JPH06337603A

JPH06337603A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06337603A
Application number: JP15140493A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Taguchi; 泰彦田口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】転写材上の全部着色又は部分着色された定着
画像を形成することができる画像形成装置を提供する。【構成】転写材３上に加熱溶融性の樹脂等からなるト
ナーにより未定着画像を形成する手段と、転写材と一部
重なった状態で同速度で移動する定着シート２を介して
発熱体１によって未定着トナーを加熱溶融した後定着シ
ートを転写材から分離する定着ユニット１５とを有した
画像形成装置において、定着シートを構成する少なくと
も１層は発熱体側の耐熱層２ａであり、他の少なくとも
１層は転写材側の未定着のトナーと接するインク層２ｎ
であり、該発熱体からの熱により該インク層のインクを
溶融させて転写材に付着させることにより着色された定
着画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ、ファ
クシミリ等の画像形成装置に関し、更に詳しくは、転写
材上の未定着トナー像を加熱定着する際にトナー像以外
の地部分にも着色画像を形成できるようにした画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真式の複写機、プリンタ、
ファクシミリ装置等の画像形成装置において、記録紙等
の転写材上に着色画像を形成するには、カラートナーの
収納されたトナーユニットを用いて行っていた。然し、
この場合、着色されるのは転写材上の未定着トナー像の
みであって、転写材上の地の部分を含めた全面或は一部
に着色を施すことができないという不具合があった。例
えば、一群の文字、図形等を強調する為に、当該文字等
と周辺の地の部分を含む領域を着色したい場合、従来の
カラートナーによる方式では不可能であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像形成装置
は、カラートナーによる着色しかできない為、地を含め
た全部着色又は部分着色を定着形成することができない
不具合があった。

【０００４】

【発明の目的】そこで本発明はこのような不具合を解決
するものである。即ち、転写材上のトナー部分以外の領
域に全部又は部分着色を施した定着画像を形成すること
ができる画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、転写材上に加熱溶融性の樹脂等からなる
トナーにより未定着画像を形成する手段と、上記転写材
と一部重なった状態で同速度で移動する定着シートを介
して発熱体によって上記未定着トナーを加熱溶融した後
上記定着シートを上記転写材から分離する定着ユニット
とを有した画像形成装置において、上記定着シートを構
成する少なくとも１層は上記発熱体側の耐熱層であり、
他の少なくとも１層は上記転写材側の未定着のトナーと
接するインク層であり、該発熱体からの熱により該イン
ク層のインクを溶融させて転写材に付着させることによ
り着色された定着画像を形成すること、転写材上に加熱
溶融性の樹脂等からなるトナーにより未定着画像を形成
する手段と、上記転写材と一部重なった状態で同速度で
移動する定着シートを介して発熱体によって上記未定着
トナーを加熱溶融した後上記定着シートを上記転写材か
ら分離する定着ユニットとを有した画像形成装置におい
て、少なくとも１層が発熱体側の耐熱層であり、他の少
なくとも１層は転写材側の未定着のトナーと接するイン
ク層である複数の層からなる上記定着シートは、上記発
熱体によって転写材と共に加熱されて未定着の上記トナ
ーを加熱溶融した後、上記加熱溶融した上記トナーが完
全に冷却固化する以前の定着温度領域以内で上記転写材
から分離されることにより上記インク層からのインクに
よって着色した定着画像を形成すること、転写材上に加
熱溶融性の樹脂等からなるトナーにより未定着画像を形
成する手段と、上記転写材と一部重なった状態で同速度
で移動する定着シートを介して発熱体によって上記未定
着トナーを加熱溶融した後上記定着シートを上記転写材
から分離する定着ユニットとを有した画像形成装置にお
いて、パルス状に発熱するパルス発熱体と、少なくとも
１層が発熱体側の耐熱層であり、他の１層が転写材側の
未定着のトナーと接するインク層である複数の層からな
る定着シートとによって、全部着色又は部分着色された
定着画像を形成すること、上記定着シートを収納した定
着シートカセットが上記発熱体又は上記パルス発熱体と
転写材との間に着脱可能であることを特徴としている。

【０００６】

【作用】上記のように構成された画像形成装置は、定着
時に転写材上の未定着トナー画像面を積層構造の定着シ
ートのインク層と接触して加熱体によって加熱すること
により、地を含む全部或は部分着色、又はトナー像部分
を中心として部分着色された定着画像を形成する画像形
成装置を提供することができるようにする。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明を適用した画像形成装置とし
ての電子写真式複写機の全体構成説明図であり、この電
子写真複写機は、コンタクトガラスＣＧ上にセットされ
た原稿６の画像面をスキャナ７によって読み取り、該読
み取った画像情報を書き込み装置８によって、予め一様
に帯電した感光体ドラム９上に照射することによって静
電潜像を形成する。該潜像は現像装置Ｄによってトナー
を付着されることにより可視化される。矢印方向に回転
する感光体ドラム９上の可視像の移動に同期して、給紙
カセット１０内の転写材３は、給紙ローラ１１により分
離給紙され搬送ローラ１２を介してレジストローラ１２
ａに送られ、転写ユニット１３によって可視像を転写さ
れた後に、搬送ガイド１４を通って定着ユニット１５に
送られる。定着ユニット１５内において転写材３上のト
ナー４は定着されて、排紙ローラ１６によって装置外に
排紙されるようになっている。

【０００８】図２は定着ユニットの概略構成説明図であ
り、定着ユニット１５においては、発熱体１を構成する
サーマルヘッド等のパルス発熱体１ａはオンデマンドに
通電発熱し、ローラ１７、１８に夫々巻き掛けられて加
熱部１ｂを通過する定着シート２を介して、転写材３上
の未定着のトナー４が瞬時に加熱溶着されるようになっ
ている。加熱部１ｂを通過した直後に定着温度領域以内
で定着シート２は転写材３から離反する。この時、定着
シート２が上記転写材３との離型性が最適となる角度θ
を満足するように駆動ローラ１７が配置されている。定
着シート２は耐熱性が高く離型性が良い透明のテフロン
等の樹脂材料を用いて形成され、駆動ローラ１７により
巻き取られ、且つ従動ローラ１８によって送り出される
ことにより、転写材３と同速で移動するようになってい
る。この後、転写材３上のトナー４は排紙ローラ１６に
よって装置外に排紙される間に冷却固化する。

【０００９】図３は定着シートを加熱部１ｂと転写材３
との間で挟んだ状態を示す断面図であり、定着シート２
は、発熱体１（加熱部１ｂ）側には耐熱層２ａを、転写
材３側にはインク層２ｎからなる複数の層からなる積層
構造を有する。耐熱層２ａは強度的にも優れた耐熱層で
定着シート２の基材となっているポリイミド系の例え
ば、ＰＥＥＫ、ＦＥＳ、ＰＥＩ等の高耐熱性樹脂の厚さ
２０μｍ以下のフイルムである。インク層２ｎは熱によ
って溶融するインク又は染料によって形成されている。
定着時発熱体１のサーマルヘッド等のパルス発熱体１ａ
の加熱部１ｂによって加熱定着されるとき、インクが溶
融され、定着と同時に転写材３上に着色した定着画像が
形成される。同様にして、定着後の転写材３を着色のみ
することも可能である。この場合は感光体ドラム９上に
画像を形成させないように、例えば図示しない原稿台に
白色の上記原稿６を載置して作像を行う等の方法があ
る。この結果、転写材３の地の部分の全部又は一部の色
を所定の色に着色することができる。

【００１０】図４は他の実施例の定着シートの構成を示
す断面図であり、定着シート２は、耐熱層２ａを挟んで
発熱体１側に滑りの良い摺動層２ｂが、転写材３側にイ
ンク層２ｎが積層された複数の層からなる積層構造であ
る。この定着シートによれば、定着シートが加熱部１ｂ
を通過する際の抵抗が低減して搬送性を高めることがで
きる。

【００１１】図５は本発明の他の実施例としての定着ユ
ニットの構成を示す分解斜視図であり、定着シート２
は、定着シートカセット５の定着シートカセット上部５
ａと定着シートカセット下部５ｂとの間に挟まれた状態
で内部に収納されて、画像形成装置本体の発熱体１又は
パルス発熱体１ａと転写材３との間に着脱可能になって
いる。シート駆動ギア１９は、定着シートカセット５を
装置本体に装着した時に、図示しない装置本体の駆動系
と連結するようになっている。駆動軸２０及び従動軸２
１は夫々装置本体側の軸受側板２２及び軸受側板２３に
設けられた軸受部２２ａ及び軸受部２２ｂと、軸受部２
３ａ及び軸受部２３ｂに装着される。定着シートカセッ
ト５は、側板２２の受け部２２ｃと側板２３の受け部２
３ｃ上に夫々載置されて、ロック爪２２ｄ及びロック爪
２３ｄによって本体に固定されるようになっている。ロ
ック爪２２ｄ及びロック爪２３ｄは、夫々受け部２２
ｃ，２３ｃの外側壁面に矢印方向へ回動可能に軸支され
ていると共に、上方へ弾性付勢されることにより先端の
フック部でカセット５に係着できるよう構成されてい
る。

【００１２】図６は本発明の他の実施例の要部構成説明
図であり、パルス発熱体１ａは、図示しないスキャナで
読み取った画像を、オンデマンド制御により転写材３上
のトナーの付着している部分又はその近傍だけを、パル
ス発熱体１ａに対応のエレメントに印加電圧をオンし
て、定着時にサーマルヘッド等のパルス発熱体１ａの加
熱部１ｂによって加熱定着されるとき、定着シート２の
インク層２ｎの対応インクが溶融されることにより、定
着と同時に転写材３上の文字「Ｒ」部分に着色した定着
画像が形成されるようになっている。

【００１３】図７は本発明を適用した画像形成装置の画
像形成動作を実現するための回路構成を示すブロック図
であり、同期信号発生部２４は、画像信号により変調さ
れたレーザ光により感光体ドラム９を露光走査するため
のタイミング信号を発生する。ポリゴンミラー２５によ
り走査されたレーザ光を１ライン毎に同期検知器２６で
検知しＰＭＳＹＮＣと称する信号を得、クロック発生部
２７で発生した信号をＰＭＳＹＮＣと位相同期させ、画
素毎の同期信号（画素ロック）を得る。又、１ラインの
はじめを示すＬＳＹＮＣと称する信号を発生する。更
に、１ラインの有効期間を示すＬＧＡＴＥ、１ページの
有効期間を示すＦＧＡＴＥと称する信号を発生する。こ
れらの信号に同期してスキャナ或はホストマシン等から
画像信号（３３）を入力することにより画像形成が行な
われる。これらの同期信号（３４）は、上記書き込み装
置８の書き込み制御部８ａや上記定着ユニット１５の定
着制御部１５ａにも供給され、利用される。

【００１４】上記書き込み制御部８ａは、上記同期信号
（３４）に同期して入力された画像信号（３３）をＬＤ
（レーザダイオード）駆動部２８へのＬＤ２９の駆動信
号２９ａと上記定着制御部１５ａへの定着制御用信号に
分配する。この際、装置の特性に合わせたγ変換や、解
像力アップのための画素処理を行なうこともある。この
後、画像信号は画素クロックに同期して送り出される。
上記ＬＤ駆動部２８は、入力された画像信号に応じてＬ
Ｄ２９を変調し、レーザ光を得る部分である。ここで
は、ＬＤ２９を２値駆動する場合と、ＰＷＭ変調により
多値駆動をする場合と、パワー変調により多値駆動する
場合とがある。又、レーザ光のパワーを一定に保つため
のパワー調整機能も有している。

【００１５】定着制御部１５ａは、図示しない転写材３
に転写された画像信号に応じて、図示しない定着ユニッ
ト１５の加熱状態を制御するための制御部分であり、信
号処理部３０、バッファメモリ３１、サーマルヘッド等
のパルス発熱体１ａの駆動部１ｃよりなる。信号処理部
３０は、画像信号をパルス発熱体１ａとしてのサーマル
ヘッド等の駆動信号に変換する部分である。画像信号の
１ドットに対応するパルス発熱体１ａのサーマルヘッド
等の１ドット通電加熱、又は画像信号の１ドットの周囲
の複数ドットに通電加熱、画像信号の密度と異なる密度
のパルス発熱体１ａを用いるため、画像信号の密度を変
換してパルス発熱体１ａの密度に合わせる等の処理を行
なう。

【００１６】上記バッファメモリ３１は、信号処理部３
０で処理された画像信号を一時的に蓄え、感光体ドラム
９への露光走査と定着ユニット１５のパルス発熱体１ａ
への通電・定着とのタイミング差を吸収する部分であ
る。又、信号処理部３０のワーク領域としても使用され
る。必要なメモリ容量は、感光体ドラム９の露光点から
定着ユニット１５のパルス発熱体１ａまでの距離と定着
加熱点の密度（転写材の巾方向、搬送方向の両方向の密
度）によりその最低容量が決まる。バッファメモリ３１
に蓄えられた信号は、搬送とタイミングを取って読みだ
され、サーマルヘッド等のパルス発熱体１ａの駆動部１
ｃに送られ、転写材３上のトナー４を加熱、定着する。
サーマルヘッド等のパルス発熱体１ａの駆動部１ｃは、
バッファメモリ３１からの信号を受けて、パルス発熱体
１ａに送り出す部分である。シーケンス制御部３２は、
装置全体の動作を制御している部分で、転写材（給紙）
３の搬送制御、プロセス制御外部とのインターフェー
ス、ＬＤ２９のパワー制御、サーマルヘッド等のパルス
発熱体１ａの駆動部１ｃと転写材３の同期制御等を受け
持っている。

【００１７】図８は画像信号の入力から定着までの画像
形成手順を示す図であり、図１乃至図７を参照して、画
像信号が入力されてから定着されるまで順を追って説明
する。本実施例は、転写材３上のトナー４が付着してい
るところのみ、あるいはその近傍のみを加熱するサーマ
ルヘッド等のパルス発熱体１ａの加熱点を選択的に通電
加熱することにより最小のエネルギーで画像定着を行な
うものである。スキャナ７やホストからの同期信号３４
に同期して入力された画像信号３３は、書き込み制御部
８ａで所定の処理を受けた後、ＬＤ駆動信号２９ａと定
着制御信号１５ｂとに分配される。ＬＤ駆動信号２９ａ
は、ＬＤ駆動部２８に送られ、レーザ光となって感光体
ドラム９を露光走査し画像形成を行なう。他方、定着制
御信号１５ｂは、定着制御部１５ａに送られパルス発熱
体１ａの駆動用に変換されてバッファメモリ３１に蓄積
され、転写画像と同期してサーマルヘッド等のパルス発
熱体１ａに供給され画像を加熱定着する。

【００１８】書き込みドットと加熱点の対応の付け方に
はいくつかの方法がある。まず書き込みドットと加熱点
を１対１とする方法。この方法は一番エネルギー効率の
よい方法であるが、定着ユニット１５での転写材３の位
置精度が厳しく、書き込み密度と同密度のパルス発熱体
１ａが必要となる、バッファメモリの容量が多く必要と
なるなどの欠点も有している。次に、書き込みドットの
一点にこれよりも大きい領域の加熱点に対応する方法で
ある。書き込みドットの周囲を含めて加熱するものであ
り、エネルギー効率は前者よりも劣るが転写材３の位置
精度が低くてもすむ利点がある。更に、書き込み密度と
パルス発熱体１ａの加熱点の密度を等しくする方法と、
異なったものとする方法、特にパルス発熱体１ａの密度
を低くする方法がある。パルス発熱体１ａの密度を低く
し書き込みドットの周辺を含めて加熱する方法は、転写
材３の位置精度、上記メモリ容量、上記サーマルヘッド
等のパルス発熱体１ａの入手性等から実現しやすい方法
である。

【００１９】次に、この方法を説明する。書き込み密度
は４００ｄｐｉ、パルス発熱体１ａは２００ｄｐｉとす
る。加熱点の決め方はいろいろあるが、ここでは図８に
図示するように４００ｄｐｉの画像信号を主走査、副走
査共に２ドットづつＯＲ演算をほどこして、２００ｄｐ
ｉに密度変換をする。次に、２００ｄｐｉの画像信号の
オンドットに対し所定のパターンを発生するようになっ
ている。たとえば１つのオンドットに対して周囲を取り
囲むような６ドットの信号を発生する。この信号をバッ
ファメモリに記憶していく。この信号を記憶するのに必
要な最低のメモリ容量は、加熱密度と露光点から転写点
までのパスにより決まる。所定のタイミングになったら
転写材３上の画像と定着加熱点を同期させるべく、この
データを読み出してサーマルヘッド等のパルス発熱体１
ａの駆動部１ｃに送りパルス発熱体１ａの加熱点を選択
的に加熱する。パルス発熱体１ａの駆動は周知のように
加熱点データをシリアル信号として１ラインづつ送り出
し、複数のセグメントに分離された加熱点を順繰りに加
熱していくことにより行なわれる。この時、パルス発熱
体１ａの温度を監視し、温度によってセグメント毎の加
熱時間のデューティを制御してパルス発熱体１ａの過熱
を防止することができるようになっている。

【００２０】転写材３上の画像と定着加熱点を同期させ
る方法としては、本実施例では露光点と定着点、あるい
は転写点と定着点及びレジストレーションタイミングか
ら同期タイミングを演算し、シーケンス制御部３２が指
令を送る。他の方法としては、定着点の前にペーパセン
サを配置し、これによりタイミングをとってもよい。こ
のようにして、転写材３上の画像が存在する箇所だけ、
あるいはその近傍だけを加熱定着するので低消費電力で
エネルギー効率が良く、待ち時間の無い定着装置を有す
る画像形成装置を提供することができる。上記と同様に
して着色したい部分（トナー部分以外であってもよい）
のパルス発熱体１ａの熱素子をＯＮする事により定着と
同時に定着シート２のインク層２ｎを溶融させ転写材３
を着色させることが可能となる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、定着時に転写材上の未定着トナー画像面と
積層構造の定着シートのインク層を接して加熱体によっ
て加熱するようにしたので、全部着色又は部分着色され
た定着画像を形成する画像形成装置を提供することがで
きるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の全体の概
略断面図である。

【図２】本発明の実施例を示す画像形成装置の要部の概
略断面図である。

【図３】本発明の実施例を示す画像形成装置の他の要部
の拡大断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の要部
の拡大断面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の他の
要部の斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の他の
要部の展開斜視図である。

【図７】本発明の実施例を示す画像形成装置の要部の動
作を説明する構成図である。

【図８】（１）（２）及び（３）は本発明の実施例を示
す画像形成装置の他の要部の状態変化を説明する説明図
である。

【符号の説明】

１・・・発熱体、１ａ・・・パルス発熱体、１ｂ・・・
加熱部、１ｃ・・・駆動部、２・・・定着シート、２ａ
・・・耐熱層、２ｂ・・・摺動層、２ｎ・・・インク
層、３・・・転写材、４・・・トナー、５・・・定着シ
ートカセット、５ａ・・・定着シートカセット上、５ａ
・・・定着シートカセット下、６・・・原稿、７・・・
スキャナ、８・・・書き込み装置、８ａ・・・書き込み
制御部、９・・・感光体ドラム、１０・・・給紙カセッ
ト、１１・・・給紙ローラ、１２・・・搬送ローラ、１
２ａ・・・レジストローラ、１３・・・転写ユニット、
１４・・・搬送ガイド、１５・・・定着ユニット、１５
ａ・・・定着制御部、１５ｂ・・・定着制御信号、１６
・・・排紙ローラ、１７・・・駆動ローラ、１８・・・
従動ローラ、１９・・・シート駆動ギア、２０・・・駆
動軸、２１・・・従動軸、２２・・・軸受側板、２２ａ
・・・軸受部、２２ｂ・・・軸受部、２２ｃ・・・ロッ
ク爪、２３・・・軸受側板、２３ａ・・・軸受部、２３
ｂ・・・軸受部、２３ｃ・・・ロック爪、２４・・・同
期信号発生部、２５ポリゴンミラー、２６・・・同期検
知器、２７・・・クロック発生部、２８・・・ＬＤ駆動
部、２９・・・ＬＤ、２９ａ・・・駆動信号、３０・・
・信号処理部、３１・・・バッファメモリ、３２・・・
シーケンス制御部、３３・・・画像信号、３４・・同期
信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/22 １０５Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写材上に加熱溶融性の樹脂等からなる
トナーにより未定着画像を形成する手段と、上記転写材
と一部重なった状態で同速度で移動する定着シートを介
して発熱体によって上記未定着トナーを加熱溶融した後
上記定着シートを上記転写材から分離する定着ユニット
とを有した画像形成装置において、上記定着シートを構成する少なくとも１層は上記発熱体
側の耐熱層であり、他の少なくとも１層は上記転写材側
の未定着のトナーと接するインク層であり、該発熱体か
らの熱により該インク層のインクを溶融させて転写材に
付着させることにより着色された定着画像を形成するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】転写材上に加熱溶融性の樹脂等からなる
トナーにより未定着画像を形成する手段と、上記転写材
と一部重なった状態で同速度で移動する定着シートを介
して発熱体によって上記未定着トナーを加熱溶融した後
上記定着シートを上記転写材から分離する定着ユニット
とを有した画像形成装置において、少なくとも１層が発熱体側の耐熱層であり、他の少なく
とも１層は転写材側の未定着のトナーと接するインク層
である複数の層からなる上記定着シートは、上記発熱体
によって転写材と共に加熱されて未定着の上記トナーを
加熱溶融した後、上記加熱溶融した上記トナーが完全に
冷却固化する以前の定着温度領域以内で上記転写材から
分離されることにより上記インク層からのインクによっ
て着色した定着画像を形成することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項３】転写材上に加熱溶融性の樹脂等からなる
トナーにより未定着画像を形成する手段と、上記転写材
と一部重なった状態で同速度で移動する定着シートを介
して発熱体によって上記未定着トナーを加熱溶融した後
上記定着シートを上記転写材から分離する定着ユニット
とを有した画像形成装置において、パルス状に発熱するパルス発熱体と、少なくとも１層が
発熱体側の耐熱層であり、他の１層が転写材側の未定着
のトナーと接するインク層である複数の層からなる定着
シートとによって、全部着色又は部分着色された定着画
像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】上記定着シートを収納した定着シートカ
セットが上記発熱体又は上記パルス発熱体と転写材との
間に着脱可能であることを特徴とする請求項１、２又は
３記載の画像形成装置。