JPH04369677A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機・同プ
リンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、画像形成プロセス手段によ
り記録材面に未定着画像を形成担持させ、該未定着画像
を定着装置により記録材面に定着して画像形成物を出力
する画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば、電子写真複写機・同プリ
ンタ、静電記録装置、磁気記録装置等の画像形成装置は
、電子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成プ
ロセス手段により転写材シート・エレクトロファックス
シート・静電記録シート・印画紙・ＯＨＰシートなどの
記録材の面に直接方式或いは間接（転写）方式で目的の
画像情報に対応したモノクロ或いはマルチカラー（多色
）或いはフルカラーの未定着画像を形成担持させ、その
未定着画像を加熱定着方式を一般的とする定着手段によ
って記録材面に永久固着画像として定着させて画像形成
物として出力させるものである。

【０００４】加熱定着手段としては、所定の定着温度に
加熱した定着ヒートローラと加圧ローラとの圧接ローラ
対間に未定着画像を形成担持させた記録材を導入して搬
送通過させることで画像を加熱定着させる定着ヒートロ
ーラ方式（熱ローラ方式）が一般的に多用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば、電子写真方式
を用いたカラー複写機等のカラー画像形成装置は、近年
、デジタル式のカラー複写機が普及を始めることで低価
格・高画質の特徴を生かしてカラーＯＡ（オフィスオー
トメーション）化の潮流を促進するとともに新たな市場
を築きつつある。加えて、より本格的なカラーＯＡの時
代のためには小型・安価にカラーＤＴＰを可能とするフ
ルカラーＬＢＰ（レーザービームプリンタ）の出現が期
待されている。本質的には従来のカラー複写機の基本技
術と大きく変わるものではないが、小型化・フリーメン
テナンス化等に複写機以上の厳しい要求が存在している
ため、各プロセス要素のさらなる改良・小型化のための
努力が必要とされている。

【０００６】カラー複写機のプロセス機器で意外に大型
化するものの一つに定着装置が挙げられる。定着装置の
低電力化（低Ｗ化）や定着時の混色性を高めるためには
色現像剤（カラートナー）をシャープメルトな低融点の
ものにしていく材料の開発も重要であるが、定着ローラ
へのオフセット現象を防止する構成もまた大きな問題で
ある。

【０００７】現状の熱ローラ定着方式においてはオフセ
ットを防ぐために、ローラ表面に対するフッ素樹脂コー
ト処理やシリコンオイル塗布、オイルウェブによるクリ
ーニング等の方法が行なわれているが、特に後２者のシ
リコンオイル塗布やオイルウェブクリーニングの方式は
オイルタンクやウェブ巻取機構が大型化しがちであった
。

【０００８】カラーの非磁性トナーにおいては磁性体を
含まないことで通常の磁性トナーに比べてオフセットが
発生しやすく、またカラー画像は４色重ね（イエローＹ
・マゼンタＭ・シアンＣ・ブラックＢＫ）を行なうため
、一度に大量のトナーを定着せねばならずオフセットを
防ぐことは困難である。

【０００９】従来の熱ローラ定着方式の欠点はトナーの
紙（記録材）への溶融定着とトナーと紙のローラ表面か
らの分離の２つのプロセスを実質的に同一場所で同時に
行なうので、該各々のプロセスに最適な温度条件を別個
に設定することは不可能であったことにより、オイル塗
布等の付加的な手段でオフセットを防止せざるを得なか
った。

【００１０】そこで本発明は、オフセット防止のための
オイル機構を設けずともオフセットがなく、しかもカラ
ー画像については高い光沢性と混色性を備えた良好な画
像形成物を出力させることが可能な画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。 （１）画像形成プロセス手段により記録材面に未定着画
像を形成担持させ、該未定着画像を定着装置により記録
材面に定着して画像形成物を出力する画像形成装置であ
り、前記定着装置は、フィルムの一面側に記録材の未定
着画像担持面を密着させ、フィルムの他面側に配設の発
熱体の熱エネルギーをフィルムを介して記録材に付与し
て未定着画像を熱定着させ、加熱部を通過した記録材を
フィルム面から分離させる構成のものであり、該定着装
置の温度条件を可変とすることにより定着画像の表面光
沢性を任意に選択可能であり、且つ記録材に対する画像
形成がカラー画像であるカラー画像モードの場合におい
ては上記の表面光沢性選択時に選択された光沢性に応じ
て画像形成プロセス側の色差補正がなされることを特徴
とする画像形成装置。 （２）記録材に対する画像形成がモノクロ文字画像であ
る場合においては低光沢の画像を出力するモノクロモー
ドを有することを特徴とする（１）記載の画像形成装置
。

【００１２】

【作用】■．上記のように定着装置を、フィルムの一面
側に記録材の未定着画像担持面を密着させ、フィルムの
他面側に配設の発熱体の熱エネルギーをフィルムを介し
て記録材に付与して未定着画像を熱定着させ、加熱部を
通過した記録材をフィルム面から分離させるフィルム加
熱定着方式のものとすることで、記録材の未定着画像の
加熱溶融定着プロセスと冷却分離プロセスとを別々に設
定することが可能であり、加熱溶融定着プロセス後のフ
ィルムと記録材との分離をフィルム・記録材がトナーオ
フセット温度領域以下に冷却されたとき分離させること
でトナーオフセット防止のためのオイル機構を配設する
ことなくトナーオフセットを防止することが可能となる
。

【００１３】■．加熱溶融定着プロセスの加熱部の温度
（定着温度）は上記■の理由によりトナーオフセットを
考慮しなくてよいのでその設定自由度が増し、カラー画
像の形成においては高い光沢性と混色性を備えた良好な
定着画像を得ることが可能となる。

【００１４】■．それに加えて加熱溶融定着プロセスと
冷却分離プロセスを別々に設定することにより、定着画
像の光沢度を必要に応じて定着性と混色性を維持したま
ま可変とすることが可能となった。

【００１５】この場合の利点は例えばフルカラーの写真
画像のようなものには高い光沢性を与えるようにし、モ
ノクロ画像においては光沢性を抑え、見やすい画像とす
るというような使い分けが可能となる。

【００１６】ただこの場合はトナー層の表面上層部が下
層部に対し、より強く加熱されるため、光沢性を変化す
るために加熱温度条件を変えると、カラーの多色重ねの
トナー層の場合では混色の度合が異なってしまい、色味
も変化してしまう。そこで本発明においては必要とする
光沢度に応じて画像形成プロセスにおいて色補正を予め
行なっておいて、光沢度を用途別に選択する際に色味に
ついては変化がなく、一定の色度を保つようにした。

【００１７】

【実施例】図１は一実施例としての画像形成装置の概略
構成図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセス
利用のカラーレーザープリンタである。

【００１８】１は像担持体としての電子写真感光体ドラ
ムであり、矢示の時計方向に所定のプロセススピード（
周速度）をもって回転駆動され、その回転過程で帯電器
２による所定の極性・電位の帯電工程、レーザースキャ
ナ７から出力される、目的の画像情報に対応して変調さ
れたレーザー光による走査露光工程（静電潜像形成）、
現像器３による現像工程、転写ドラム４による、感光体
ドラム１面側から記録材（転写用紙）面側への現像画像
転写工程、クリーニング器５によるクリーニング工程を
順次に受ける。８はレーザー光の反射ミラーである。

【００１９】トナー現像器３はイエロートナー現像器Ｙ
・マゼンタトナー現像器Ｍ・シアントナー現像器Ｃ・ブ
ラックトナー現像器ＢＫの４つの現像器からなる。転写
ドラム４は感光体ドラム１に近接して配置されていて感
光体ドラム１とほぼ同じ周速度をもって感光体ドラム１
の回転に順方向に回転駆動れ、給紙カセット９から給紙
手段９ａにより給紙された記録材（転写用紙）Ｐがその
周面に巻付けられて回転し、感光体ドラム１面側の現像
トナー画像を記録材面に転写させる。

【００２０】フルカラー画像形成モードのときは上記一
連の帯電・露光・現像・転写・クリーニングの工程が目
的のフルカラー画像の３色分解成分像及び黒成分像の都
合４つの成分像について順次に実行されて、その各成分
像の現像トナー画像が転写ドラム４に巻付き保持されて
いる同一の記録材面に順次に重畳転写される。そして記
録材に対する４色の現像トナー画像の転写が終ると記録
材は転写ドラム４から分離されて定着器６へ導入されて
加熱定着を受けてフルカラー画像形成物として排紙トレ
イ１０へ排出される。

【００２１】もちろん１色または２色または３色のみの
画像形成の場合も転写回数が少ないだけで過程は同様で
ある。

【００２２】現像方式は非磁性１成分現像方式、２成分
現像方式、接触式、非接触式等いずれであってもよい。 転写ドラム４に対する記録材巻付け方式はグリッパー等
の機械的なものでも静電吸着のようなものであってもよ
い。

【００２３】図２は定着器６の拡大図である。１８はエ
ンドレスの耐熱性フィルムであり、ローラ１７・ローラ
１６・低熱容量線状加熱体１１・冷却部材１３の４部材
間に懸回させてあり、ローラ１７・１６による駆動とテ
ンションにより矢示の時計方向に所定のプロセススピー
ドをもってシワなく回転駆動される。１４・１５は加熱
体１１と冷却部材１３の下面に夫々フィルム１８を挟ま
せて圧接させた加圧ローラである。

【００２４】エンドレスフィルム１８は、一例として厚
み２０μｍの耐熱フィルム、例えばポリイミド、ポリエ
ーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡに少なくとも画像当接面
側にＰＴＦＥ、ＰＡＦ等のフッ素樹脂に導電材を添加し
た離型層を１０μｍコートしたものである。該フィルム
は一般的には総厚１００μより好ましくは４０μ未満の
ものである。

【００２５】低熱容量線状加熱体１１は装置に固定支持
させてあり、一例として厚み１．０ｍｍ・巾１０ｍｍ・
長さ２４０ｍｍのアルミナ基板に抵抗材料（通電発熱体
）を巾１．０ｍｍに塗工したもので、その抵抗材料に長
手方向両端より通電される。通電はＤＣ１００Ｖの周期
２０ｍｓｅｃのパルス状波形で検温素子１２によりコン
トロールされた所望の温度・エネルギー放出量に応じた
パルスをそのパルス巾を変化させて与える。略パルス巾
は０．５ｍｓｅｃ〜５ｍｓｅｃとなる。この様に加熱体
１１はエネルギー・温度制御される。

【００２６】加圧ローラ１４はシリコンゴム等の離型性
の良いゴム弾性層を有するローラであり、総圧４〜７ｋ
ｇでフィルム１８を介して加熱体１１を加圧しフィルム
と圧接回転する。

【００２７】冷却部材１３は放熱板あるいは送風管をフ
ィルム内側より当接しており、ローラ１５によりフィル
ム１８との密着性を高めて加熱されたフィルム１８を冷
却するはたらきをしている。

【００２８】転写ドラム４から分離された記録材Ｐは加
熱体１１の下面に圧接して回転駆動しているフィルム１
８の下面と加圧ローラ１４とのニップ部（加熱部）に進
入してトナー画像担持面がフィルム１８の下面に密着し
てフィルム１８と一緒に加熱体１１と加圧ローラ１４と
のニップ部を通過していく。この通過過程でトナー画像
は加熱体１１の熱エネルギーをフィルム１８を介して受
けて加熱溶融定着される（溶融定着プロセス）。

【００２９】加熱体１１と加圧ローラ１４とのニップ部
をフィルム１８と共に通過した記録材は次いで冷却部材
１３とローラ１５とのニップ部（冷却部）に進入して冷
却部材１３によるフィルム１８が冷却作用を受けてトナ
ーのオフセット温度領域以下に冷却され該ニップ部を通
過することでフィルム１８は自己張力により記録材Ｐ面
から順次に分離（曲率分離）されていく（冷却分離プロ
セス）。この場合フィルム１８は上記のようにトナーの
オフセット温度領域以下に冷却されていること、フィル
ム表面のフッ素樹脂の離型性によりトナーオフセットは
防止される。

【００３０】即ち記録材はトナーの加熱定着後に冷却分
離がなされることでオイル機構を設けずともトナーオフ
セットを防止することができる。

【００３１】トナー画像の定着のされ方を示すポイント
として重要なものに、定着性、オフセット性、光沢性、
混色性等がある。定着性と光沢性・混色性の間には正の
相関がある。定着性は表面の摩擦、折り曲げ、テープの
引きはがし等によって調べることができ、光沢性は光沢
度計により標準的に６０゜光沢の値を採用するのが良い
。混色性については色差計により相対的な確認が可能で
ある。これらの要因は加熱温度、加圧力、ニップ、冷却
温度、冷却速度等の条件設定により異なった値となる。

【００３２】シャープメルト特性のあるトナーにより実
験を行なったところ、加熱温度１３０℃、分離温度８０
℃以下において最高の光沢値（５０〜６０％以上）を得
ることができた。加熱温度を１１７℃程度まで下げると
、オフセットのでない範囲で光沢値は２０〜３０％まで
低下する。その時に色相、明度、彩度も若干の変化を伴
うことがわかった。この様子を模式的に図３に示す。 図３の（ａ）は光沢度Ｇ＝５０〜６０％の状態であり、
全体が完全に溶けて混色した状態となっているため混色
性が高くなっている。（ｂ）は光沢度Ｇ＝２０〜３０％
の状態であり各色境界部が存在するため、混色性が低く
、上層トナー（Ｙトナー）の色相に傾くと同時に下層ト
ナー（Ｍトナー）の透過性が低く、明度も低い状態とな
っている。

【００３３】分離温度を同様にしても光沢性が異なって
くる原因は明確ではないが、熱伝導と離型性の状態が初
期の加熱の違いで異なり、それが分離時に関わってくる
ためと考えられる。光沢度は図４のように加熱温度によ
り変化する。光沢度が２０％未満の領域は定着性も悪化
するため使うことができないが、２０％以上の領域は良
好である。温度を上げていくと、トナーの粘性が低下し
てついには紙・シートのハガレによる気泡現象が現われ
るようになる。この限界温度はトナーにより異なる。以
上の温度範囲で光沢性は変化させることができる。

【００３４】図５に加熱温度により色相がずれることを
示した。彩度、色相、明度のいずれにおいてもわずかな
違いが混色時に現れるので、このずれの補正が必要とな
ってくる。

【００３５】そこで本発明においては定着時にトナー上
層となる色については下層となる色に対して相対的に量
を減らすことにより色相の補正を行ない、この重みづけ
の値について予め光沢度設定を行なう際に適正な値を選
んでやることでこれを行なう。その制御プロセスを図６
に示した。

【００３６】図７のように、加熱体１１による記録材の
加熱プロセスから分離位置決定部材１９までの間の記録
材のフィルム密着搬送パス長Ｌを長くしてこの搬送パス
Ｌ間でフィルム１８・記録材Ｐを自然冷却する構成とし
た定着器６Ａにおいても本発明は有効である。

【００３７】定着器は加熱体としてし面状発熱体ではな
く、例えば図８の定着器６Ｂのようにハロゲンランプを
内蔵させた熱ローラ１１Ａを用いた構成のものであって
もよい。

【００３８】モノクロの文字原稿に対しては自動的に低
光沢の定着を行なうことで見やすい画像とするため装置
の制御を図９のようにカラーモードとモノクロモードを
分けるようにするのがよい。赤・黒モードに対しても同
様のことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像形成プロセス手段により記録材面に未定着画像を形成
担持させ、該未定着画像を定着装置により記録材面に定
着して画像形成物を出力する画像形成装置について、定
着装置にトナーオフセット防止のためのオイル機構を設
けずともトナーオフセットを防止することができる、カ
ラー画像形成においては、好みのカラー画像光沢性を選
択することが可能であり、しかも光沢性の変化にかかわ
らず安定した色相を保ち、高画質な画像出力を得ること
ができる、またモノクロの文字画像に対しては光沢性を
低く出力することが可能であり、ギラつきのない見やす
い画像とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　一実施例の画像形成装置の概略構成図

【図
２】　　定着装置の拡大図

【図３】　　（ａ）及び（ｂ）は定着状態説明図

【図４
】　　温度と光沢度の関係図

【図５】　　色度図

【図６】　　制御フロー図

【図７】　　定着装置の他の構成例図

【図８】　　定着装置の更に他の構成例図

【図９】　　
モード選択フロー図

【符号の説明】

１　　感光体ドラム ２　　帯電器 ３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）　　現像器 ４　　転写ドラム ５　　クリーニング器 ６・６Ａ・６Ｂ　　定着器 ７　　レーザースキャナ ９　　給紙カセット １０　　排紙トレイ １１・１１Ａ　　加熱体 １２　　サーミスタ １３　　冷却部材 １４・１５　　加圧ローラ １６・１７　　ローラ １８　　定着フィルム １９　　分離位置決定部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像形成プロセス手段により記録材面
   に未定着画像を形成担持させ、該未定着画像を定着装置
   により記録材面に定着して画像形成物を出力する画像形
   成装置であり、前記定着装置は、フィルムの一面側に記
   録材の未定着画像担持面を密着させ、フィルムの他面側
   に配設の発熱体の熱エネルギーをフィルムを介して記録
   材に付与して未定着画像を熱定着させ、加熱部を通過し
   た記録材をフィルム面から分離させる構成のものであり
   、該定着装置の温度条件を可変とすることにより定着画
   像の表面光沢性を任意に選択可能であり、且つ記録材に
   対する画像形成がカラー画像であるカラー画像モードの
   場合においては上記の表面光沢性選択時に選択された光
   沢性に応じて画像形成プロセス側の色差補正がなされる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】　　記録材に対する画像形成がモノクロ文
   字画像である場合においては低光沢の画像を出力するモ
   ノクロモードを有することを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置。