JP2000214724A - 画像形成装置及びその定着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置の定着において、熱源からの過
剰なエネルギー消費や画像形成装置の機内温度の過度な
上昇を防止すること。 【解決手段】 記録媒体２０７の搬送路に、画像データ
に基づいて記録媒体２０７の表面にトナー像を転写する
転写部とその下流側に配置され輻射熱または加熱空気流
による非接触加熱によってトナー像を記録媒体２０７に
定着させる定着器１０１とを備える画像形成装置であっ
て、定着器１０１には、搬送路上での記録媒体２０７の
搬送方向と直交する向きに配置する熱源１０２を複数に
分割したブロックの配列として備えるとともに、熱源１
０２のブロックのそれぞれについて発熱量を個別に制御
する熱源制御系を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置及びその定着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置は、画像情
報に基づいて光導電性の表面を露光して静電潜像を形成
し、この静電潜像をトナー像によって現像し、更にこの
現像の後にトナー像を定着させて画像を形成するという
のがその基本である。このような、電子写真方式の画像
形成装置について本願出願人は既に提案し、特願平７−
３２８６００号として出願した。この画像形成装置は、
用紙の搬送方向に対して感光体ベルトのループの周回方
向が直交する関係とした構成を持ち、その直交転写方式
を採用することによって装置の小型化を達成し得たもの
である。

【０００３】図６は本願出願人が先に提案した直交転写
方式の画像形成装置を用紙の搬送方向に観た概略構成
図、図７は図６の画像形成装置における転写時の状態を
示す要部の概略斜視図、図８は図６の画像形成装置にお
ける転写対向ローラの移動状態を示す模式図である。

【０００４】図６において、記録媒体２０７が図面と直
交する方向に給紙される転写板２１２の上方に、感光体
ローラ２０９及び転写対向ローラ２０８に巻回され図中
の矢印Ａ方向に周回動作する感光体ベルト２０１が配置
されている。そして、この感光体ベルト２０１の周回方
向に、クリーニング装置２０４，除電器２０５，帯電器
２０２，露光器２０６，トナー粒子２０３ａを内蔵し現
像ローラ２０３ｂによって感光体ベルト２０１の表面に
トナー像２０３ｃを現像する現像機２０３を順に配置し
ている。

【０００５】このような構成において、記録媒体２０７
に印字するとき、まず帯電器２０２は感光体ローラ２０
９の回転により、図６の矢印Ａの方向に送られている感
光体ベルト２０１の表面を一様な正電荷で帯電する。帯
電された感光体ベルト２０１の表面は露光器２０６の下
に送られ、露光器２０６により画像情報に応じた露光が
行われ、静電潜像が形成される。静電潜像が形成された
感光体ベルト２０１の表面は、続いて現像器２０３の下
に送られ、トナー粒子２０３ａの付着した現像ローラ２
０３ｂの圧接によって、静電潜像に応じたトナー像２０
３ｃが形成される。

【０００６】以上の現像工程後の転写工程では、現像工
程で逐次形成されたトナー像２０３ｃは感光体ベルト２
０１の周回移動によって、転写板２１２上の記録媒体２
０７と対向する位置に達し、感光体ベルト２０１上に形
成されたトナー像２０３ｃの先端部が記録媒体２０７の
端部とほぼ同位置となったところで停止する。次に、図
８に示すように、転写対向ローラ２０８が転写開始位置
ｐ１から転写終了位置ｐ２まで記録媒体２０７に沿って
矢印Ｂの方向に回転しながら平行移動する。このように
転写対向ローラ２０８が平行移動することによって、感
光体ベルト２０１表面が記録媒体２０７に押圧され、感
光体ベルト２０１上のトナー像２０３ｃが記録媒体２０
７上に転写される。そして、転写工程が全て終了する
と、感光体ローラ２０９が再び回転し、トナー粒子で汚
れた表面はクリーニング装置２０４でクリーニングされ
た後、除電器２０５で除電され、再び現像工程で使用可
能な状態に戻される。

【０００７】転写工程が終了すると、用紙搬送ローラ駆
動部（図示せず）によって用紙搬送ローラ２１０を回転
させ、図７に示すように、転写対向ローラ２０８の移動
する方向と直交する方向（矢印Ｃの方向）へ所定の位置
に達するように記録媒体２０７が搬送される。また、記
録媒体２０７に転写されたトナー像２０３ｃは転写部の
下流に配置した定着器２１１内に搬送され、定着器２１
１により非接触式の定着動作が行われる。

【０００８】図９は従来の定着器による定着状態を示す
模式図である。

【０００９】図９において、定着器２１１は、記録媒体
２０７に転写されたトナー像２０３ｃ（図６参照）のト
ナー粒子を溶融するための熱線を発生する熱源２１３
と、この熱源２１３から照射される熱線を効率よくトナ
ー像２０３ｃに照射するため集光する集光反射板２１４
と、記録媒体２０７を支持する反射支持板２１５とを備
えたものである。反射支持板２１５は熱線を反射する反
射材で構成され、トナー像２０３ｃを透過した熱線を反
射し、記録媒体２０７の裏面より再びトナー像２０３ｃ
に照射することにより照射効率を上げ、トナー粒子の溶
融を確実なものとしている。転写工程で記録媒体２０７
上に形成されたトナー像は、反射支持板２１５上の熱源
２１３の下部に搬送され、この熱源２１３により熱線を
照射され、トナー粒子が溶融することによって記録媒体
２０７に定着する。

【００１０】以上のようにして、記録媒体２０７上に文
字や図形等の画像が形成され、必要に応じて同様な画像
形成動作が繰り返される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置における定着器２１１では、記録媒体２０
７の搬送方向と直交する方向に配置された２１１の熱源
２１３の全体が、定着動作の期間を通じて発熱状態にあ
る。たとえば、記録媒体２０７の搬送方向に沿った一部
分のみの印字（記録媒体２０７をその搬送方向に観て幅
方向）の場合では、定着させる必要のない部分まで加熱
することになる。したがって、電力エネルギを無駄に消
費してしまうほか、画像形成装置の内部温度の過度な上
昇を招き、温度影響によって機器の作動不良を引き起こ
す可能性がある。

【００１２】本発明は、転写領域が限定された記録媒体
を定着する場合、熱源からの過剰なエネルギー消費を防
止するとともに、画像形成装置の機内温度の過度な上昇
を防止できる画像形成装置及びその定着方法を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録媒体の搬
送路と、前記搬送路中に配置され画像データに基づいて
前記記録媒体の表面にトナー像を転写する転写部と、前
記転写部の下流側に配置され輻射熱または加熱空気流に
よる非接触加熱によって前記トナー像を前記記録媒体に
定着させる定着部とを備える画像形成装置であって、前
記定着部には、前記搬送路上での前記記録媒体の搬送方
向と直交する向きに配置する熱源を複数に分割したブロ
ックの配列として備えるとともに、前記ブロックのそれ
ぞれについて発熱量を個別に制御する熱源制御系を備え
ていることを特徴とする。

【００１４】この構成により、転写領域に対応した熱源
のみを使用した定着動作が可能となり、転写領域が限定
された記録媒体を定着する場合、熱源からの過剰なエネ
ルギー消費を防止するとともに、画像形成装置の機内温
度の過度な上昇を防止する画像形成装置を提供すること
ができる。

【００１５】また、本発明の画像形成装置における定着
方法は、記録媒体の搬送路と、前記搬送路中に配置され
画像データに基づいて前記記録媒体の表面にトナー像を
転写する転写部と、前記転写部の下流側に配置され輻射
熱または加熱空気流による非接触加熱によって前記トナ
ー像を前記記録媒体に定着させる定着部とを備える画像
形成装置であって、前記定着部には、前記搬送路上での
前記記録媒体の搬送方向と直交する向きに配置する熱源
を複数に分割したブロックの配列として備えるととも
に、前記ブロックのそれぞれについて発熱量を個別に制
御する熱源制御系を備え、前記熱源制御系は、前記画像
データの前記記録媒体に対する転写実行位置を検知する
転写位置検知部と、前記転写位置検知部の検知結果に基
づいて前記ブロックの配列のうち前記転写実行位置に対
応したブロックを選択する熱源選択部とを備えた画像形
成装置において、前記画像データの記録媒体に対する転
写位置を検知する転写位置検知工程と、前記転写位置検
知工程の検知結果に基づいて前記ブロックの配列のうち
前記転写位置に対応するブロックを選択する熱源選択工
程とを含むものである。

【００１６】このような定着方法により、転写領域に対
応した熱源のみを使用した定着動作が可能となり、転写
領域が限定された記録媒体を定着する場合、熱源からの
過剰なエネルギー消費を防止するとともに、画像形成装
置の機内温度の過度な上昇を防止するができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、記録媒
体の搬送路と、前記搬送路中に配置され画像データに基
づいて前記記録媒体の表面にトナー像を転写する転写部
と、前記転写部の下流側に配置され輻射熱または加熱空
気流による非接触加熱によって前記トナー像を前記記録
媒体に定着させる定着部とを備える画像形成装置であっ
て、前記定着部には、前記搬送路上での前記記録媒体の
搬送方向と直交する向きに配置する熱源を複数に分割し
たブロックの配列として備えるとともに、前記ブロック
のそれぞれについて発熱量を個別に制御する熱源制御系
を備えていることを特徴とする画像形成装置であり、転
写領域に対応した熱源のみを使用した定着動作が可能と
なり、転写領域が限定された記録媒体を定着する場合、
熱源からの過剰なエネルギー消費を防止するとともに、
画像形成装置の機内温度の過度な上昇を防止することが
可能になるという作用を有する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、前記熱源制御系
は、前記画像データの前記記録媒体に対する転写実行位
置を検知する転写位置検知部と、前記転写位置検知部の
検知結果に基づいて前記ブロックの配列のうち前記転写
実行位置に対応したブロックを選択する熱源選択部とを
備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置であり、転写領域に対応した熱源のみを使用した定着
動作が可能となり、転写領域が限定された記録媒体を定
着する場合、熱源からの過剰なエネルギー消費を防止す
るとともに、画像形成装置の機内温度の過度な上昇を防
止することが可能になるという作用を有する。

【００１９】請求項３に記載の発明は、請求項２記載の
画像形成装置において、前記画像データの記録媒体に対
する転写位置を検知する転写位置検知工程と、前記転写
位置検知工程の検知結果に基づいて前記ブロックの配列
のうち前記転写位置に対応するブロックを選択する熱源
選択工程とを含むことを特徴とする画像形成装置におけ
る定着方法であり、転写領域が限定された記録媒体を定
着する場合、熱源からの過剰なエネルギー消費を防止す
るとともに、画像形成装置の機内温度の過度な上昇を防
止することが可能になるという作用を有する。

【００２０】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。

【００２１】図１は本発明の実施の形態による画像形成
装置の概略構成図であり、図２は本実施の形態による定
着器の模式図であり、図３は本実施の形態による定着器
の断面図である。

【００２２】図１において、感光体ベルト２０１，帯電
器２０２，現像器２０３，クリーニング装置２０４，除
電器２０５，露光器２０６，記録媒体２０７，転写対向
ローラ２０８，感光体ローラ２０９，記録媒体搬送ロー
ラ２１０は、図６及び図７で示した従来の技術の構成と
同じであり、これらの転写に関連する構成については共
通の符号で指示しその詳細な説明は省略する。

【００２３】本実施の形態においては、転写部の下流に
配置される定着器１０１は、図３に示すように、熱源１
０２と、回転速度が外部から設定可能なモータ（図示せ
ず）により駆動され熱源１０２からの熱を記録媒体２０
７上のトナー像に吹き付けるファン１０３と、定着する
トナー像が転写された記録媒体２０７を定着動作中に担
持する支持板１０４とを備えたものである。そして、従
来の技術で説明したように、現像工程において記録媒体
２０７上に転写されたトナー像２０３ｃは、熱源１０２
とファン１０３により供給される温風によって溶融さ
れ、記録媒体２０７に定着される。

【００２４】なお、熱源１０２は、ハロゲンランプ・赤
外線ヒータランプ・キセノンランプ・水銀ランプ等の光
と共に輻射熱を発せさせるものや、ニクロム線等の黒体
輻射により輻射熱を発生させるものが用いられるが、熱
効率の面から見てニクロム線等の黒体輻射により輻射熱
を発生させるものを用いるのが好ましい。また、ファン
１０３は、シロッコファン，クロスフローファン，軸流
ファン等である。

【００２５】以上の構成において、定着器１０１の作動
を図４に示す本実施の形態における画像形成装置の装置
ブロック図及び図５に示す同動作フローチャートに基づ
いて説明する。

【００２６】図４において、画像形成装置には、画像デ
ータ入力部１０５，画像データ入力部１０５から送られ
てきた画像データに色別信号への分解等の画像処理を施
した後に画像信号ｖ２として出力すると共に画像信号出
力開始信号ａを出力する画像処理部１０６，画像処理部
１０６からの画像信号出力開始信号ａが入力される制御
部１１３，画像処理部１０６からの画像信号ｖ２に基づ
き使用する記録媒体に対してどの位置に転写が行われる
かを検知し転写位置検知信号ｆとして出力する転写位置
検知部１０８，転写位置検知部１０８からの転写位置検
知信号ｆに基づき熱源１０２の転写位置に対応するブロ
ックを選択し熱源選択信号ｇとして出力する熱源選択部
１１１を備える。そして、画像処理部１０６からの画像
信号ｖ２に基づき感光体ベルト２０１上にトナー像を形
成する現像部１０７，現像部１０７において感光体ベル
ト２０１上に形成されたトナー像を記録媒体２０７上に
転写する転写部１０９，記録媒体２０７を搬送すること
により転写部１０９において記録媒体２０７上に転写さ
れたトナー像を定着部１１２に搬送する搬送部１１０を
備える。そして更に、熱源１０２とこの熱源１０２を通
して送風し熱源１０２から発生する熱を記録媒体２０７
上に形成されたトナー像に温風として噴射するファン１
０３とを設けた定着部１１２を備える。この定着部１１
２は、熱源選択信号ｇに基づき熱源１０２の使用するブ
ロックを選択することにより、熱源１０２を個別に制御
し、転写部１０９により記録媒体２０７上に形成された
トナー像のトナー粒子に熱を与えることによって溶融
し、記録媒体２０７にトナー像を定着させる。

【００２７】図５において、まず画像データ入力部１０
５に画像データｖ１が入力され、画像処理部１０６に送
られる（Ｓ１）。次に、画像処理部１０６は送られてき
た画像データｖ１を色別信号に分解する等の画像処理を
施し、現像部１０７及び転写位置検知部１０８に画像信
号ｖ２を出力すると共に画像信号出力開始信号ａを制御
部１１３に対して出力する（Ｓ２）。

【００２８】転写位置検知部１０８は、画像信号ｖ２が
入力されると、画像信号ｖ２から使用する記録媒体２０
７に対してどの位置に転写が行われるかを検知し、その
判定結果を転写位置検知信号ｆとして熱源選択部１１１
に出力する（Ｓ７）。熱源選択部１１１は、転写位置検
出信号ｆが入力されるとこれに基づき熱源１０２の転写
位置に対応するブロックを選択し熱源選択信号ｇとして
出力する（Ｓ８）。

【００２９】一方、（Ｓ２）の画像処理において、制御
部１１３は画像信号出力開始信号ａが入力されると、現
像部１０７に対して現像部制御信号ｂを出力する。現像
部１０７は、現像部制御信号ｂが入力されると、画像処
理部１０６から入力される画像信号ｖ２に基づき感光体
ベルト２０１上にトナー像を形成する現像動作を行う
（Ｓ３）。次に、制御部１１３は、転写部１０９に対し
転写制御信号ｃを出力し、転写部１０９は転写制御信号
ｃにより転写動作を行い、感光体ベルト２０１上に形成
されたトナー像を記録媒体２０７上に転写する（Ｓ
４）。転写動作が終了すると、制御部１１３は搬送部１
１０に対して有効幅搬送制御信号ｄを出力し、搬送部１
１０はトナー像が転写された記録媒体２０７を定められ
た有効転写幅だけ搬送する（Ｓ５）。次に、制御部１１
３は定着部１１２に対して定着部制御信号ｅを出力し、
定着部１１２は、Ｓ８で熱源選択部から入力された熱源
選択信号ｇにより設定される熱源１０２の使用されたブ
ロックを通過して発生した温風を、搬送部１１０から搬
送されてきた記録媒体２０７上に転写されたトナー像に
対し噴射し、トナー像を形成するトナー粒子を溶融さ
せ、トナー像を記録媒体２０７に定着させる（Ｓ６）。

【００３０】このとき、熱源１０２の記録媒体２０７上
の転写が行われた部分に対応したブロックのみを加熱す
るため、転写領域に対応した熱源のみを使用した定着動
作が可能となり、転写領域が限定された記録媒体２０７
を定着する場合、熱源１０２からの過剰なエネルギー消
費を防止するとともに、画像形成装置の機内温度の過度
な上昇が防止される。

【００３１】以上の動作が終了すると、制御部１１３は
画像データが全て印画されたかどうかを判定し、全て印
画が終了していれば終了し、全て印画が終了していなけ
ればＳ１に戻る（Ｓ９）。

【００３２】このように本実施の形態によれば、記録媒
体搬送方向に直交する方向に、個別制御可能なようにい
くつかのブロックに分割された熱源と、画像データの段
階で記録媒体上のどの部分に転写されるかを検知する転
写位置検知部と、転写位置検知部の検知結果に基づき熱
源の転写位置に対応するブロックを選択する熱源選択部
とを備えることにより、転写領域に対応した熱源のみを
使用した定着動作が可能となり、転写領域が限定された
記録媒体を定着する場合、熱源からの過剰なエネルギー
消費を防止するとともに、画像形成装置の機内温度の過
度な上昇を防止する画像形成装置を提供することができ
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明では、転写領域に対応した熱源の
みを使用した定着動作が可能となり、転写領域が限定さ
れた記録媒体を定着する場合、熱源からの過剰なエネル
ギー消費を防止するとともに、画像形成装置の機内温度
の過度な上昇を防止する画像形成装置及びその定着方法
を提供することが可能となるという有利な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による画像形成装置の概略
構成図

【図２】本実施の形態による定着器の模式図

【図３】本実施の形態による定着器の断面図

【図４】本実施の形態における画像形成装置の装置ブロ
ック図

【図５】本実施の形態における画像形成装置の動作フロ
ーチャート

【図６】本願出願人が先に提案した直交転写方式の画像
形成装置を用紙の搬送方向に観た概略構成図

【図７】図６の画像形成装置における転写時の状態を示
す要部の概略斜視図

【図８】図６の画像形成装置における転写対向ローラの
移動状態を示す模式図

【図９】従来の定着器による定着状態を示す模式図

【符号の説明】

１０１ 定着器 １０２ 熱源 １０３ ファン １０４ 支持板 １０５ 画像データ入力部 １０６ 画像処理部 １０７ 現像部 １０８ 転写位置検知部 １０９ 転写部 １１０ 搬送部 １１１ 熱源選択部 １１２ 定着部 １１３ 制御部 ２０１ 感光体ベルト ２０２ 帯電器 ２０３ 現像器 ２０３ａ トナー粒子 ２０３ｂ 現像ローラ ２０３ｃ トナー像 ２０４ クリーニング装置 ２０５ 除電器 ２０６ 露光器 ２０７ 記録媒体 ２０８ 転写対向ローラ ２０９ 感光体ローラ ２１０ 記録媒体搬送ローラ ２１１ 定着器 ２１２ 転写板 ２１３ 熱源 ２１４ 集光反射板 ２１５ 反射支持板 ｖ１ 画像データ ｖ２ 画像信号 ａ 画像信号出力開始信号 ｂ 現像部制御信号 ｃ 転写制御信号 ｄ 搬送部制御信号 ｅ 定着部制御信号 ｆ 転写位置検知信号 ｇ 熱源選択信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体の搬送路と、前記搬送路中に配置
   され画像データに基づいて前記記録媒体の表面にトナー
   像を転写する転写部と、前記転写部の下流側に配置され
   輻射熱または加熱空気流による非接触加熱によって前記
   トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部とを備える
   画像形成装置であって、前記定着部には、前記搬送路上
   での前記記録媒体の搬送方向と直交する向きに配置する
   熱源を複数に分割したブロックの配列として備えるとと
   もに、前記ブロックのそれぞれについて発熱量を個別に
   制御する熱源制御系を備えていることを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】前記熱源制御系は、前記画像データの前記
   記録媒体に対する転写実行位置を検知する転写位置検知
   部と、前記転写位置検知部の検知結果に基づいて前記ブ
   ロックの配列のうち前記転写実行位置に対応したブロッ
   クを選択する熱源選択部とを備えていることを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の画像形成装置において、前
   記画像データの記録媒体に対する転写位置を検知する転
   写位置検知工程と、前記転写位置検知工程の検知結果に
   基づいて前記ブロックの配列のうち前記転写位置に対応
   するブロックを選択する熱源選択工程とを含むことを特
   徴とする画像形成装置における定着方法。