着手段で加熱して、この転写されたトナー像を定着
するようにしている。このとき定着手段は当該トナーの
種類に対応した温度でトナーを加熱するように制御手段
によって制御される。

このようにして制御された定着温度で該当するトナー像
が転写材へ定着されるので定着に係る処理を適正に行う
ことができ、画質の改善を図ることができる。

（実施例） 以ド図面を参照して本発明に係る一実施例を説明する。

まず第２図を参照して本発明に係る画像形成装置の構成
を説明する。

装置本体１の略中央部には方向Ｆ１へ回転する感光体３
が配置されている。この感光体３の回転方向に沿って帯
電装置５、現像装置７　ａ　、７　ｂ　ｓ転写チャージ
ャ９、剥離チャージャ１１及びクリニング装置１３のそ
れぞれが配置されている。

帯電装置５は感光体３の表面を均一に帯電させる。この
帯電装置５によって感光体３の表面を均一に帯電させた
後に、スキャナによって走査されたレーザ光ＬＺが感光
体３の表面へ照射されて露光される。すなわち感光体３
の表面の電荷が露光放電し静電潜像が形成される。この
静電潜像は現像装置７ａ、７ｂにより現像されるように
なっている。

現像装置７ａは、例えば黒色のトナーＴＲａを有し、静
電潜像を現像してトナーＴＲａのトナー像を形成する。

また現像装置７ｂは、例えば赤色のトナーＴＲｂを有し
、静電潜像を現像してトナーＴＲｂのトナー像を形成す
る。

この現像装置７ａと７ｂとでトナー像形成手段を構成し
ており、複数種類のトナーＴＲａ、ＴＲｂのうち各トナ
ー毎に現像してそれぞれのトナー像を形成する。具体的
に説明すると、最初の感光体３の回転により静電潜像が
搬送されたときに例えば現像装置７ａが動作してトナー
ＴＲａのトナー像を形成する。また感光体３が更に１回
転して静電潜像が搬送されたときに他の現像装置７ｂが
動作してトナーＴＲｂのトナー像を形成する。

現像装置７ａ、７ｂのそれぞれには少なくとも４つのピ
ンを有するコネクタが装着されており、このコネクタの
４つのピンのうち各現像装置毎に互いに異なる２つのピ
ンを短絡することにより、現像装置を特定し得るように
している。これらの複数の現像装置のうち、動作中の現
像装置に装着されたコネクタの短絡された２つのピンの
位置に関する情報を後で説明するコントロールユニット
が読み取ることにより動作中の現像装置を判別するよう
にしている。すなわちコントロールユニットは現像装置
に装着されたコネクターの４つのピンのうち短絡された
２つのピンの位置に関する情報を読取って現像装置を特
定すると同時に、この現像装置が有するトナーの種類を
判別するようにしている。従って各現像装置に装着され
たコネクターの短絡されたピンに関する情報はトナーの
種類を特定するためのカラーコード情報として読取られ
るようになっている。またこの読取られたカラーコード
情報はトナーの種類と対応するそれぞれの色のコピー枚
数を記憶するための電子カウンターへ与えられる。また
トナーの濃度を一定の値に制御するためのオートトナー
装置を有する画像形成装置においては、この読取られた
カラーコード情報がオートトナー装置へ与えられる。

尚、ｆｉ２図では２個の現像装置７ａ、７ｂを有する画
像形成装置を示したが、３個以上の現像装置を有する場
合も前述したと同様に感光体３の回転により静電潜像が
搬送される毎に、各トナーによるトナー像が形成される
。例えば現像装置７ａ。

７ｂの他に青色のトナーＴＲｃを有する現像装置と、黄
色のトナーＴＲｄを有する現像装置との４個の現像装置
が組込まれている場合には、感光体３が４回転したとき
に一連の現像工程が終了するようになっている。また４
個の現像装置を有する場合にも前述した如くコントロー
ルユニットが各現像装置のカラーコード情報を読取るこ
とにより、４個の現像装置のうち動作中の現像装置を特
定すると同時に、この現像装置が有するトナーの種類を
判別する。

装置本体１の右側に給紙カセット１５ａ、１５ｂが配置
されており、この給紙カセット１５ａまたは１・５ｂか
ら給紙された用紙Ｐが給紙ローラ１７によって転写部す
なわち感光体３と転写チャージャ９との間へ搬送される
。

この転写チャージャ９はコロナ放電を行うことにより感
光体３の表面上に形成されたトナー像を転写部を通過す
る用紙Ｐへ転写する。

剥離チャージャ１１は転写の終了した用紙Ｐを感光体３
から剥離する。

クリーニング装置１３は感光体３の表面上に残留したト
ナーを清掃するためのものである。

剥離チャージャ１１によって剥離された用紙は搬送ベル
ト１９によって定着装置２１へ搬送される。

この定着装置２１は各トナーの種類毎に適正な定着温度
で該当するトナー像を用紙Ｐへ定着させるための定着手
段であり、定着ローラ２３と、この定着ローラ２３へ押
圧状態に接触して回転するプレスローラ２５と、定着ロ
ーラ２３の温度を上昇させるためのヒータランプ２７と
を有している。

定着ローラ２３の外周部にはサーミスタ２９が接触状態
に設けられており、このサーミスタ２９は定着ローラ２
３の温度を検出しこの検出した情報を図示しない回路部
へ送出する。

定着装置２１へ送られた用紙はこの定着装置２１によっ
て定着処理が終了すると、一対の排紙ローラ３１ａ、３
１ｂによって排紙トレイ３３へ排出される。

次に第３図乃至第６図を参照して複数種類のトナーＴＲ
ａ、ＴＲｂ、ＴＲｃおよびＴＲｄのそれぞれの定着に係
る温度特性を説明する。

転写チャージャ９によってトナー像の転写された用紙が
定着装置２１へ搬送されると、この定着装置２１ではそ
れぞれのトナーの種類毎に適正な定着温度を設定して適
切に定着を行うようにしている。すなわち定着温度が低
すぎるとトナーが充分に溶けないので用紙への定着率が
悪くなり、逆に定着温度が高すぎるといわゆるオフセッ
トしてしまうのでトナーの種類毎に適正な定着温度を設
定して定着率が例えば９０％以上となるようにしている
。

第３図はトナーＴＲａについての定着に係る温度特性を
示したものであり、トナーＴＲａについては適正な定着
温度Ｔａとして例えば１９５℃を設定している。このよ
うに適正な定着温度Ｔａを設定するとサーミスタ２９等
の応答速度によって所定の変動幅例えば±１０℃の範囲
内、すなわち第３図に示すように温度Ｔ２からＩ３の所
定の範囲内で変動する。このようにトナーＴＲａについ
て定着温度が所定の変動幅すなわち温度Ｔ２からＩ３の
範囲内で変動したとしても定着率が９０９６以上となる
ように設定されると共に、オフセットが生じないように
している。　またトナーＴＲａについて定着率が９０％
以上でかつオフセットを生しないような許容範囲が温度
Ｔ１例えば１８０℃から温度Ｔ４例えば２１５℃の範囲
内であることが予め判っており、前述した変動幅がこの
許容範囲内に含まれる範囲内において適正な定着温度Ｔ
ａを適宜の値に設定することができる。

第４図はトナーＴＲｂについての定着に係る温度特性を
示したものであり、トナーＴＲｂについての適正な定着
温度Ｔｂとして例えば１８０℃が設定される。このよう
に適正な定着温度Ｔｂが設定されると温度Ｔ６から温度
Ｔ７までの±１０℃の範囲内において変動するがこの範
囲内で変動した場合であっても定着率が９０％以上でか
つオフセットを生じないようにしている。

またトナーＴＲｂについては定着率が９０％以上でかつ
オフセットを生じない許容範囲として温度Ｔ５例えば１
６８℃から温度Ｔ８例えば１９５℃までの範囲内である
ことが予め判っており、前述した変動幅がこの許容範囲
内となるように適正な定着温度Ｔｂの値を適宜に設定す
ることができる。

第５図はトナーＴＲｃについての定着に係る温度特性を
示したものであり、このトナーＴＲｃについては適正な
定着温度Ｔｃとして例えば１７０℃が設定される。この
ようにトナーＴＲｃについて適正な定着温度Ｔｃが設定
されると所定の変動幅即ち第５図に示すように温度Ｔ　
１０例えば１６０℃から温度Ｔｏ例えば１８０℃までの
範囲内において変動する。このように所定の変動幅の範
囲内で定着温度が変動したとしても定着率が９０％以上
でかつオフセットを生じないようにしている。

またトナーＴＲｃについては定着率が９０％以上でかつ
オフセットを生じない許容範囲として第５図に示すよう
に温度Ｔ９例えば１５７℃から温度ＴＩ２例えば１８５
℃の範囲内であることが予め判っており、前述した変動
幅がこの許容範囲内に含まれる範囲内において適正な定
着温度Ｔｃを適宜の値に設定することができる。

第６図はトナーＴＲｄについての定着に係る温度特性を
示したものであり、このトナーＴＲｄについては適正な
定着温度Ｔｄとして例えば２１０℃が設定される。この
ように適正な定着温度Ｔｄが設定されると所定の変動幅
即ち第６図に示すように温度Ｔ　Ｉ４例えば２００℃か
ら温度Ｔ　Ｉ５例えば２２０℃の範囲内で変動する。ト
ナーＴＲｄについて定着温度がこの変動幅の範囲内で変
動したとしても定着率が９０％以上でかつオフセットを
生じないようにしている。

またトナーＴＲｄについては定着率が９０％以上でかつ
オフセットを生じない許容範囲として温度ＴＩ３例えば
１９６℃から温度Ｔ　１８例えば２３５℃の範囲内であ
ることが予め判っており、前述した変動幅がこの許容範
囲内に含まれるときには適正な定着温度Ｔｄを適宜の値
に設定することができる。

なおそれぞれのトナーについての適正な定着温度Ｔａ、
Ｔｂ、ＴｃおよびＴｄを設定するに際して定着ローラ２
３の近傍に位置する周辺装置へ悪影響を与えないように
できる限り低い温度に設定することが望ましい。

次に第１図を参照して適正な定着温度を制御するための
回路部を説明する。

コントロールユニット４１はトナーの種類を判別するた
めの判別手段である。即ちコントロールユニット４１は
マイクロコンピュータ等を内蔵しており、複数の現像装
置７ａ、７ｂのうち動作中の現像装置のカラーコード情
報を読取っており、この読取ったカラーコード情報に基
づいてトナーの種類を判別する。またコントロールユニ
ット４１はこの判別したトナーの種類に応じて最適な定
着温度を判断し、この最適な定着温度に係る情報をＤ／
Ａ膜換器４３へ出力する。

Ｄ／Ａ変換器４３はコントロールユニット４１から入力
したデジタル信号をアナログ信号に変換し、この変換し
たアナログ信号を基準電圧ｖ２として比較回路４５の非
反転入力端子へ送出する。

所定の直流電圧＋５■が抵抗４７を介して比較回路４５
の反転入力端子へ与えられている。また比較回路４５の
反転入力端子とアースとの間にはサーミスタ２９が接続
されている。このサーミスタ２９は定着ローラ２３の外
周部へ接触状態に設けられており、定着ローラ２３の温
度が上昇するとサーミスタ２９の抵抗値が減少するよう
になっている。また逆に定着ローラ２３の温度が下降す
るとサーミスタ２９の抵抗値が上昇するようになってい
る。ここで特定のトナーについての適正な定着温度に着
目して説明すると、定着ローラ２３の温度が適正な定着
温度である場合にはサーミスタ２９の抵抗値が所定の値
ＲＯに設定されこのときの比較回路４５の反転入力端子
、へ入力する電圧ｖ１は基準電圧Ｖ２とほぼ等しい値と
なるようになっている。定着ローラ２３の温度がこの適
正な定着温度を上回る場合にはサーミスタ２９の抵抗値
が所定の値Ｒ０よりも低くなるので電圧ｖＩの値が基準
電圧ｖ２よりも低い値となる。このように電圧ｖＩが基
準電圧Ｖ２よりも低い値となると比較回路４５はＨレベ
ルの信号電圧Ｖｏを出力する。また定着ローラ２３の温
度が適正な定着温度を下回る場合にはサーミスタ２９の
抵抗値が所定の値Ｒｏよりも大きな値となるので、電圧
Ｖ、が基準電圧ｖ２よりも大きな値となる。このように
電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ２を上回ると比較回路４５はＬレ
ベルの信号電圧Ｖｏを出力する。

比較回路４５の出力端子は温度制御回路４９と接続され
ている。この温度制御回路４９はサイリスタ等のスイッ
ング素子を有しており、比較回路４５から入力した信号
電圧Ｖｏの値に応じてサイリスタをスイッチング動作さ
せることによりヒータラン・ブ２７をオンオフ動作させ
る。すなわち温度制御回路４９は比較回路４５からＬレ
ベルの信号電圧Ｖｏを入力すると電源ＰＷをヒータラン
プ２７へ供給することにより定着ローラ２３を更に加熱
させる。また温度制御回路４つは比較回路４５からＨレ
ベルの信号電圧ｖＯを入力するとヒータランプ２７に対
する電源ＰＷの供給を停止して定着ローラ２３に対する
加熱動作を停止する。

以上のごとく比較回路４５へ与えられる基準電圧Ｖ２の
値をトナーの種類に応じて適宜に値に設定することによ
り、定着ローラ２３の温度をトナーの種類毎にそれぞれ
適正な定着温度に設定する。

例えばコントロールユニット４１がト＋−ＴＲａを判別
したときには基準電圧ｖ２として電圧Ｖａが設定される
。またコントロールユニット４１がトナーＴＲｂを判別
したときには基準電圧ｖ２として電圧ｖｂを設定する。

また同様にコントロールユニット４１がトナーＴＲｃを
判別したときには基準電圧ｖ２として電圧Ｖｃを設定す
る。またコントロールユニット４１がトナーＴＲｄを判
別したときには基準電圧ｖ２として電圧Ｖｄを設定する
。

次に第７図を参照して４個の現像装置が組込まれた画像
形成装置において４種類の各トナーについての適正な定
着温度を制御する場合の作用を説明する。

ステップＳ１ではコントロールユニット４１が複数の現
像装置のうち動作中の現像装置のカラーコード情報を入
力ボートを介して読込む。次にステップＳ３ではステッ
プＳ１において読取ったカラーコード情報を解読してお
り、このカラーコード情報に基づいてトナーの種類を判
別し、この判別の結果がトナーＴＲａ例えば黒色のトナ
ーであるかどうかを判断する。ステップｓ３において黒
色のトナーである場合にはステップｓ５へ進む。

ステップＳ５では比較回路４５へ与えられる基準電圧ｖ
２の値をトナーＴＲａと対応する所定の電圧Ｖａに設定
する。これによりトナーＴＲａに応じた温度制御が実行
されてステップＳ７では定着ローラ２３の制御温度Ｔの
値が適正な定着温度Ｔａに設定される。

これにより定着装置２１ではトナーＴＲａを用紙へ適正
に定着させる。

ステップＳ３においてカラーコード情報の判定がトナー
ＴＲａでない場合にはステップＳ９へ進む。ステップＳ
９ではカラーフード情報の判定が赤色のトナーであるか
どうか即ちトナーＴＲｂであるかどうかを判断する。ス
テップＳ９においてトナーＴＲｂであることが判断され
るとステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１ではトナー
ＴＲｂについての基準電圧ｖ２を電圧ｖｂに設定する。

これによりトナーＴＲｂについての温度制御が実行され
てステップＳ１３では定着ローラ２３の制御温度Ｔが適
正な定着温度Ｔｂに設定される。これにより定着装置２
１ではトナーＴＲｂを用紙へ適切に定着させる。

ステップＳ９においてカラーコード情報の判定が赤色の
トナーでない場合、即ちトナーＴＲｂでない場合にはス
テップＳ１５へ進む。ステップＳ１５ではカラーコード
情報の判定が青色のトナー例えばトナーＴＲｃであるか
どうかを判断する。

ステップＳ１５においてトナーＴＲｃであることを判断
するとステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では比較
回路４５へ与えられる基準電圧ｖ２の値を電圧Ｖｃに設
定する。これによりトナーＴＲｅについての温度制御が
実行されてステップＳ１９では定着ローラ２３の制御温
度Ｔの値をトナーＴＲｃについての適正な定着温度Ｔｃ
に設定する。これにより定着装置２１ではトナーＴＲｃ
が用紙へ適切に定着される。

次にステップ５１５においてカラーコード情報の判定が
青色のトナー即ちトナーＴＲｃでない場合にはステップ
Ｓ２１へ進む。ステップＳ２１ではカラーコード情報の
判定が黄色のトナー例えばトナーＴＲｄであるかどうか
を判断する。ステップＳ２１においてトナーＴＲｄであ
ることを判断するとステップＳ２３へ進む。ステップ３
２３では比較回路４５へ与えられる基準電圧Ｖ２の値を
電圧Ｖｄに設定する。これによりトナーＴＲｄについて
の温度制御が実行されてステツー？Ｓ２５では定着ロー
ラ２３の制御温度Ｔの値をトナーＴＲｄについて適正な
定着温度Ｔｄに設定する。これにより定着装置２１では
トナーＴＲｄを用紙へ適切に定着させる。

次に第８図を参照して本発明に係る他の実施例を説明す
る。

第８図はいわゆる差替え方式の画像形成装置の断面図で
あり、現像装置８が着脱自在に設けられこの現像装置８
を差替えることにより多色の画像を形成しうるようにし
ている。即ち本実施例の装置本体２は現像装置８を差替
えることによりこの現像装置８内に組込まれたトナーの
種類毎に適切な定着温度を設定するようにしたことを特
徴とする。

具体的に説明すると例えば最初に装着された現像装置８
内に組込まれたトナーがトナーＴＲａである場合には定
着装置２１における定着温度をトナーＴＲａについて適
正な定着温度Ｔａに設定する。

現像装置８を差替えて次に装着された現像装置８内に組
込まれたトナーがトナーＴＲｂである場合には、定着装
置２１内における定着温度をトナー　Ｔ　Ｒｂ’・につ
いて適正な定着温度Ｔｂに設定する。

同様に次に装着された現像装置８内に組込まれたトナー
が例えばトナーＴＲｃである場合には、定着装置２１内
における定着温度をトナーＴＲｃについて適正な定着温
度Ｔｃに設定する。

また次に装着された現像装置８内に組込まれたトナーが
例えばトナーＴＲｄである場合には、定着装置２１内に
おける定着温度をトナーＴＲｄについて適正な定着温度
Ｔｄに設定する。

以上のごとくいわゆる差替え方式の画像形成装置におい
ても、現像装置を差替える毎にこの現像装置内に組込ま
れたトナーについて適正な定着温度を設定するように構
成したので、適正に定着を行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、定着温度をト
ナーの種類に対応して制御しトナー像を転写材へ定着さ
せるように構成したので、あらゆる種類のトナーについ
ての定着率を改善することができ画質の改善を図ること
ができる。

またトナーの種類毎に適正な定着温度を設定し得るよう
に構成したので、トナーを開発するに際して樹脂等の原
材料の選択の幅の自由度が改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は適正な定着温度を制御するための回路部のブロ
ック図、第２図は本発明が適用される画像形成装置の一
実施例を示した断面図、第３図はトナーＴＲａの定着に
係る温度特性を示した特性曲線図、第４図はトナーＴＲ
ｂについての定着に係る温度特性を示した特性曲線図、
第５図はトナーＴＲｃについての定着に係る温度特性を
示した特性曲線図、第６図はトナーＴＲｄについての定
着に係る温度特性を示した特性曲線図、第７図は適正な
定着温度を制御するための作用を示したフローチャート
、第８図は本発明に係る画像形成装置の田の実施例を示
した断面図である。 ７ａ、７ｂ・・・現像装置 ２１・・・定着装置 ２３・・・定着ローラ ２７・・・ヒータランプ ４１・・・コントロールユニツ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体上に形成される潜像を現像してトナー像を形成
   する現像手段と、 この現像手段で像担持体上に形成されたトナー像を転写
   材へ転写する転写手段と、 この転写手段で転写材へ転写されたトナー像を加熱して
   当該転写材へ定着する定着手段と、この定着手段で転写
   材へ定着されるトナーの種類に対応して当該定着手段に
   おける加熱温度を制御する制御手段と を有することを特徴とする画像形成装置。