JPS60252380A - 画像記録装置 - 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】 イ、発明の目的 〔発明の利用分野〕 本発明は複写機、（レーザビーム）プリンタ、印刷機又
はファクシξリ等の画像記録装置、特に記録材上のトナ
ー像を加熱定着するための定着用回転体と、この定着用
回転体の表面温度を所定の温度に制御する温度制御手段
と、前記定着用回転体の周速度を所定の設定速度に駆動
制御する速度制御手段と、前記記録材の種類の応じて前
記定着用回転体の設定温度と設定速度を共に減少あるい
は増加させる設定切換手段とを有する加熱定着装置およ
び装置全体の状態を示す表示部を備えた画像記録装置に
関する。

〔従来技術〕

近来記録画像は多色は勿論、単色でもカラー化され、そ
の定着性、鮮明度に関して研究されている。特に、カラ
ー画像記録装置として代表的なものである゛電子写真装
置では、光導電層をもつ感光体や誘電体等の担持体上に
カラートナー像を形成し、このカラートナー像を記録材
に転写して静電的に支持させた後、その記録材を一対の
ローラ間で加熱加圧処理することで該記録材上にフルカ
ラー画像或いは単色カラー画像を得ている。

ところが、近年この種の装置は記録材として普通紙（厚
手紙、ハガキ、薄手の通常紙等）の使用を可能とし、又
オーバーヘッドプロジェクタ−（以下、ＯＨＰと記す）
に用いる透明樹脂フィルム（以下、トラペンと称す）へ
の画像記録にも使用できるが、その定着性や鮮明度には
満足のいかないものもあった。特に、トラペン上にカラ
ートナー像を記録することは要求度が非常に大きいにも
かかわらず不可能に近いものであった。つまり、画像の
鮮明度や定着性及びオフセットの発生度について多くの
新たな問題が生じ、実用化に至っていなかった。

この問題のうち、トラペン上の画像の色調の問題点につ
いて簡単に説明する。

従来のカラー画像定着と同様に加熱定着処理しても、Ｏ
ＨＰによりトラペン上のカラー画像をスクリーンに投影
して観察した場合、実用的な色調が得られない０例えば
イエロートナーの投影画像は全体に黒ずみ、特にハーフ
トーンの部分はグレイになる。またシアン及びマゼンタ
の投影画像も全体に黒ずみ、しかも色調はそれぞれ淡い
グリーン、レッドにシフトし、実用に耐えなかった。

これらの現象はフィルム上のカラートナーが半溶融状態
で定着しており、トナ一層内部に空気層が介在している
仁とあるいはトナ一層表面が粗であること等が影響して
ＯＨＰの投影光がトナ一層を通過する際、光が屈折、散
乱することによって生じるものであると考えられる。

従って、スクリーン上の投影画像の色調を良くするには
、トナーを充分に溶融させ、トナーが厚くあるいは密に
付着している部分をトナー表面と同じに融着させて空気
層を極力少なくし、また、゛　トナ一層表面を平担にす
ることが必要である。

しかし、トナーに与える熱量を、■加熱口、−ラの温度
を高くする、■加熱ローラの周速度を遅くする、■定着
ローラ対のニップ輻を広くする等の公知の手段により増
加させると、トナーと接触する側の加熱ローラ表面に該
トナーがオフ上−２トし、場合によっては画像の欠落あ
るいは汚れが生じてしまうことがあった。また、加熱ロ
ーラ表面に被清しである離型性材料の耐久性が著しく低
下する問題があり、加熱ローラの交換を早期に行う必要
を生じていた。

この間期はカラー画像に多く見られ、特に、トラペン上
への単色カラー又は複色カラー等において多く見られる
。そのため、定着装置に於ては、普通紙、トラペン等の
各種の記録材に応じて加熱ローラの表面温度と周速度を
決定し、それぞれの場合最適な定着条件を決定し、各定
着条件下においては、所定の記録材しか定着装置に送ら
れないように画像記録装置を制御しなくてはならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記に鑑み提案されたもので、各記録材に対し
てそれぞれ最適な定着性を与え、かつ、定着用回転体の
耐久性を向上させた画像記録装置を提供することを目的
とする。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 Ｌ記の目的においてこの発明は、記録材上のトナー像を
加熱定着するための定着用回転体と、この定着用回転体
の表面温度を所定の温度に制御する温度制御手段と、前
記定着用回転体の周速度を所定の設定速度に駆動制御す
る速度制御手段と、前記記録材の種類の応じて前記定着
用回転体の設定温度と設定速度を共に減少あるいは増加
させる定着条件Ｍ’ｔＨ部と、前記定着用回転体の設定
温度と設定速度を共に減少あるいは増加させているとき
と、前記定着用回転体の設定温度と設定速度が所定値に
達したときの少なくとも一方を表示する前記表示部と、
を有することを特徴とする画像記録装置である。

〔作用〕

トナー像の加熱定着に当り記録材の種類に応じ、定着用
回転体の設定温度と設定速度を共に減少あるいは増加さ
せ、その設定条件の制御中の表示を行わせることによっ
て、発明の目的がよく達成される。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

第１図は本発明画像記録装置としての電子写真カラー複
写装置の概略説明図である。第１図において、ｌは表面
に絶縁層を有する電子写真感光ドラム（以下、ドラムと
略称する）で、軸２に回転自在に支持され、コピー命令
により矢印３の方向に回転を開始する。ドラムｌが定位
置迄回転してくると、原稿台ガラス４上に置かれた原稿
０は第一走査ミラー５と一体に構成された照明ランプ６
で照射され、その反射光は第二走査ミラー７で走査され
る。第一走査ミラー５と第二走査ミラー７はｌ：繕の速
度比で動くことにより、原稿Ｏとレンズ８までの光路長
が常に一定に保たれたまま原稿の走査が行われる。

−１−記反射構造はレンズ８、第三ミラー９を経た後、
色分解フィルタｌＯにより色分解され、更に第四ミラー
１１、防塵用密閉ガラス１２を経て露光部１３でドラム
ｌ上に結像される。

ドラムｌは除電器１４で除電され、次に一次帯電器１５
により帯電（例えばプラス）された後、前記露光部１３
で照明ランプ６により照射された像がスリット７ｇ光さ
れる。それと同時にＡＣ又は−次と逆極性（例えばマイ
ナス）の除電を除電器１６で行い、その後更に全面露光
ランプ１７による全面露光を行うことにより、ドラム１
上に高コントラストの静電潜像が形成される。

上記静電潜像は現像器１８を通過することにより、トナ
ー像として顕像化される。現像器１８はイエロー１８１
、マゼンタ１８２、シアン１８３及び黒１８−４の４　
（１！ｌの現像器で構成され、露光に用いられた色分解
フィルタ１０に対応して、指定された現像器が働いて必
要な色のトナー像が得られる。

カセット１９１内の記録材としての転写材２０１は給紙
ローラ２１１により機内に送られ、第一レジスタローラ
２２で概略のタイミングがとられ、次に第二レジスタロ
ーラ２３で正確なタイミングがとられて、その先端が転
写ドラム２９のグリ、パ２４に把持される。

転写ドラムの詳細については後述するが、その転写ドラ
ム２９の回転に伴なってドラム２９に巻きつけながら搬
送され転写帯電器２５とドラムｌの間を転写材２０１が
通過する間に該転写材上にドラ１．１１：のＩ・ナー像
が転写される。転写ドラム２９はグリッパ２４で転写材
２０１の先端を把持したまま所要回転数だけ回転し、所
要色数の像が転写される。

なお、図の複写機はサイズ等種類の異なる転写材を夫々
装填した２つのカセットを装着して、それ等を切換え的
に給紙するようにしたものを示す。

転写絆了後、転写材はグリッパ２４から開放され、分離
爪２６で搬送ヘルド２フヘガイドされて加熱定着装置に
移送され、加熱定着用回転体としての定着ローラ３１．
３４へ導かれ、加圧、加熱により定着されてトレー３０
へ排出される。又転写後のドラムｌは弾性ブレードで構
成されたクリーニング装置２８でその表面を清掃し、次
サイクルへ進むようになっている。

第２図は上記加熱定着装置の概要を示すもので、定着ロ
ーラ３１の上下に同一構成の加圧ローラ３４．３８を圧
接させた構成である。定着ローラ３１は金属パイプ３２
の表面にＲＴＶシリコーンゴム層３３を被覆した構成で
ある。上下加圧ローラ３４・３８は金属パイプ３５−３
９の表面にテフロン（商品名）層３６．４０を被覆し、
その内部に赤外線ランプ３７・４１を配設したａ成であ
る。

容器４２内のシリコーンオイル４３は塗布フェルト４４
によってく６上げられ、上加圧ローラ３８の表面に塗布
され、この上加圧ローラ３８の表面に塗布されたシリコ
ーンオイルは定着ローラ３１の表面に塗布される。

塗布フェルト４４は押え板４５と共に回転軸４６に支持
されており、図示しない電磁プランジャーと引張りスプ
リングにより、」二加圧ローラ３８に接触する塗布位置
と接触しない非塗布位置との間を移動する。

クリーニングウェブ４７はトラペンの定着時のみ、押し
当てゴムローラ４８１の矢印方向の移動により、定着ロ
ーラ３１の表面に押１．当てられ、巻き取りローラ４８
によって、ローラ３１の表面をクリーニングしながら巻
取られる。

トラペン使用時にのみクリーニングウェブ４７を作動さ
せる理由は、トラペンはその表面が普通紙の表面と比べ
て平滑なため、定着時溶解されたトナーがトラペン側に
付着しづらく、定着ローラ３１の表面に残るためである
。

クリーニングフェルトａ−ラ４９は、ローラ３１．３４
．３８の加圧時（メイン争スイッチの作動に同期）に矢
印方向に移動して、ローラ３８に当接して該ローラ表面
の残留トナーをクリーニングする。

次に、第２図中に示しである制御系のブロック図につい
て説明する、５０は記録材検知手段で、材質、厚さ等の
記録材の種類を検知する。この記録材検知手段５０は自
動でも手動でもよいが、記録材がトラペンであることを
検知すると、その信号は定着条件制御部５１に送られ、
そこからクリーニングウェブ接離手段５７に信号を送り
、前述の動作を行わせる。定着条件制御部５１は検知し
た記録材に応じて、温度制御手段５３の設定温度Ｔと速
度制御手段５４の設定速度Ｖの夫々の大きさを変化させ
るもので、設定速度を小さくするときは設定温度も小さ
くなるように可変制御する。この定着条件制御部５１に
よって定められた設定速度、設定温度により、夫々の記
録材に適した定着性（条件）が得られる。また、可変制
御実施中、定着条件制御部５１から表示部５２へ信号が
送られ、後述する装置稼動不能状態を示す表示を行うよ
うになっている。この表示が行われるときは、即ち装置
は所定の手段により使用不能でスタンバイ中にする。

温度制御手段５３は定着用回転体としてのローラ３４の
表面温度を定められた設定温度に維持するため、ローラ
３４の表面に当接（又は近接）して設けられた表面温度
検知手段５８からの検知信号を受け、印加電圧制御又は
印加電流制御等の電力供給手段５５を介して、ヒータ３
７への供給電力を変化させて温調制御を行っている。

速度制御手段５４は下加圧ローラ３４の表面速度を定め
られた設定速度に維持するため、駆動力を変速するギア
、クラッチ等の駆動伝達部材、駆動モータ等の駆動力供
給手段５６を有し、下加圧ローラ３４を、直接又は下加
圧ローラ３８や定着ローラ３１を介して間接的に駆動制
御する。

第３図は第１図に示したカラー複写装置の制御パネル面
の平面図である。５９は装置がコピー可能状態かどうか
を示すランプ（以下ウェイトランプ）で、コピー不能の
時点灯もしくは点滅するようになっている。６０は用紙
切換スイッチで、使用する用紙をトラペンか普通紙に変
更する時に使用し、それに応じて表示ランプ６１．６２
がそれぞれ点灯するもので、第２図中の記録材検知手段
５０に相当する。６３はプリント釦で、ウェイトランプ
５９が作動中（点灯もしくは点滅中）は作動しないよう
になっている。

多色の複合カラートナー像が形成された記録材は第１．
２図の定着装置Ａに搬送される。この記録材が例えば薄
手の普通紙の場合は、設定温度Ｔｏ、設定速度ｖ０に加
熱定着用の下加圧ローラ３４を制御することで、鮮明で
定着性も良好なカラー画像が得られる。これに対して記
録材が例えばトラペンの場合は、設定温度Ｔ＋　（＜Ｔ
ｏ　）。

設定速度Ｖｌ（＜Ｖ。）に下加圧ローラを制御（これら
の設定値を普通紙の場合に比較して共に小さくしてる。

）することで、鮮明且つ定着性良好でしかもその定着像
の透過光は色鮮やかである。これらの設定切換により、
普通紙、トラペンいずれの記録材に対しても優れた定着
性を示し、且つ色鮮やかでオフセットの量も少ないカラ
ー画像を得ることができた。

なお、第３図中の用紙切換スイッチ６０を作動させるこ
とによって、予めプログラムさ・れている所定の定着速
度、定着設定温度で定着装置が作動する。

次に、用紙切換スイッチ６０を作動させた後の動作につ
いて第４図に従い説明する。なお、通常定着ローラは紙
モードの条件に設定されている。

用紙切換スイッチ６０を作動させると（ステップＳ２）
どちらのモード（記録材が普通紙であるか、トラペンで
あるか）になるかを確認して（ステップＳ３）それぞれ
のモードの定着ローラ表面温度、定着口Ｊう周速度に制
御を行う。

トラペンモードにする場合は、ますローラ周速度をＶｏ
から■１に駆動制御しくステップｓ４．５）、次に、表
面温度を温度センサ５８によって測定し、設定温度Ｔ、
になるように制御を開始する。

ローラ表面温度を測定して設定温度Ｔ、よりも低いか否
かを確認し、塙い場合はヒータ３７を消灯させてウェイ
トランプ５９を点灯もしくは点滅させる（ステップｓ６
．９．１０）。ヒータを消灯させる際にウェイトランプ
を点灯もしくは点滅させることが本発明の特徴である０
次いで、ローラ表面温度を再び確認し、設定温度Ｔ１に
達したならばウェイトランプ５９を消灯させ、ローラ表
面温度をＴ、になるよう維持する（ステップＳ７、８．
　１１．　１９）。

普通紙モードにする場合は、トラペンモードに変更する
時と同様な制御を行う（ステップ３１１〜１９）、（ｐ
し下加圧ローラの表面温度をＴｏにする際、ヒータ３７
を点灯してウェイトランプ５９を点灯又は点滅させてお
りこれは公知の制御手段である。

ここで、紙モードの時の設定温度Ｔ０、設定速度ｖｏと
、トラペンモードの時の設定温度Ｔ８、設定速度■皇に
ついて説明する。トラペンを記録材としたフルカラーコ
ピーでは、普通紙の場合に比べて充分な熱と加熱時間を
与えることが必要となる。そのため、定着ローラ３１の
温度を高くすることが考えられるが、定着ローラ温度を
高くすると、定着ローラ表面の離型性材料の耐久性が低
下することと、トナーが離型性材料にオフセットを起す
ことが発生しゃすくなる。

そこで、定着ｏ−テラ温度下げてオンセット防□□図り
、あっ、竹４紙。場合より供給熱−を□げるため、定着
ローラ周速度を下げてトラペン時の定着を行えばよい、
もし、定着ローラの温度を変えずに定着ローラ周速度を
下げると、定着ローラとトラペンでオフセット現象を起
す、これは定着ローラを低速で回転させるためトラペン
上のトナーが受ける熱量がトラペン定着に必要な熱量よ
り多くなっているからである。

その様子を具体的な数値で示したのが第５図である。な
お、この値は第２図の加熱定着装置で上下加圧ローラ３
４．３８を共に直径５０■璽、そのテフロン層３６．４
０の厚さを２５ＪＬとし、定着ローラ３１の直径を６０
鵬層、そのゴム層を５．５層層の厚さとし、ローラ３４
．３８内に８００１１のハロゲンラン−プを設けて測定
したものである。

図中曲線Ａはホット、オフセット時の温度（熱ローラ温
度を徐々に上げていった場合、記録材上のトナー画像が
熱ローラの離型性材料表面にオフセットする時の熱ロー
ラ表面温度）、曲線Ｂはトラペンに於いては投影時、普
通紙に於いてはそのまま観察した場合、良好なフルカラ
ー画像の得られる熱ローラ表面温度、曲線Ｃはコールド
オフセット時の温度（熱ローラ表面温度を徐々に低くし
ていった場合、溶融していないトナーがオフセットする
時の熱ローラ表面温度）を示す。

第５図から明らかなように曲線Ａ−Ｃの温度は熱ローラ
周速度を下げていくと、いずれも下ってくる。従って、
各記録材で最適の定着条件を得ようとして、定着ローラ
の周速を下げると、定着ローラの表面温度を下げること
が必要である。具体的数値例を挙げると、普通紙モード
ではＶＯを１５０ｍｍ／ｓｅｃ、　Ｔ　ｏを　１４５℃
、トラペンモードでは■、を３０ｍｍ／ｓｅｅ、　Ｔ　
Ｈを１３５℃とする。

ちなみにこのトラペンの定着条件で、普通紙の定着を行
うと、定着画像の色調は不鮮明でオフセットがひどく、
画像に過剰の光沢が生じ、普通紙のカーリングも生じる
。従って各記録材に応じて供給熱量の増減を行い、最適
な定着条件を設定することが必要となる。

ハ、発明の効果 以上、詳述したように本発明によれば、材質、厚さ等を
異にする各種記録材に対応した最適な定着条件になるよ
うに、定着ローラの加熱温度を減少あるいは増加させて
いるときは、装置の使用を禁止するように又制御中であ
ることを表示するようにしたから、その表示状態を確認
して定着を行うことにより、定着が最適な定着条件で確
実に行われる。・また、定着ローラはトナーのオフセッ
トが極めて少ないため、消耗劣化が防止されて耐久性が
向上する。上記加熱温度の制御中はプリント釦が作動し
ないようにしておくことにより、最適な定着条件で定着
することがより確実になる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子写真カラー複写装置の概略説明図、第２図
は加熱定着装置の概要図、第３図は第１図に示したカラ
ー複写装置の制御パネル面の平面図、第４図は定着条件
制御のフローチャート図、第５図は定着ローラの周速度
対表面温度の特性図である。 ３１は定着ローラ、３４は下顎圧ローラ、３８は上加圧
ローラ、５２は表示部、６０は用紙切換スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録材上のトナー像を加熱定着するための定着用
   回転体と、この定着用回転体の表面温度を所定の温度に
   制御する温度制御手段と、前記定着用回転体の周速度を
   所定の設定速度に駆動制御する速度制御手段と、前記記
   録材の種類の応じて前記定着用回転体の設定温度と設定
   速度を共に減少あるいは増加させる定着条件制御部と、
   前記定着用回転体の設定温度と設定速度を共に減少ある
   いは増加させているとき゛と、前記定着用回転体の設定
   温度と設定速度が所定値に達したときの少なくとも一方
   を表示する前記表示部と、を有することを特徴とする画
   像記録装置。