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技術 画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 中山敏則
出願日 2010年7月27日 (10年5ヶ月経過) 出願番号 2010-168062
公開日 2012年2月9日 (8年10ヶ月経過) 公開番号 2012-027369
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における制御・保安 電子写真における定着 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード 通過期間 厚みセンサー 非加圧状態 反転ポイント 加速搬送 目標移動位置 エッジセンサー 加圧モータ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年2月9日)のものです。
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図面 (19)

課題

記録材の種類や画像の画像条件が異なる場合においても、生産性画質を大きく落とすことなく定着条件を変更できるようにする。

解決手段

複数の第一の記録材に形成された画像のニップ部における加熱に続いて第二の記録材に形成された画像を前記ニップ部で連続して加熱する際に、第一の記録材に形成された画像に対して第一の像加熱条件で加熱する第一モードから第一の記録材の厚みよりも大きい厚みの第二の記録材に形成された画像に対して第二の像加熱条件で加熱する前記第二モードへの切換え動作期間は第一の記録材が前記ニップ部を通過する通過期間と重なる期間を有し、前記重なる期間では、前記第一の像加熱条件と異なる第三の像加熱条件で第一の記録材を加熱することを特徴とする。

概要

背景

電子写真方式プリンタ複写機等の画像形成装置では、記録材に画像を形成する画像形成動作として、画像形成部で形成されたトナー像を記録材上に静電転写し、定着装置定着器)で記録材上の未定着のトナー像を記録材に加熱定着している。この様な電子写真式の画像形成装置は、主にオフィスでの使用が一般的であった。

近年、電子写真方式の画質の向上や安定性の向上に加え、これまでオフセット方式が主流であった印刷分野においても、印刷物納期の短縮や印刷部数少数化などの要望から、電子写真方式が注目されている。具体的にはオンデマンド印刷とよばれる軽印刷分野において、すでに電子写真方式の画像形成装置が普及し始めている。この様なオンデマンド印刷市場に対応するためには、高い生産性と、多様な記録材への対応が要望されている。

しかしながら、記録材の種類に応じて定着装置でトナー像を加熱定着するためには、記録材の種類によって最適な定着条件が異なるため、記録材の種類によって定着装置の定着条件例えばニップ幅等を可変することが必要となってくる。

特許文献1には、記録材の種類に応じて定着部加熱ニップ幅を可変とする定着装置が提案されている。特許文献2には、出力画像光沢度に応じて定着加熱幅を変更可能とする定着装置が提案されている。特許文献3には、用紙の厚みに対して定着条件の最適化を図るために、定着装置のローラ間の加圧力を変更可能とする定着装置が提案されている

概要

記録材の種類や画像の画像条件が異なる場合においても、生産性と画質を大きく落とすことなく定着条件を変更できるようにする。複数の第一の記録材に形成された画像のニップ部における加熱に続いて第二の記録材に形成された画像を前記ニップ部で連続して加熱する際に、第一の記録材に形成された画像に対して第一の像加熱条件で加熱する第一モードから第一の記録材の厚みよりも大きい厚みの第二の記録材に形成された画像に対して第二の像加熱条件で加熱する前記第二モードへの切換え動作期間は第一の記録材が前記ニップ部を通過する通過期間と重なる期間を有し、前記重なる期間では、前記第一の像加熱条件と異なる第三の像加熱条件で第一の記録材を加熱することを特徴とする。

目的

本発明の目的は、記録材の種類や画像の画像条件が異なる場合においても、生産性と画質を大きく落とすことなく定着条件を変更できるようにした画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

記録材に形成された画像を加熱する像加熱部材と、前記像加熱部材との間で記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、第一の記録材に形成された画像に対して第一の像加熱条件で加熱する第一モードと前記第一の記録材の厚みよりも大きい厚みの第二の記録材に形成された画像に対して第二の像加熱条件で加熱する第二モードとを実行する実行部と、を有する画像形成装置において、複数の第一の記録材に形成された画像の前記ニップ部における加熱に続いて第二の記録材に形成された画像を前記ニップ部で連続して加熱する際に、前記第一モードから前記第二モードへの切換え動作期間は第一の記録材が前記ニップ部を通過する通過期間と重なる期間を有し、前記重なる期間では、前記第一の像加熱条件と異なる第三の像加熱条件で第一の記録材を加熱することを特徴とする画像形成装置。

請求項2

前記複数の第一の記録材に形成された画像を連続して加熱する際の記録材間の間隔と、前記第一の記録材と前記第二の記録材との間の間隔は同じであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記第一モードから前記第二モードへの切換え動作は、前記複数の第一の記録材の記録材間で開始し、少なくとも前記第一の記録材が前記ニップ部を通過した後であって、前記第二の記録材が前記ニップ部に進入する前に終了することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項4

前記第二の像加熱条件の加圧力は、前記第一の像加熱条件の加圧力よりも大きく、前記第三の像加熱条件の加圧力は、前記第一の像加熱条件の加圧力よりも大きく、前記第二の像加熱条件の加圧力よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項5

前記第三の像加熱条件における前記第一の記録材の通紙速度は、前記第一の像加熱条件における前記第一の記録材の通紙速度よりも大きいことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項6

前記第一モードから前記第二モードへの切換え動作期間は前記第二の記録材の直前に搬送される第一の記録材が前記ニップ部を通過する通過期間と重なることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項7

記録材に形成された画像を加熱する像加熱部材と、前記像加熱部材との間で記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、第一の記録材に形成された画像に対して第一の像加熱条件で加熱する第一モードと前記第一の記録材の厚みよりも大きい厚みの第二の記録材に形成された画像に対して第二の像加熱条件で加熱する第二モードとを実行する実行部と、を有する画像形成装置において、第二の記録材に形成された画像の前記ニップ部における加熱に続いて複数の第一の記録材に形成された画像を前記ニップ部で連続して加熱する際に、前記第二モードから前記第一モードへの切換え動作期間は第一の記録材が前記ニップ部を通過する通過期間と重なる期間を有し、前記重なる期間では、前記第一の像加熱条件と異なる第三の像加熱条件で第一の記録材を加熱することを特徴とする画像形成装置。

請求項8

前記第二モードから前記第一モードへの切換え動作は、前記第二の記録材と前記第一の記録材との間の記録材間で開始し、前記第二の記録材の直後に搬送される第一の記録材が前記ニップ部を通過し終わった後であって、その次の第一の記録材が前記ニップ部に進入する前に終了することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。

請求項9

前記第二の像加熱条件の加圧力は、前記第一の像加熱条件の加圧力よりも大きく、前記第三の像加熱条件の加圧力は、前記第一の像加熱条件の加圧力よりも大きく、前記第二の像加熱条件の加圧力よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項7または請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。

請求項10

前記第三の像加熱条件における前記第一の記録材の通紙速度は、前記第一の像加熱条件における前記第一の記録材の通紙速度よりも大きいことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれかに記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、電子写真プリンタ電子写真複写機などの画像形成装置に関する。

背景技術

0002

電子写真方式プリンタ複写機等の画像形成装置では、記録材に画像を形成する画像形成動作として、画像形成部で形成されたトナー像を記録材上に静電転写し、定着装置定着器)で記録材上の未定着のトナー像を記録材に加熱定着している。この様な電子写真式の画像形成装置は、主にオフィスでの使用が一般的であった。

0003

近年、電子写真方式の画質の向上や安定性の向上に加え、これまでオフセット方式が主流であった印刷分野においても、印刷物納期の短縮や印刷部数少数化などの要望から、電子写真方式が注目されている。具体的にはオンデマンド印刷とよばれる軽印刷分野において、すでに電子写真方式の画像形成装置が普及し始めている。この様なオンデマンド印刷市場に対応するためには、高い生産性と、多様な記録材への対応が要望されている。

0004

しかしながら、記録材の種類に応じて定着装置でトナー像を加熱定着するためには、記録材の種類によって最適な定着条件が異なるため、記録材の種類によって定着装置の定着条件例えばニップ幅等を可変することが必要となってくる。

0005

特許文献1には、記録材の種類に応じて定着部加熱ニップ幅を可変とする定着装置が提案されている。特許文献2には、出力画像光沢度に応じて定着加熱幅を変更可能とする定着装置が提案されている。特許文献3には、用紙の厚みに対して定着条件の最適化を図るために、定着装置のローラ間の加圧力を変更可能とする定着装置が提案されている

先行技術

0006

特開2001−249569号公報
特開2002−221866号公報
特開2008−102409号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記特許文献1、2、3の定着装置において、定着条件の変更は非定着動作時に行うことが前提であり、定着条件の変更のためには一旦画像形成動作を停止する必要がある。定着条件の変更のために画像形成動作を停止すると、前述した高生産性が損なわれてしまう。とくにオンデマンド印刷分野では、小部数で多様な印刷物の出力が必要となってくるので、記録材の種類や出力画像の光沢度等の画像条件も頻繁に変更することが必要となってくる。一方、このような高生産性を追求する際には、画質の変動を抑制する必要もある。

0008

本発明の目的は、記録材の種類や画像の画像条件が異なる場合においても、生産性と画質を大きく落とすことなく定着条件を変更できるようにした画像形成装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録材に形成された画像を加熱する像加熱部材と、前記像加熱部材との間で記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧部材と、第一の記録材に形成された画像に対して第一の像加熱条件で加熱する第一モードと前記第一の記録材の厚みよりも大きい厚みの第二の記録材に形成された画像に対して第二の像加熱条件で加熱する第二モードとを実行する実行部と、を有する画像形成装置において、複数の第一の記録材に形成された画像の前記ニップ部における加熱に続いて第二の記録材に形成された画像を前記ニップ部で連続して加熱する際に、前記第一モードから前記第二モードへの切換え動作期間は第一の記録材が前記ニップ部を通過する通過期間と重なる期間を有し、前記重なる期間では、前記第一の像加熱条件と異なる第三の像加熱条件で第一の記録材を加熱することを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、記録材の種類や画像の画像条件が異なる場合においても、生産性と画質を大きく落とすことなく定着条件を変更できるようにした画像形成装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0011

画像形成装置の一例の構成模式図
(a)は定着装置の定着ローラ加圧ローラ横断面構成模式図、(b)は定着装置の定着ローラと加圧ローラと加圧力可変機構の記録材導入側からの外観斜視図
(a)は定着装置の加圧力可変機構の加圧カムを駆動するための駆動部の説明図、(b)は定着装置の定着ローラと加圧ローラと加圧力可変機構の記録材排出側からの外観斜視図
定着装置の加圧力可変機構における加圧カムの回転角度と加圧力との関係を表す図
定着装置の加圧脱状態及び加圧状態を表す説明図
(a)はセンサーフラグの説明図、(b)は加圧モーター投入するパルス数エッジセンサー透光遮光の状態と加圧ローラの加圧力との関係を表す図
(a)は加圧ローラの加圧力とニップ幅との関係を表す図、(b)は加圧力と光沢度の関係を表す図
(a)は定着速度と光沢度の関係を表す図、(b)は定着速度と加圧力との関係を表す図
実施例1の画像形成装置における混載ジョブ画像形成制御シーケンスを実行するための一例の制御ブロック
(a)は混載用紙設定画面を表す図、(b)は用紙設定画面を表す図
実施例1の画像形成装置における混載ジョブ画像形成制御シーケンスのフローチャート
(a)は1枚目の用紙Grと2枚目の用紙Grとから1枚目の定着条件を決定するテーブルを表す図、(b)はN枚目の用紙GrとN+1枚目の用紙GrとからN枚目の定着条件を決定するテーブルを表す図
(a)は加圧カムの現在位置の加圧状態と移動後の移動位置の加圧状態とから加圧状態を変更するために必要なパルス数を算出するためのテーブルを表す図、(b)は可変定着動作時の定着速度と時間と移動距離との関係を表す図
実施例1の画像形成装置における可変定着動作のプリントジョブと定着速度と加圧条件定着温度との関係を表す図
従来の画像形成装置における定着動作のプリントジョブと定着速度と加圧条件と定着温度との関係を表す図
実施例2の画像形成装置における混載ジョブ画像形成制御シーケンスのフローチャート
N枚目の用紙GrとN+1枚目の用紙GrとからN枚目の定着条件を決定するテーブルを表す図
実施例2の画像形成装置におけるプリントジョブと定着速度と加圧条件と定着温度との関係を表す図

実施例

0012

[実施例1]
画像形成装置全体の構成>
図1は画像形成装置の一例の構成模式図である。この画像形成装置は、電子写真技術を利用してフルカラー画像を形成するレーザビームプリンタである。

0013

本実施例1に示す画像形成装置は、現像剤としてのシアンマゼンタイエローブラックの各色のトナーを用いてトナー画像を形成する第1から第4の画像形成部Pa,Pb,Pc,Pdを記録材搬送方向に沿って一列に並設したインライン方式の装置である。各画像形成部Pa,Pb,Pc,Pdは、それぞれ、像担持体としてドラム形状電子写真感光体(以下、感光ドラムと記す)1a,1b,1c,1dを有している。各画像形成部Pa〜Pdにおいて、感光ドラム1a,1b,1c,1dの外周面(表面)の周囲には、帯電部材としてのドラム帯電器2a,2b,2c,2dと、露光手段としての走査露光装置3a,3b,3c,3dが設けられている。また感光ドラム1a,1b,1c,1d表面の周囲には、現像手段としての現像器4a,4b,4c,4dと、ドラムクリーナ6a,6b,6c,6dが設けられている。そして感光ドラム1a,1b,1c,1dに跨るように搬送部材としての中間転写ベルト7が設けている。この中間転写ベルト7は、駆動ローラ8aと、テンションローラ8bと、二次転写対向ローラ8cと、に掛け回してある。中間転写ベルト7の内周面内面)側には、各感光ドラム1a,1b,1c,1dと中間転写ベルト7を挟むように第1の転写部材としての1次転写ローラ5a,5b,5c,5dが設けられている。中間転写ベルト7の外周面(表面)側には、二次転写対向ローラ8cと中間転写ベルト7を挟むように第2の転写部材としての2次転写ローラ9が設けられている。また中間転写ベルト7表面側には、駆動ローラ8aと中間転写ベルト7を挟むようにベルトクリーナ10が設けられている。

0014

本実施例1の画像形成装置は、ホストコンピュータネットワーク上の端末機、外部スキャナーなどの外部装置(不図示)から出力されるプリント指令(以下、プリントジョブと記す)に応じて制御部200が所定の画像形成制御シーケンスを実行する。制御部200はCPUとROMやRAMなどのメモリとからなり、メモリには画像形成制御シーケンス、混載ジョブ画像形成制御シーケンス、画像形成に必要な各種テーブル及び各種プログラムなどが記憶されている。

0015

本実施例1の画像形成装置の画像形成動作を、図1を参照して説明する。画像形成制御シーケンスが実行されると、各画像形成部Pa,Pb,Pc,Pdが順次駆動される。これにより各感光ドラム1a,1b,1c,1dがドラム駆動モータ(不図示)によって矢印方向へ所定の周速度(画像形成速度プロセススピード))で回転される。またこのドラム駆動モータによって駆動ローラ8aが回転される。これにより中間転写ベルト7が各感光ドラム1a,1b,1c,1dの回転周速度と対応した周速度で矢印方向へ回転される。まず1色目のシアンの画像形成部Paにおいて、感光ドラム1a表面はドラム帯電器2aによって所定の極性電位に一様に帯電される。次に走査露光装置3aが外部装置から出力される画像データ(画像情報)に応じたレーザ光を感光ドラム1aの帯電面に対し走査露光する。これにより感光ドラム1a表面に画像データに応じた静電潜像静電像)が形成される。そしてこの静電潜像が現像装置4aによってシアンのトナーを用いて現像される。これによって感光ドラム1a表面上にシアンのトナー画像(現像像)が形成される。同様の帯電、露光、現像の各工程が、2色目のマゼンタの画像形成部Pb、3色目のシアンのイエローの画像形成部Pc、4色目のブラックの画像形成部Pdにおいても行われる。各感光ドラム1a,1b,1c,1d表面に形成された各色のトナー画像は感光ドラム表面と中間転写ベルト7表面との間の一次転写ニップ部で一次転写ローラ5a,5b,5c,5dによって中間転写ベルト7表面上に順番に重ねて転写される。これにより中間転写ベルト7表面にフルカラーのトナー画像が担持される。トナー画像転写後の感光ドラム1a,1b,1c,1d表面は、感光ドラム1a,1b,1c,1d表面に残留する転写残トナークリーナ6a,6b,6c,6dにより除去され次の画像形成に供される。

0016

一方、2つの給紙カセット11のうち所定の1つの給紙カセット11から記録材(以下、記録紙と記す)Pが繰り出しローラ12により1枚ずつ給紙搬送路13aに繰り出され搬送ローラ14によってレジストローラ15に搬送される。繰り出しローラ12と搬送ローラ14は第1の搬送モーター(不図示)によって回転される。次いで記録紙Pはレジストローラ15によって中間転写ベルト7と二次転写ローラ9との間の二次転写ニップ部に搬送される。レジストローラ15は第2の搬送モーター(不図示)によって回転される。そしてこの搬送過程において二次転写ローラ9によって中間転写ベルト7表面のトナー画像が記録紙P上に転写される。これにより記録紙P上に未定着のフルカラーのトナー画像が担持される。トナー画像転写後の中間転写ベルト7表面は中間転写ベルト7表面に残留する転写残トナーがベルトクリーナ10によって除去される。

0017

フルカラーのトナー画像を担持した記録紙Pは中間転写ベルト7表面から分離し搬送ベルト16によって定着部としての定着装置(定着器)17の後述する定着ニップ部(以下、ニップ部と記す)に導入される。そしてこのニップ部で記録紙Pを挟持搬送しつつトナー画像に熱と圧力を加えることによってトナー画像が記録紙P上に加熱定着される。記録紙Pの片面にのみ画像を形成する場合、ニップ部を出た記録紙Pは搬送ローラ18により搬送され第1のフラッパー19によって排出搬送路13bに案内される。そしてこの記録紙Pは排出ローラ20によって排出トレイ21上に排出される。記録紙Pの両面に画像を形成する場合、ニップ部を出た記録紙Pは搬送ローラ18により搬送され第1のフラッパー19によって反転搬送路13cに案内される。そしてこの記録紙Pは反転ローラ22a,22b,22cによって反転ポイントRに向け搬送される。そしてこの記録紙Pは記録紙Pの搬送方向先端が反転ポイントRに達すると反転ローラ22b,22cにより反転ポイントRから搬送され第2のフラッパー23によって両面搬送路13dに案内される。これにより記録紙Pは表裏反転され両面搬送路13dに導入される。そしてこの記録紙Pは両面搬送ローラ24によって供給搬送路13aに搬送され片面の画像形成と同様の過程を経て他方の面にトナー画像が形成された後に排出ローラ20によって排出トレイ21上に排出される。

0018

本実施例1の画像形成装置は、供給搬送路13a中に厚み検知部材としての厚みセンサーS10と、記録材検知部材としての記録紙センサーS11と、を有している。厚みセンサーS10は、記録紙Pを挟持搬送する上下動可能な搬送ローラの軸間距離フォトセンサーなどにより検知するように構成されている。記録紙センサーS11として、記録紙Pの有無を検知可能なフォトセンサーを用いることができる。画像形成時には感光ドラム1a,1b,1c,1d及び中間転写ベルト7は300mm/secの速度(画像形成速度)で回転される。給紙カセット11からは例えばA4サイズの記録紙Pが1分間に54枚(55PPMと称す)繰り出される。A4サイズの記録紙Pを横長にして即ち長手方向を記録材搬送方向と直交させる姿勢にして搬送すると、A4サイズの記録紙Pの記録材搬送方向の寸法は210mmである。このため、A4サイズの記録紙Pに対して記録材搬送速度300mm/sec、54PPMの間隔で画像形成を行うと、先行する記録紙Pとこの記録紙Pの後続の記録紙Pとの間隔(紙間)を記録材搬送時間に換算した場合0.40secの時間(紙間時間)となる。

0019

記録紙PがA4サイズ以外の場合には、画像形成速度と記録紙搬送速度は300mm/secで固定したままで、紙間時間が0.40secとなるように繰り出しローラ12の回転速度が制御される。ただし定着速度(定着装置17で搬送される記録紙Pの搬送速度(後述の定着ローラ40の回転速度))は、記録紙Pの定着条件によって可変される。記録紙Pの定着条件によって定着速度を加速する場合には、記録紙Pが二次転写ローラ9を抜けきったあとに、二次転写ローラ9と定着装置17との間に設けられている搬送ベルト16で記録紙Pを加速搬送することによって最大525mm/secにまで加速する。そしてこの搬送ベルト16によって記録紙Pが上記の加速された定着速度と略同じ速度で回転している定着装置17のニップ部に導入される。

0020

定着装置17以後に設けられている排出搬送路13b、反転搬送路13c及び両面搬送路13dは、定着速度よりも早い速度で記録紙Pを加速搬送するように構成されている。本実施例1では700mm/secの速度で記録紙Pを搬送するように搬送ローラ18、排出ローラ20、反転ローラ22a,22b,22c、及び両面搬送ローラ24が第3の搬送モータ(不図示)によって回転される。そのため、定着装置17で記録紙Pが525mm/secの速度で搬送されたとしても、上記各搬送路13a,13b,13cで先行する記録紙Pに後続の記録紙Pが追突することはない。

0021

<定着装置の構成>
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材(記録紙)の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。記録材(記録紙)に関し、幅とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは幅方向の寸法である。長さとは長手方向の寸法である。

0022

図2において、(a)は定着装置の定着ローラと加圧ローラの横断面構成模式図、(b)は定着装置の定着ローラと加圧ローラと加圧力可変機構の記録材導入側からの外観斜視図である。図3において、(a)は定着装置の加圧力可変機構の加圧カムを駆動するための駆動部の説明図、(b)は定着装置の定着ローラと加圧ローラと加圧力可変機構の記録材排出側からの外観斜視図である。

0023

本実施例1に示す定着装置17は、像加熱部材として長手方向に細長い筒状の定着ローラ40と、加圧部材として長手方向に細長い筒状の加圧ローラ41と、熱源としてのハロゲンヒータ42,43と、を有している。定着ローラ40は、外径φ66mmのAlからなる中空芯金40aの外周面上に弾性層40bとしてゴム硬度20°(JIS−A1kg加重)のシリコーンゴムを2.0mm成形している。そしてこの弾性層40bの外周面上に離型層40cとして厚み50μmのフッ素樹脂チューブ被覆している。フッ素樹脂チューブの材料として、PFA樹脂(4フッ化エチレン樹脂パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体)、PTFE(4フッ化エチレン樹脂)等を用いている。定着ローラ40の外径はφ70mmである。中空芯金40aの内部にはハロゲンヒータ42が設けられている。そしてこの中空芯金40aの長手方向両端部は定着装置17の定着フレーム(不図示)に回転可能に支持されている。

0024

加圧ローラ41は、定着ローラ40と同様、外形φ66mmのAlからなる中空芯金41aの外周面上に弾性層41bとしてゴム硬度20°(JIS−A1kg加重)のシリコーンゴムを2.0mm成形している。そしてこの弾性層41bの外周面上に厚み50μmのフッ素樹脂チューブを被覆している。フッ素樹脂チューブの材料は定着ローラ40と同じである。加圧ローラ41の外径はφ70mmである。中空芯金40aの内部にはハロゲンヒータ43が設けられている。この加圧ローラ41は定着ローラ40の下方で定着ローラ40と平行に配設され、加圧ローラ41の長手方向で手前と奥に配設されている上加圧レバー30に回転可能に支持されている(図2の(b)参照)。そしてこの上加圧レバー30をそれぞれ圧縮バネ33で定着ローラ40側に付勢し加圧ローラ41の外周面(表面)を定着ローラ40の外周面(表面)に接触させることによって加圧ローラ表面定着ローラ表面との間に所定幅のニップ部Nを形成している。

0025

上加圧レバー30は、上加圧レバー30の記録材導入側の導入端部30aが装置フレームに固定されている軸31に回転自在に支持されている。この軸31には上加圧レバー30の外側で長手方向の手前と奥に配設されている下加圧レバー32の記録材導入側の導入端部32aが回転自在に支持されている。上加圧レバー30の記録材排出側の排出端部30bと下加圧レバー32の記録材排出側の排出端部32bとの間には圧縮バネ33が伸長した状態に即ち収縮可能な状態に設けられている。また上加圧レバー30の排出端部30bと下加圧レバー32の排出端部32bには長手方向の手前と奥に上加圧レバー30と下加圧レバー32との距離が離れすぎないようにGAP保証するための解除ピン34が取り付けられている。

0026

下加圧レバー32の下方には長手方向の手前と奥に加圧力変更部材としての偏心カム(以下、加圧カムと記す)35が設けられている。この加圧カム35の偏心位置には装置フレームに回転自在に支持された回転軸36が一体に取り付けられている(図3(a)参照)。加圧カム35の外周面は、加圧カム35の径方向で径が漸近的に大きくなるカム面35aと、加圧カム35の径方向でカム面35aの最大径部分と最小径部分繋ぐ段差部35bと、を有している。回転軸36の端部にはウォームホイール37が取り付けられている。このウォームホイール37は、モータ制御部201によりパルスによって駆動される加圧モーター39の出力軸に設けられたウォーム38と噛み合っている。この回転軸36は加圧モーター39によってウォーム38及びウォームホイール37を介して回転される。図3(b)では、加圧カム35の説明の都合上、ウォームホイール37、ウォーム38及び加圧モーター39の記載を省略している。下加圧レバー32にはそれぞれ軸86を介してコロ85が回動可能に取り付けられ、このコロ85を介して加圧カム35により下加圧レバー32を押し上げるようになっている。下加圧レバー32にコロ85を設けることにより加圧カム35が回転する際のコロ85に対する摺動抵抗を低減させる効果を得ている。加圧カム35が図3(b)の矢印A方向に回転することにより下加圧レバー32の他端が矢印B方向に押し上げられる。これに伴い加圧ローラ41表面が定着ローラ40表面に接触し加圧されることによって加圧ローラ41の加圧力(加圧ローラ41の定着ローラ40への加圧力)を上げることができる。その結果、記録紙Pである薄紙や厚紙などのように定着条件が異なる場合に加圧力を変えることで、必要な加圧力とニップ幅に可変して最適な加圧力を得ることが出来る。なお、プリントジョブの指示待ち状態であるスタンバイ状態では、解除ピン34により上加圧レバー30と下加圧レバー32との距離が離れすぎないようにGAP保証されている。このため、加圧カム35により下加圧レバー32が下降すると上加圧レバー30も下降し、定着ローラ40と加圧ローラ41は離間した状態となる。本実施例1では、上記の上加圧レバー30、軸31、下加圧レバー32、圧縮バネ33及び解除ピン34、コロ85、加圧カム35によって、加圧ローラ41の定着ローラ40に対する加圧力を変更するための加圧力変更機構を構成している。

0027

回転軸36のウォームホイール37側の端部とは反対側の端部には円板状のセンサーフラグ80が取り付けられている。そして回転軸36の軸方向でセンサーフラグ80と対向するように複数の加圧ローラの加圧位置(回転軸36の位置)を検知するための加圧位置センサー(以下、エッジセンサーと記す)S0,S1,S2,S3が配設されている。このセンサーフラグ80とエッジセンサーS0,S1,S2,S3については追って詳しく説明する。

0028

<定着装置の定着動作>
温度制御部202は、制御部200によりプリントジョブに応じて駆動され、ハロゲンランプ42,43に電力を供給する。ハロゲンランプ42,43は電力が供給されることによって点灯発熱する。そしてハロゲンランプ42は定着ローラ40を内部から加熱し、ハロゲンランプ43は加圧ローラ41を内部から加熱する。定着ローラ40表面には温度検知部材としてのサーミスタ45aが接触しており、加圧ローラ41表面には温度検知部材としてのサーミスタ45bが接触している。サーミスタ45aは定着ローラ40表面の温度を検知し検知信号を出力する。サーミスタ45aは加圧ローラ41表面の温度を検知し検知信号を出力する。温度制御部202は、サーミスタ45aから出力される検知信号を取り込み、この検知信号に基づいて定着ローラ40の表面温度が所定の定着温度(目標温度)即ち約180[℃]の温度を維持するようにハロゲンランプ42への電力供給を制御する。また温度制御部202は、サーミスタ45bから出力される検知信号を取り込み、この検知信号に基づいて加圧ローラ41の表面温度が約100[℃]の温度を維持するようにハロゲンランプ43への電力供給を制御する。

0029

モーター制御部201は、制御部200によりプリントジョブに応じて駆動され、定着モーター46と加圧モーター39を回転駆動する。定着モーター46の出力軸の回転は定着ローラ40の中空芯金40aの端部に設けてある駆動入力ギア44に伝達され、これによって定着ローラ40は矢印R1方向(図2の(a))へ回転する。加圧モータ36の回転駆動は加圧ローラ41表面と定着ローラ40表面との間に所定幅の定着ニップ部Nが形成されるまで行われ、その後停止される。加圧モータ36の出力軸の回転はウォーム38とウォームホイール37を介して回転軸36に伝達され、回転軸36及び加圧カム35が矢印A方向に回転する。加圧カム35は回転することによってカム面35aでコロ85を介して上加圧レバー30に対し下加圧レバー32を押し上げる。これにより加圧ロー41表面が定着ローラ40表面に接触して加圧され、加圧ローラ41と定着ローラ40の弾性層41b,40bが弾性変形することによって加圧ローラ41表面と定着ローラ40表面との間に所定幅のニップ部Nが形成される。定着ローラ40の回転はニップ部Nを介して加圧ローラ41表面に伝わり、加圧ローラ41は定着ローラ40の回転に追従して矢印R2方向(図2の(a))へ回転する。

0030

ハロゲンランプ42,43に電力供給が行われ、定着モーター46の回転駆動が行われている状態で、未定着のフルカラーのトナー画像tを担持した記録紙Pがトナー画像担持面を上側にしてニップ部Nに導入される。この記録紙Pはニップ部Nで定着ローラ40表面と加圧ローラ41表面とで挟持されその状態に搬送(挟持搬送)される。この搬送過程で定着ローラ40の熱とニップ部Nの圧力を受けることによってトナー画像tは記録紙P上に加熱定着される。定着ニップ部Nを出た記録紙Pは定着ローラ40表面から分離され搬送ローラ18に搬送される。

0031

<定着モーターの説明>
定着モーター46としてパルスモーターを用いている。このためモーター制御部202は、パルスモーターに出力するパルス数を変更しパルスモーターの回転数を滑らかに速度変更するための所定の回路具備している。このように定着ローラ40を回転するための定着モーターM1の回転速度を適宜変更することによって、薄紙や厚紙など定着条件の異なる場合に、必要な定着速度に可変して最適な定着時間を得ることが出来る。定着モーター46や加圧モーター39としてDCモーターを用いてもよい。この場合、DCモーターのリファレンスクロック周波数を適宜変更し、DCモーターに供給する電源のクロック周波数を短い時間に細かいステップで変更し、DCモーターの回転数を滑らかに速度変更する所定の回路をモーター制御部202に具備させる。

0032

<加圧力変更機構の加圧脱状態と加圧状態の説明>
図4は定着装置の加圧力変更機構における加圧カムの回転角度と加圧力との関係を表す図である。図4において、P0で示される0°付近は、加圧ローラ41表面が定着ローラ40表面と接触していない加圧脱状態(非加圧状態)にあることを表している。従って加圧ローラ41による定着ローラ40への加圧力(以下、加圧ローラ41の加圧力と記す)はゼロである。定着装置17のスタンバイ時(待機時)では加圧ローラ41は加圧脱状態となっている。この加圧脱状態P0から加圧カム35が約50°回転した位置で加圧ローラ41表面が定着ローラ40表面に接触し加圧ローラ41による定着ローラ40への加圧が開始される。図4に示すように、加圧ローラ41が定着ローラ40と接触した後の加圧ローラ41の加圧力は、加圧カム35の回転角に対してほぼリニアに上昇する。記録紙Pである普通紙にトナー画像の定着を行う場合には、加圧カム35の回転角が約170°、加圧ローラ41の加圧力が約700NのP1の加圧位置で加圧カム35の回転が停止し、前述した定着動作が行われる。また記録紙Pである厚紙にトナー画像の定着を行う場合には、加圧カム35の回転角が約270°、加圧ローラ41の加圧力が約1300NのP2の加圧位置で加圧カム35の回転が停止し、定着動作が行われる。更に記録紙Pである最厚紙にトナー画像の定着を行う場合には、加圧カム35の回転角が約340°、加圧ローラ41の加圧力が約1700NのP3の加圧位置で加圧カム35の回転が停止し、定着動作が行われる。

0033

図5の(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、加圧カムは矢印Aの方向に回転することにより図4の加圧脱状態P0から加圧位置P1、P2、P3の加圧状態に順次移行する。図5において、(a)は加圧ローラ41の加圧脱状態P0の加圧カム35の位置を表す図である。(a)に示すように、加圧カム35の段差部35bで下加圧レバー32のコロ85を受けることによって加圧ローラ41は加圧脱状態P0に保持される。(b)は加圧ローラ41の加圧力が約700Nのときの加圧カム35の加圧状態P1を表す図である。(b)に示すように、加圧カム35のカム面35aにおいて所定の径のカム面35a1で下加圧レバー32のコロ85を押し上げることによって加圧ローラ41は加圧状態P1に保持される。(c)は加圧ローラ41の加圧力が約1300Nのときの加圧カム35の加圧状態P2を表す図である。(c)に示すように、加圧カム35のカム面35aにおいて所定の径のカム面35a2で下加圧レバー32のコロ85を押し上げることによって加圧ローラ41は加圧状態P2に保持される。ここで、カム面35a2の径はカム面35a1の径より大きい。(d)は加圧ローラの加圧力が約1700Nのときの加圧カム35の加圧状態P3を表す図である。(d)に示されるように、加圧カム35のカム面35aにおいて所定の径のカム面35a3で下加圧レバー32のコロ85を押し上げることによって加圧ローラ41は加圧状態P3に保持される。ここで、カム面35a3の径はカム面35a2の径より大きい。

0034

図6の(a)は加圧カム35の回転軸36に取り付けられているセンサーフラグ80の説明図である。以下に図6(a)を用いて加圧位置検知について説明する。センサーフラグ80は、加圧ローラ41の加圧時に回転軸36により矢印にて示すA方向に回転される。このセンサーフラグ80には、センサーフラグ80の外周の所定の位置に加圧ローラ41の加圧脱状態P0及び加圧状態P1,P2,P3と個々に対応する4つのエッジE0,E1,E2,E3が設けられている。そしてこのセンサーフラグ80のエッジE0〜E3を検知するために4つのエッジセンサーS0,S1,S2,S3が回転軸36の周囲に配設されている。エッジセンサーS0〜S3として、透過型もしくは反射型光学式のフォトセンサーを用いている。図6(a)に示す4つのエッジセンサーS0〜S3は、すべてのエッジセンサーS0〜S3が透光している状態である。この状態からセンサーフラグ80が矢印Aにて示す加圧方向に回転すると、センサーフラグ80のエッジE0がエッジセンサーS0の位置に達しエッジセンサーS0は遮光状態となる。同じくセンサーフラグ80が加圧方向に回転すると、センサーフラグ80のエッジE1、E2、E3が順次エッジセンサーS1、S2、S3を遮光する。これにより加圧ローラ41の加圧状態P1,P2,P3に相当する回転軸36の回転角度が検知される。

0035

図6の(b)は加圧モーターに投入するパルス数とエッジセンサーの透光・遮光の状態と加圧ローラの加圧力との関係を表す図である。横軸は加圧モーター39に投入するパルス数を示している。縦軸は加圧ローラ41の加圧力を示している。階段状のステップはセンサーフラグ80の4つのエッジ位置を概念的に表している。パルス数0から500までの位置では加圧ローラ41は加圧脱状態P0にある。この加圧ローラ41の加圧脱状態P0ではすべてのエッジセンサーS0〜S3が透光状態である。図6(b)では透光状態のエッジセンサーS0〜S3を白丸にて表している。パルス数500の位置でセンサーフラグ80のエッジE0がエッジセンサーS0に到達しエッジセンサーS0は遮光状態となる。また図6(b)では遮光状態のエッジセンサーS0〜S3を黒丸にて表している。スタンバイ状態では加圧ローラ41は加圧脱状態P0に設定される。このときの加圧ローラ41の位置はパルス数400の位置である。このパルス数400の位置は図6(a)においてエッジE0がエッジセンサーS0の位置から100パルス戻った位置である。定着動作終了後に加圧状態からスタンバイ状態に移行する際には、回転軸36を逆回転させセンサーフラグ80のエッジE0がエッジセンサーS0を遮光状態とした位置から100パルス戻す。これによってセンサーフラグ80がスタンバイ時の加圧脱状態P0の位置に設定される。

0036

画像形成装置の起動時などに所定の設定を初期化するイニシャライズ時には、仮に加圧ローラ41が加圧状態P1〜P3である場合、すべてのエッジセンサーS0〜S3が透光状態となるまでセンサーフラグ80を逆回転する。そしてエッジセンサーS0が透光状態を検知してから、更にエッジE0を100パルス戻すようにセンサーフラグ80を逆回転することによって加圧ローラ41を加圧脱状態P0に設定する。一方、加圧ローラ41が加圧脱状態にある場合、一旦エッジセンサーS0が遮光状態になるまでセンサーフラグ80を回転する。その後センサーフラグ80を逆回転しエッジE0を100パルス戻すことによって加圧ローラ41を加圧脱状態P0に設定する。

0037

次に、加圧ローラを加圧方向に回転し加圧ローラの加圧状態を変更する場合について説明する。初期状態であるスタンバイ状態から加圧ローラ41を加圧状態P1に設定するには、加圧モーター39を加圧カム35の加圧方向(図6(a)において矢印Aにて示す方向)に回転する。そしてスタンバイ状態の所定の初期位置から約1700パルスのパルス位置にあるセンサーフラグ80のエッジE1がエッジセンサーS1を遮光状態とした後、加圧モーター39を同方向に10パルス回転する。これによって加圧ローラ41はスタンバイ状態の所定の初期位置から約1710パルス回転させた位置にある加圧状態P1に設定される。また初期状態であるスタンバイ状態から加圧ローラ41を加圧状態P2に設定するには、加圧モーター39を加圧方向に回転する。そしてスタンバイ状態の所定の初期位置から約2700パルスのパルス位置にあるエッジE2がエッジセンサーS2を遮光状態とした後、加圧モーター39を同方向に10パルス回転する。これによって加圧ローラ41はスタンバイ状態の所定の初期位置から約2710パルスの位置にある加圧状態P2に設定される。また初期状態であるスタンバイ状態から加圧ローラ41を加圧状態P3に設定するには、加圧モーター39を加圧方向に回転する。そしてスタンバイ状態の所定の初期位置から約3400パルスの位置にあるエッジE3がエッジセンサーS3を遮光状態とした後、加圧モーター39を同方向に10パルス回転する。これによって加圧ローラ41はスタンバイ状態の所定の初期位置から約3410パルスの位置にある加圧状態P3に設定される。

0038

加圧ローラ41の加圧状態を変更する他の方法として、加圧カム35を加圧方向とは逆方向の減圧方向に回転し加圧ローラ41の加圧状態を変更する方法を採用してもよい。この場合、加圧ローラ41の目標移動位置である加圧状態P1、P2、P3と対応するパルス数即ち約1710パルス、約2710パルス、約3410パルスと、加圧ローラ41の現在位置と対応するパルス数との差分を図13(a)に示すテーブルから求める。そしてこの求めた差分パルス数分だけ加圧モータ39を回転駆動し加圧カム35を加圧方向とは逆方向の減圧方向に回転することによって加圧ローラ41の加圧状態を変更する。スタンバイ状態に戻るときには、前述したようにセンサーフラグ80のエッジE0をエッジセンサーS0で検知してから、更にエッジE0を100パルス戻すようにセンサーフラグ80を逆回転することによって加圧ローラ41を加圧脱状態P0に設定する。スタンバイ状態はイニシャライズを兼ねている。

0039

図7の(a)は加圧ローラの加圧力とニップ幅との関係を表す図である。図7(a)において、P1a,P2a,P3aはそれぞれ前述の3つの加圧状態P1,P2,P3に対応したポイントである。図7(a)から解るように加圧力が増加するにしたがって略線形にニップ幅が増加している。

0040

図7の(b)は本実施例1の定着装置17において記録紙Pとして80gの上質紙を用い定着速度300mm/sec、定着温度180℃の条件で加圧力を変化させたときの画像に関する情報としての画像の光沢度を表す図である。光沢度は日本電色工業株式会社製のハンディ光沢計PG−1Mで測定した光沢度を示している。図中のP1b,P2b,P3bはそれぞれ前述の3つの加圧状態P1,P2,P3に対応したポイントである。図7(b)から解るように加圧力が増加するにしたがって略線形に光沢度が増加している。これは一定の定着速度で加圧力を増していくと、図7(a)に示すとおりニップ幅が増加し、その結果、加圧力と同時にニップ幅の増加による記録紙のニップ内滞在時間が増加する事によって、トナーの溶融が上がる事による。

0041

図8の(a)は、本実施例1の定着装置17において記録紙Pとして80gの上質紙を用い加圧力1700N、定着温度180℃の条件で定着速度を変化させたときの画像の光沢度を表す図である。図中のP1c,P2c,P3cは前述の3つの加圧状態P1,P2,P3に対応したポイントである。図8(a)から解るように定着速度が増加するにしたがって略線形に光沢度が減少している。これは一定のニップ幅で定着速度を増していくと、図7(b)の場合とは逆に記録紙のニップ内滞在時間が減少することに事によって、トナーの溶融が下がる事による。上質紙では、上質紙の光沢度が5〜10程度であり、画像の光沢度は上質紙の光沢度と同等か若干高い程度であれば、主観的に違和感の無い最適な光沢度である。そのため80gの上質紙では、図7(b)においてポイントP1bで示す、加圧力700N、定着温度180℃、定着速度300mm/secの定着条件で得られた光沢度13程度が好ましい。

0042

図8の(b)は、本実施例1の定着装置17において記録紙Pとして80gの上質紙の画像の光沢度が13程度となる定着条件で定着温度を一定の180℃にした場合の定着速度と加圧力との関係を表す図である。図中のP1d,P2d,P3dは前述の3つの加圧状態P1,P2,P3に対応したポイントである。図8(b)から解るように定着速度が増加するにしたがって略線形に加圧力が増加している。つまり、ポイントP1d,P2d,P3dを結ぶ線上の定着速度と加圧力であれば、80gの上質紙の光沢度が13程度となることを意味している。

0043

従って図8(b)から明らかな様に、加熱定着後の画像の光沢度を同じとする加圧力と定着速度の組み合わせが複数存在する。また記録材に関する情報としての記録紙の坪量(記録材の種類)によって、設定可能な定着条件も異なってくる。表1に、普通紙の坪量で分類した3つの用紙グループGr1,Gr2,Gr3と、これらの3つの用紙グループGr1、Gr2、Gr3のそれぞれについて設定可能な定着条件1、2、3、4、5、6を示す。

0044

0045

表1において、例えば用紙グループGr1では、坪量64g〜105gの普通紙が分類されている。そしてこの用紙グループGr1の定着条件1として、定着速度300mm/sec、加圧条件P1(加圧力700N)が設定されている。この加圧条件P1の加圧力は前述の加圧状態P1の加圧力に準じて設定したものである。また用紙グループGr1の定着条件2として、定着速度450mm/sec、加圧条件P2(加圧力1300N)が設定されている。この加圧条件P2の加圧力は前述の加圧状態P2の加圧力に順じて設定したものである。また用紙グループGr1の定着条件3として、定着速度525mm/sec、加圧条件P3(加圧力1700N)が設定されている。この加圧条件P3の加圧力は前述の加圧状態P3の加圧力に準じて設定したものである。これらの3つの用紙グループGr1では等しい光沢度となる。用紙グループGr2では、坪量106g〜180gの普通紙が分類されている。そしてこの用紙グループGr2の定着条件4として、定着速度300mm/sec、加圧条件P2(加圧力1300N)が設定されている。この加圧条件P2の加圧力は前述の加圧状態P2の加圧力に準じて設定したものである。また用紙グループGr2の定着条件5として、定着速度450mm/sec、加圧条件P3(加圧力1700N)が設定されている。この加圧条件P3の加圧力は前述の加圧状態P3の加圧力に順じて設定したものである。これらの2つの用紙グループGr2では等しい光沢度となる。用紙グループGr3では、坪量181g〜256gの普通紙が分類されている。そしてこの用紙グループGr3の定着条件6として、定着速度300mm/sec、加圧条件P3(加圧力1700N)の1つの条件のみが設定されている。この加圧条件P3の加圧力は前述の加圧状態P3の加圧力に順じて設定したものである。

0046

<混載ジョブ画像形成制御シーケンスの説明>
図9は混載ジョブ画像形成制御シーケンスを実行するためのハード構成の制御ブロック図である。図5において、501はインターフェィス部(以下、IF部と記す)である。制御部200は、外部装置から送られてくるプリントジョブをIF部105を介して取り込む。外部装置に設けられている表示画面に表示される各種設定画面からプリントジョブに関する情報が設定される。

0047

502は表示部である。表示部502は、タッチパネル方式液晶画面や複数のボタンなどから構成されている。この表示部502には、プリント動作の設定や、画像形成装置の状態、プリント状態を設定する設定画面などが表示される。

0048

プリントジョブの記録紙の情報を設定する際には、外部装置に表示される用紙設定画面、或いは表示部502に表示される用紙設定画面で設定する。図10の(a)は混載ジョブを選択した場合に表示される混載用紙設定画面である。この混載用紙設定画面は表示部502に表示される所定の基本設定画面(不図示)から混載ジョブを選択すると表示される画面である。混載ジョブについては追って詳しく説明する。601は「ページ番号」の設定項目である。この「ページ番号」の設定項目では同じ用紙タイプ(記録材の種類)に属するページ範囲を設定する。602は「用紙タイプ」の設定項目である。この「用紙タイプ」の設定項目では「用紙タイプ1」、「用紙タイプ2」、「用紙タイプ3」の設定項目を選択することにより、図10の(b)に示す用紙設定画面に切り替わる。そして図10(b)に示す用紙設定画面で用紙タイプの設定を行う。603は「追加」のボタンである。この「追加」のボタンは図示されている「用紙タイプ1」、「用紙タイプ2」、「用紙タイプ3」の3種類以上の混載種類を増やす場合に選択する。「追加」のボタンを選択することによって、設定項目を追加することが可能となる。図10(a)において、1ページから10ページは用紙タイプ1が設定されている。11ページは用紙タイプ2が設定されている。12ページから20ページは用紙タイプ3が設定されている。

0049

図10の(b)は用紙設定画面である。この用紙設定画面は、図10(a)に示す混載用紙設定画面の用紙タイプの設定項目を選択することによって切り替わる画面である。またこの用紙設定画面は、混載ジョブでない場合に、基本設定画面より用紙設定を選択することによって表示される設定画面である。図10(b)において、611は画像形成装置に備えられている2つの給紙カセット11のうち所定の給紙カセットを選択するための「カセット1」、「カセット2」のタブと、不図示の手差しトレーを選択するための「手差し」のタブである。図10(b)は「カセット1」が選択された状態である。612は用紙サイズ(記録材のサイズ)を設定するための選択ボタンを複数有している。この用紙サイズ612では「A3」、「A4」、「B4」、「A4R」、「B5」、「B5R」などの定型サイズと、この定型サイズ以外の「不定形」のサイズを選択することができる。613は用紙タイプを設定するための選択ボタンを複数有している。この用紙タイプ613では「普通紙」、「厚紙」、「最厚紙」、「コート紙」、「OHT」などを選択することができる。「普通紙」の選択ボタンは坪量が64gから105gの記録紙を用いる場合に選択するものである。「厚紙」の選択ボタンは坪量が106gから180gの厚い記録紙を用いる場合に選択するものである。「最厚紙」の選択ボタンは坪量が181gから256gの最も厚い記録紙を用いる場合に選択するものである。

0050

また用紙設定には、上述したような用紙設定画面によってユーザーが用紙タイプを設定する方法以外にも、厚みセンサーS10と記録紙センサーS11を併用して用紙タイプと用紙サイズを検知するようにしてもよい。即ち、厚みセンサーS10によって検知される記録紙Pの厚みに基づいて用紙タイプを判断し、記録紙センサーS11のON/OFFイミングに基づいて記録紙の長さを判断する。所定のタイミングで搬送される記録紙Pを記録紙センサーS11が検知しない場合、制御部200は画像形成動作を一旦停止し、表示部502に記録紙Pがジャムした旨を表示する。

0051

503は記録部である。記録部503では画像形成条件や定着条件などの情報をROMやハードディスクなどのメモリに記録する。

0052

505は前述した定着装置17の定着装置用駆動部である。制御部200は、サーミスタ45a,45bからの出力信号に基づき定着装置用駆動部505を介してハロゲンランプ42,43のオンオフ制御を行う。また制御部200は、外部装置の各種設定画面や、表示部502の混載用紙設定画面で設定される記録紙Pの情報に基づき定着装置用駆動部505を介してモーター制御部201、温度制御部202、定着モーター46、加圧モーター39などの駆動制御を行う。

0053

<定着条件の決定・変更方法、及び定着動作の説明>
次に、プリントジョブに坪量の異なる記録紙が混ざっている場合(以下、混載ジョブと記す)において、定着装置17でトナー画像を加熱定着するときの定着条件を決定し変更するときの定着装置17の動作を説明する。

0054

混載ジョブは、例えば異なるユーザーが外部装置から別々のプリントジョブを画像形成装置に出力したときに、使用する記録紙の種類が異なっている場合に発生する。また同じユーザーが外部装置から1つのプリントジョブを画像形成装置に出力したときでも、使用する記録紙の種類が異なっている場合に発生する。例えば本や冊子のような出力物プリントする場合に、表紙には厚紙を用い、中紙には普通紙を用いる事が一般的であるが、このような場合においても普通紙と厚紙が混載してしまう。本実施例1の画像形成装置では、2つの給紙カセット11に種類の異なる記録紙を収納しておき、プリントジョブで使用する記録紙によって給紙カセット11を使い分けることにより混載ジョブのプリントを行う。混載ジョブのプリントを行う場合、3つ以上の複数段手差し給紙段(不図示)や、画像形成装置とは別体のカセットデッキ(不図示)などを用いて3種類以上の記録紙を使い分けることも可能である。

0055

以下に、プリントジョブが混載ジョブであった場合に、制御部200が実行する混載ジョブ画像形成制御シーケンスを、図11のフローチャートを参照して説明する。図11では、定着条件を決定するための記録紙としてN枚目の記録紙の定着条件を決定するときの一連の処理を表している。図11のフローチャートの実行主体は制御部200のCPU(実行部)である。CPUがROMに保存されている所定のプログラムに基づき各部を制御する。CPUは、所定のプログラムによって、順序決定手段として機能する。

0056

(S1501):IF部501より入力されてきたプリントジョブの記録紙の1枚目から定着条件を決定するため、初期値としてN=1を入力する。

0057

(S1502):プリントジョブの記録紙が1枚目か否かを判断する。プリントジョブの記録紙が1枚目である場合(N=1)にS1503に進み、プリントジョブの記録紙が2枚目以降である場合(N>1)にS104に進む。

0058

(S1503):図12の(a)に示すテーブルを参照して記録紙の1枚目と2枚目の用紙Grから、1枚目の定着条件を決定する。図12(a)に示すテーブルは、1枚目の用紙Grと、2枚目の用紙Grとから、1枚目の定着条件を決定するテーブルである。

0059

(S1504):記録紙が2枚目以降の場合には、プリントジョブに付帯されてくる記録紙それぞれの坪量から、N−1枚目、N枚目及びN+1枚目の用紙Grを分類する。そして、図12の(b)に示されるテーブルを参照して、N枚目の定着条件を決定する。図12(b)に示すテーブルは、N枚目の用紙Grと、N+1枚目の用紙Grとから、N枚目の定着条件を決定するテーブルである。特にN枚目の用紙GrがGr1の場合には、N−1枚目の加圧条件も参照して、N枚目の定着条件を決定する。N枚目の定着条件を決定する場合、N枚目の用紙GrとN+1枚目の用紙Grが、表1に示されるように定着条件が1つしかないGr3の場合には、N枚目の記録紙の定着条件を直ちに条件6に決定する。N枚目の用紙GrとN+1枚目の用紙Grが、表1に示されるように定着条件が複数存在するGr1やGr2の場合には、基本的にはN枚目の定着条件を定着速度が低い条件に決定している。つまり、表1に示されるGr1の場合には、N枚目の定着条件を定着速度300mm/secと対応する条件1に決定する。表1に示されるGr2の場合には、N枚目の定着条件を定着速度300mm/secと対応する条件4に決定する。これは定着速度を上げると、N枚目とN+1枚目との間の紙間が広がってしまうが、紙間が広がった状態で定着を続けていると、定着ローラ40表面と加圧ローラ41表面が直接接している状態が長くなってしまう。定着ローラ40表面と加圧ローラ41表面が接している状態が長くなると、加圧ローラ41の表面温度が定着ローラ40表面から熱を受けて上がってしまい、定着温度よりも高くなる恐れがある。加圧ローラ41表面の温度が高くなると、両面プリント時の記録紙の裏面(トナー画像非担持面)が加圧ローラ41によって2回加熱されるため、記録紙の裏面の光沢度が表面(トナー画像担持面)の光沢度に比べて上がってしまうという不具合が生じる。そのため加圧ローラ41の表面温度は、温調温度である100℃程度の定着ローラ40に比べて十分低い温度に保つことが好ましい。

0060

しかしながら、N枚目の用紙GrがGr1の場合には、N−1枚目とN+1枚目の前後の記録紙によって、N枚目の定着条件を定着速度が低くならない条件に設定している場合がある。例えばN枚目の用紙GrがGr1で、N+1枚目の用紙GrがGr3の場合には、このGr3の記録紙の定着条件は条件6(図12(b)参照)であるために、この条件6に対応する加圧条件はP3のもっとも高い加圧力(1700N)となる(表1参照)。ところが、用紙GrがGr1の記録紙のトナー画像の定着を行う場合、加圧力を変えるよりも定着速度をアップしたほうが定着条件の切り替えに必要な時間を短くでき、紙間での定着条件の変更が可能となる。

0061

また、N枚目の用紙GrがGr1で、N+1枚目の用紙GrがGr3であった場合には、後述する本実施例1の特徴である可変定着という方法によって、N枚目の定着条件を可変しながら定着する手法を用いる必要がある。このため、S1505において、図12(b)に示すテーブルを参照し可変定着動作を用いるか定常定着動作を用いるかの判断を行う。可変定着動作とは、加圧力及び定着速度を変化させて定着動作を行うことをいう。定常定着動作とは一定に維持された加圧力及び定着速度によって定着動作を行うことをいう。

0062

(S1505):図12(b)に示すテーブルを参照し可変定着動作を行うか定常定着動作を行うかを判断する。図12(b)に示すテーブルおいて、N枚目の用紙GrがGr1であり、N+1枚目の用紙GrがGr1でかつこのGr1の条件がP3の場合は可変定着動作を行うと判断する。またN枚目の用紙GrがGr1であり、N+1枚目の用紙GrがGr3でかつこのGr3の条件がP1の場合も可変定着動作を行うと判断する。図12(b)に示すテーブルにおいて、この2つの可変定着動作以外の場合即ち条件1〜条件6の場合は全て定常定着動作を行うと判断する。定常定着動作を行うと判断した場合にS1506に進み、可変定着動作を行うと判断した場合にS1507に進む。

0063

(S1506):N枚目の定着条件を図12(b)のテーブルに基づいて表1で示される条件1〜条件6の何れかに決定する。これによりN枚目の定着速度と加圧条件が決定される。すでにN−1枚目の定着条件は決定済みであり、かつN枚目は可変定着ではないので、N−1枚目とN枚目との紙間で定着速度の切り替えと、加圧条件の変更を如何に行うかを決定する。本実施例1では定着モーター46としてパルスモーターを用いているので、定着速度の切り替えは定着モーター46の入力パルスを切り替えることによって行っている。パルスモーターでは0.3sec程度の切り替え時間で定着速度の切り替えが可能である。従って紙間の0.4sec間で定着速度の切り替えを完了させることができる。

0064

加圧条件の変更は、現在位置の加圧カム35の加圧状態と、移動後の加圧カム35の加圧状態とを比較することで、加圧カム35を移動するために必要な加圧モーター39へのパルス数を算出する。図13の(a)は、加圧カム35の現在位置の加圧状態P0〜P3を加圧カム35の移動後の加圧状態P0〜P3に変更するために必要なパルス数を算出するためのテーブルである。N枚目の現在位置の加圧状態がP1、移動後の移動位置の加圧状態がP2である場合には、加圧状態P1を加圧状態P2に変更するために加圧モーターに必要なパルス数は、加圧状態P1と加圧状態P2間の加圧カム35の移動で1000パルスである。またN枚目の現在位置の加圧状態がP2、移動後の移動位置の加圧状態がP3である場合には、加圧状態P2を加圧状態P3に変更するために加圧モーターに必要なパルス数は、加圧状態P2と加圧状態P3間の加圧カム35の移動で700パルスである。本実施例1における加圧モーター39に投入する1秒あたりの入力パルス(以下PPSと称す)は、加圧状態P1と加圧状態P2間の加圧カム35の移動の場合には、加圧状態P2で最大1300Nの加圧力が必要である。加圧モーター39に投入可能なPPSは3000PPSである。そのため加圧状態P1を加圧状態P2に変更する加圧変更に要する時間は1000パルス/3000PPS=0.3secであり、紙間の0.4sec間での加圧変更が可能となる。同じく上記の加圧状態P2と加圧状態P3間の加圧カム35の移動の場合には、加圧状態P3で最大1700Nの加圧力が必要となり、加圧カム35の回転に必要な軸トルクが増加するために2000PPSが最大値である。そのため加圧状態P2を加圧状態P3に変更する加圧変更に要する時間は700パルス/2000PPS=0.35secであり、紙間の0.4sec間での加圧変更が可能となる。

0065

ところで、加圧カム35の移動に1700パルス必要な加圧状態P1と加圧状態P3間の加圧変更には最大1700Nの加圧力が必要である(表1参照)。しかし、加圧モーター39に投入する1秒あたりの入力パルスは2000PPSが最大値である。よって、加圧状態P1と加圧状態P3間の加圧変更に要する時間は1700パルス/2000PPS=0.85secとなるため、紙間の0.4sec間では加圧力の変更が出来ない。そこで、本実施例1では後述する可変定着によって加圧力を変更している。つまり、加圧力の変更に要する時間(0.85sec)が所定の基準時間以上(0.4sec以上)である場合には、加圧力の変更が必要となる記録紙の前の記録材の画像の加熱定着を可変定着動作と判断する。

0066

紙間の0.4sec以下の時間で加圧力を変更するためには、本実施例1のような1000N以上の加圧力変更に必要な場合では、加圧力変更に必要なトルクが加圧モーター39の出力トルクオーバーしてしまう。この場合には加圧モーター39が停止してしまうという不具合が生じる。加圧モーター39と加圧カム35間のウォーム38とウォームホイール37のギヤ比を上げると、加圧モーター39の軸トルクが下がるのでPPSを上げることは可能であるが、既にギヤ比を上げているので必要なパルス数が増加してしまい得策ではない。また加圧モーター39の出力をアップしてPPSをアップすれば上記不具合の解消を図ることは可能である。しかし、加圧モーター39の出力をアップすると、加圧モーターが大型化するばかりでなく、加圧モーターの軸トルクを短時間で回転するために必要な軸やギヤ剛性がアップするため、定着装置が大型化してしまう。また加圧モーター39として大きいトルクを発生するモーターを用いてもよいが、大きいトルクを発生するモーターは低トルクの回転には不向きである。特に本実施例1のようにスタンバイ状態に加圧脱状態で無加圧の状況で軸回転を行う場合には、低負荷によるトルク変動によってモーター停止などの不具合が生じる。

0067

(S1507):N枚目が可変定着動作の場合には、N枚目がGr1であり、N+1枚目のGr1の加圧条件がP3のときである(図12(b)参照)。またN枚目がGr1であり、N+1枚目のGr1の加圧条件がP1のときである(図12(b)参照)。例としてN−1枚目の加圧条件がP3であり、N+1枚目がGr1のときの、N枚目がGr1の場合には、N+1枚目のGr1の記録紙は前述したように基本的に定着速度が遅い状態で定着を続ける方が理想的である。しかしN−1枚目の加圧状態がP3であるときの状態から、定着条件1の加圧状態P1に移動するためには、前述したように加圧モーター39の回転を紙間で終了させることが困難である。このため、N枚目の記録材で定着速度と加圧力を、同時に可変しながら定着する可変定着動作を行う必要がある。可変定着動作を行うときには、定着速度の単位時間当たりのパルス数を、比例的に増加することによって、300mm/secから525mm/secにほぼリニアに変更する。これと同時に、加圧カム35を等速で回転することによって、加圧状態をP1からP3へとリニアに変更する。定着速度と加圧力を同時にほぼリニアに変更することで、図8(b)で示すように光沢度は一定に保ったままで定着条件を可変することが可能となる。このとき、定着速度をVとし、加圧可変に要する時間をtとした場合に、移動した距離Lは図13の(b)に示すように台形面積として与えられる。図13(b)は可変定着動作時の定着速度と時間と移動距離との関係を表す図である。図13(b)において、台形の上下底辺である定着速度は300mm/secと525mm/secであるため、
L=(525+300)×t/2
=410t ・・・(式1)
の関係となっている。移動距離Lは、可変定着を行う際の記録紙の長さに相当するので、例えばA4サイズの場合にはL=210mmであり、
210=410t
t=210/410
=0.51sec
の時間で変更可能である。一方で記録紙の搬送時間の前後に紙間が存在しているので、紙間で条件変更を開始し、紙間で条件変更を終了することによって、変更時間に紙間時間1回分を足しても問題がない。紙間1回分を条件変更に加え、(式1)で算出される変更時間に紙間時間をプラスした時間0.51+0.4=0.91secが変更時間となる。

0068

このように、ジョブ情報に付帯されてくる記録紙のサイズから、可変定着動作に要する変更時間を、順次決定する。

0069

(S1508):N枚目について算出された変更時間から、加圧モーター39と定着モーター46に印加するパルス数を変更するパルスレートを算出する。加圧モーター39は、加圧条件をP1からP3に変更するので、図13(a)に示すテーブルより1700パルスが必要である。例えば記録紙のサイズがA4サイズの場合には、1700/0.91=1868PPSのパルスレートで加圧カム35を回転させることによって、変更時間0.91secで加圧状態P1からP3、もしくはその逆の変更が可能となる。定着モーター46に関しては、変更前のパルスから変更時間の間に変更後の目標パルスとなるように線形に可変することによって、定着速度の速度変更を行う。

0070

(S1509):N枚目について決定した定着条件、及びN枚目の可変定着動作時には定着条件変更時のパスルレートの情報を、N枚目のジョブ情報に付加して記憶部503に格納する。

0071

(S1510):N枚目が最終紙ラスト紙)か否かを判断し、最終紙の場合(YES)はプリントジョブを開始(スタート)し、最終紙でない場合(NO)はS1511に進む。

0072

(S1511):最終紙でない場合には、S1509で記憶部503に格納したN枚目のジョブ情報を次の記録紙の条件判断インクリメント(N=N+1)しS1504に戻る。

0073

図14は本実施例1の画像形成装置における可変定着動作のプリントジョブと定着速度と加圧条件と定着温度との関係を表す図である。

0074

定着装置17は、定着温度の変更に数十秒〜数分の時間を要するため、定着温度を変更すると生産性が著しく低下してしまう。そのため本実施例1では定着温度を180℃で一定に制御している。図14では、4枚のA4サイズの坪量64gの普通紙を連続プリントしている途中で、A4サイズの坪量250gの厚紙をプリントする混載プリントジョブを示している。この混載プリントジョブでは、例えば64gの普通紙(以下、64g紙と記す)で書面を作成し、250gの厚紙(以下、250g紙と記す)で仕切り用紙もしくは表紙を一枚のみプリントする場合などを想定している。

0075

表1に示すように、64g紙は用紙Gr1に属し、250g紙は用紙Gr3に属する。図11のフローチャートによって定着条件を決定すると、図14のように1枚目の64g紙と5枚目の64g紙の定着条件(第一の像加熱条件)が条件1(第一モード)となり、3枚目の250g紙の定着条件(第二の像加熱条件)が条件6(第二モード)となる。そして2枚目の64g紙と4枚目の64g紙の定着条件(第三の像加熱条件)が可変定着となる。

0076

図14において、先ず、1枚目と2枚目の64g紙(複数の第一の記録材)に形成されたトナー画像のニップ部における加熱定着(加熱)に続いて250g紙(第二の記録材)に形成されたトナー画像をニップ部で連続して加熱定着する場合を説明する。2枚目の64g紙は可変定着であるから、加圧力を加圧条件P1からP3へ連続的に上昇させつつ、定着速度も連続的に300mm/secから525mm/secへと変更する。ただし3枚目の250g紙の条件6では、定着速度は300mm/secであるため、定着速度は可変定着時にリニアに増速するが、2枚目の64g紙と3枚目の250g紙との紙間で525mm/secから300mm/secに落としている。その結果、3枚目の250g紙は定着速度300mm/sec、加圧条件P3である条件6で定着することが可能となる。つまり、2枚目の64g紙の可変定着から3枚目の250g紙の条件6への切換え動作期間(図14参照)は2枚目の64g紙がニップ部を通過する通過時間(図14参照)と重なる期間を有している。上記切換え動作期間は、3枚目の250g紙の直前にニップ部に搬送される2枚目の64g紙がニップ部を通過する通過期間と重なっている(図14参照)。そしてこの重なる期間では、1枚目の64g紙の条件1と異なる可変定着で2枚目の64g紙に形成されたトナー画像を加熱定着する。1枚目の64g紙に形成されたトナー画像と2枚目の64g紙に形成されたトナー画像を連続して加熱定着する際の1枚目と2枚目の64g紙間の間隔(記録材間の間隔)と、2枚目の64g紙と3枚目の250g紙間の間隔は同じである。可変定着を行った2枚目の64g紙においては、加圧力と定着速度を同時にリニアにアップすることにより、光沢の変化もなく違和感のない光沢を得ることが可能となる。また画質の変動も抑制でき安定した画質を得ることができる。

0077

次に、3枚目の250g紙(第二の記録材)に形成されたトナー画像のニップ部における加熱定着(加熱)に続いて4枚目と5枚目の64g紙(複数の第一の記録材)に形成されたトナー画像をニップ部で連続して加熱定着する場合を説明する。4枚目の64g紙は可変定着であるから、加圧力を加圧条件P3からP1へ連続的に低下させつつ、定着速度も連続的に525mm/secから300mm/secへと可変する。ただし3枚目の250g紙の条件6では、定着速度は300mm/secであるが、3枚目と4枚目の64g紙間で300mm/secから525mm/secに上げている。つまり、3枚目の250g紙の条件6から4枚目の64g紙の可変定着への切換え動作期間(図14参照)は、4枚目の64g紙がニップ部を通過する通過期間(図14参照)と重なる期間を有している。そしてこの重なる期間では、5枚目の64g紙の条件1と異なる可変定着で4枚目の64g紙に形成されたトナー画像を加熱定着する。4枚目の64g紙に形成されたトナー画像と5枚目の64g紙に形成されたトナー画像を連続して加熱定着する際の4枚目と5枚目の64g紙間の間隔と、3枚目の250g紙と4枚目の64g紙間の間隔は同じである。可変定着を行った4枚目の64g紙においても、加圧力と定着速度を同時にリニアにダウンすることにより、光沢の変化もなく違和感のない光沢を得ることが可能となる。また画質の変動も抑制でき安定した画質を得ることができる。

0078

可変定着における定着速度と加圧力の変更動作は、記録紙搬送方向(記録材搬送方向)において定着装置17の前に配置されている記録紙センサーS11が記録紙の先端を検知したタイミングに基づいて制御してもよい。

0079

ニップ部N内に記録紙の記録紙搬送方向の先端が突入する際には、加圧ローラ41の加圧力に逆らって記録紙の先端が突入するので、加圧モーター39に定着突入ショックと呼ばれるトルクの変動が発生する。定着突入ショックは、ニップ部Nの加圧力が高い時や、記録紙の厚みが大きい時に大きく、厚紙定着時に発生しやすい。加圧モーター39は加圧力変更時に大きなトルクが掛かるので、加圧モーター39起動時である加圧力変更時に突入ショックが発生すると、加圧モーター39が停止する不具合が生じるため好ましくない。また加圧モーター39の動作変更時には、所望の等速回転に安定する前の極短い時間は回転起動状態として回転が安定しておらず、加圧力の微妙な変動が発生する。そのため定着動作中に加圧力を変更開始もしくは変更動作を終了すると、加圧力の微小な変動による光沢ムラが発生してしまうため、好ましくない。

0080

このような理由から、本実施例1では可変定着動作の定着条件を決定する際に、定着モーター46および加圧モーター39の動作開始及び動作終了のタイミングを可変定着動作前後の紙間に設定している。図14に示すように、2枚目と4枚目の加圧力と定着速度に変更するときの変更動作開始タイミングaを、2枚目と4枚目をニップ部に導入するタイミングよりも速くなるように設定している。また2枚目と4枚目の加圧力と定着速度に変更するときの変更動作終了タイミングbを、2枚目と4枚目をニップ部から排出するタイミングよりも遅くなるように設定している。つまり、2枚目の64g紙の可変定着から3枚目の250g紙の条件6への切換え動作は、1枚目の64g紙と2枚目の64g紙との間(記録材間)で開始するように設定してある。そして、少なくとも2枚目の64g紙がニップ部を通過した後であって、3枚目の250g紙がニップ部に進入する前に終了するように設定してある。3枚目の250g紙の条件6の加圧力は、1枚目の64g紙の条件1の加圧力よりも大きく設定してある。2枚目の64g紙の可変定着の加圧力は、1枚目の64g紙の条件1の加圧力よりも大きく、3枚目の250g紙の条件6の加圧力よりも小さく設定してある。可変定着における3枚目の250g紙の定着速度(通紙速度)は、条件1における1枚目の64g紙の定着速度(通紙速度)よりも大きく設定されている。

0081

また、3枚目の250g紙の条件6から4枚目の64g紙の可変定着への切換え動作は、3枚目の250g紙と4枚目の64g紙との間で開始するように設定してある。そして、3枚目の250g紙の直後に搬送される4枚目の64g紙がニップ部を通過し終わった後であって、その次の5枚目の64g紙がニップ部に進入する前に終了するように設定してある。3枚目の250g紙の条件6の加圧力は、5枚目の64g紙の条件1の加圧力よりも大きく設定してある。4枚目の64g紙の可変定着の加圧力は、5枚目の64g紙の条件1の加圧力よりも大きく、3枚目の250g紙の条件6の加圧力よりも小さく設定してある。可変定着における4枚目の64g紙の定着速度(通紙速度)は、条件1における5枚目の64g紙の定着速度(通紙速度)よりも大きく設定されている。

0082

図15は従来の画像形成装置における定着動作の混載プリントジョブと定着速度と加圧条件と定着温度との関係を表す図である。従来の画像形成装置において、本実施例1の画像形成装置と共通する部材・部分に同じ符号を付している。従来の画像形成装置では、64g紙の定着条件1から250g紙の定着条件6へ加圧力を変更する際に、可変定着を用いていないので、加圧ローラ41の加圧力の変更を行っている時間は定着動作を行うことが出来ず、ブランク時間が発生してしまう。図15に示される混載プリントジョブの場合には、2枚目と3枚目間の紙間と3枚目と4枚目間の紙間で約A4サイズ2枚分のブランク時間が発生するので、生産性は約40%低下してしまう。また本実施例1の画像形成装置に比べ紙間が広がっていることによって、前述した加圧ローラ41の温度が上昇してしまう不具合が生じ好ましくない。

0083

本実施例1の画像形成装置では、用紙グループとしてGr1、Gr2、Gr3の3種類の場合を設定したが、用紙グループが3種類以上の場合にも定常定着動作と可変定着動作の決定を行うようにしてもよい。また、プリントジョブのすべて記録紙について定着条件を決定し記録部503に記憶した後にプリントジョブを開始しているが、下記のようにしてもよい。即ち、プリントジョブのすべて記録紙のうち所望の枚数の記録紙について定着条件を決定し記録部に記憶した後に直ちにプリントジョブを開始するようにしてもよい。

0084

<実施例2>
画像形成装置の他の例を説明する。本実施例2に示す画像形成装置は、混載ジョブ画像形成制御シーケンスを除いて、実施例1の画像形成装置と同じ構成としてある。本実施例2では、実施例1の画像形成装置と同じ部材・部分について、同一符号を付し再度の説明を省略している。

0085

本実施例2の画像形成装置で用いる用紙グループは、実施例1の画像形成装置で用いた用紙グループGr1〜Gr3と同じである。また各用紙グループGr1〜Gr3Grにおける定着条件も、表1と同じ条件で設定してある。定着装置17の定着温度も、180℃と一定の温度に制御している。

0086

図16は本実施例2の画像形成装置における混載ジョブ画像形成制御シーケンスのフローチャートである。図16では、実施例1と同様、定着条件を決定するための記録紙としてN枚目の記録紙の定着条件を決定するときの一連の処理を表している。

0087

図16に示すフローチャートは、図16に示すフローチャートの(S2104)を実施例1のフローチャートの(S1504)〜(S1508)に置き換えた点を除いて、実施例1のフローチャートと同じある。(S2104)では、N枚目の定着条件を決定する際に、図17のテーブルを参照している。図17に示すテーブルは、N枚目の用紙Grと、N+1枚目の用紙Grとから、N枚目の定着条件を決定するテーブルである。図17に示すテーブルにおいて、図12(b)に示す実施例1のテーブルと異なっている箇所は、実施例1で可変定着であった箇所が、条件2に置き換わっている点である。具体的には、N枚目がGr1、N+1枚目がGr1のときに、N−1枚目の加圧条件がP3である場合と、N枚目がGr1、N+1枚目がGr3のときに、N−1枚目の加圧条件がP1の場合である。N枚目の定着条件を決定する場合、N枚目の用紙GrとN+1枚目の用紙Grが、表1に示されるように定着条件が1つしかないGr3の場合には、N枚目の記録紙の定着条件を直ちに条件6に決定する。N枚目の用紙GrとN+1枚目の用紙Grが、表1に示されるように定着条件が複数存在するGr1やGr2の場合には、基本的にはN枚目の定着条件を定着速度が低い条件に決定している。つまり、表1に示されるGr1の場合には、N枚目の定着条件を定着速度300mm/secと対応する定着条件1に決定する。表1に示されるGr2の場合には、N枚目の定着条件を定着速度300mm/secと対応する定着条件4に決定する。

0088

図18は本実施例2の画像形成装置におけるプリントジョブと定着速度と加圧条件と定着温度との関係を表す図である。図18においてプリントジョブは実施例1の図14とおなじプリントジョブである。図18において、実施例1で可変定着であった、2枚目と4枚目の64g紙の定着条件(第三の像加熱条件)が条件2に変更されている。その結果、1枚目の64g紙の定着条件(第一の像加熱条件)が条件1(第一モード)となり、3枚目の250g紙の定着条件(第2の像加熱条件)が条件6(第2モード)となる。そして、5枚目の64g紙の定着条件(第一の像加熱条件)が条件1(第一モード)となる。1枚目の64g紙の条件1から3枚目の250g紙の条件6へ変更する間の2枚目に64g紙の条件2を設定し、3枚目の250g紙の条件6から5枚目の64g紙の条件P1へ変更する間の4枚目の64g紙に条件2を設定している。このため、加圧条件の変更に必要な時間が各々0.3secとなり、1枚目〜5枚目の各紙間で加圧力および定着速度の変更が可能となっている。

0089

図18において、先ず、1枚目と2枚目の64g紙(複数の第一の記録材)に形成されたトナー画像のニップ部における加熱定着(加熱)に続いて250g紙(第二の記録材)に形成されたトナー画像をニップ部で連続して加熱定着する場合を説明する。2枚目の64g紙は条件2であるから、加圧力を加圧条件P1からP2へ連続的に上昇させつつ、定着速度も連続的に300mm/secから450mm/secへと変更する。ただし3枚目の250g紙の条件6では、定着速度は300mm/secであるため、定着速度は条件2で450mm/secであるが、2枚目の64g紙と3枚目の250g紙との紙間で450mm/secから300mm/secに落としている。その結果、3枚目の250g紙は定着速度300mm/sec、加圧条件P3である条件6で定着することが可能となる。つまり、2枚目の64g紙の条件2から3枚目の250g紙の条件6への切換え動作期間(図18参照)は2枚目の64g紙がニップ部を通過する通過時間(図18参照)と重なる期間を有している。上記切換え動作期間は、3枚目の250g紙の直前にニップ部に搬送される2枚目の64g紙がニップ部を通過する通過期間と重なっている(図14参照)。そしてこの重なる期間では、1枚目の64g紙の条件1と異なる条件2で2枚目の64g紙に形成されたトナー画像を加熱定着する。1枚目の64g紙に形成されたトナー画像と2枚目の64g紙に形成されたトナー画像を連続して加熱定着する際の1枚目と2枚目の64g紙間の間隔と、2枚目の64g紙と3枚目の250g紙間の間隔は同じである。条件2で加熱定着を行った2枚目の64g紙においては、加圧力と定着速度を同時にリニアにアップすることにより、光沢の変化もなく違和感のない光沢を得ることが可能となる。また画質の変動も抑制でき安定した画質を得ることができる。

0090

次に、3枚目の250g紙(第二の記録材)に形成されたトナー画像のニップ部における加熱定着(加熱)に続いて4枚目と5枚目の64g紙(複数の第一の記録材)に形成されたトナー画像をニップ部で連続して加熱定着する場合を説明する。4枚目の64g紙は条件2であるから、加圧力を加圧条件P3からP2へ連続的に低下させつつ、定着速度も連続的に450mm/secから300mm/secへと可変する。ただし3枚目の250g紙の条件6では、定着速度は300mm/secであるが、3枚目と4枚目の64g紙間で300mm/secから450mm/secに上げている。つまり、3枚目の250g紙の条件6から4枚目の64g紙の条件2への切換え動作期間(図18参照)は、4枚目の64g紙がニップ部を通過する通過期間(図18参照)と重なる期間を有している。そしてこの重なる期間では、5枚目の64g紙の条件1と異なる条件2で4枚目の64g紙に形成されたトナー画像を加熱定着する。4枚目の64g紙に形成されたトナー画像と5枚目の64g紙に形成されたトナー画像を連続して加熱定着する際の4枚目と5枚目の64g紙間の間隔と、3枚目の250g紙と4枚目の64g紙間の間隔は同じである。条件2で加熱定着を行った4枚目の64g紙においても、加圧力をリニアにダウンすると同時に定着速度をアップすることにより、光沢の変化もなく違和感のない光沢を得ることが可能となる。また画質の変動も抑制でき安定した画質を得ることができる。

0091

その結果、本実施例2の画像形成装置においても、図15に示す従来の画像形成装置における定着動作のような生産性の低下、及び紙間の増加即ちブランク時間の発生を起こすことが無い。従って、本実施例2の画像形成装置は実施例1の画像形成装置と同様の作用効果を奏する。

0092

また、本実施例2においては、定着条件を変更する際に、定着モーター46および加圧モーター39の動作開始及び動作終了のタイミングを定着条件を変更する前後の紙間に設定している。図18に示すように、2枚目と3枚目と4枚目の加圧力と定着速度に変更するときの変更動作開始タイミングaを、2枚目と3枚目と4枚目をニップ部に導入するタイミングよりも速くなるように設定している。また2枚目と3枚目と4枚目の加圧力と定着速度に変更するときの変更動作終了タイミングbを、2枚目と3枚目と4枚目をニップ部から排出するタイミングよりも遅くなるように設定している。つまり、2枚目の64g紙の条件2から3枚目の250g紙の条件6への切換え動作は、1枚目の64g紙と2枚目の64g紙との間(記録材間)で開始するように設定してある。そして、少なくとも2枚目の64g紙がニップ部を通過した後であって、3枚目の250g紙がニップ部に進入する前に終了するように設定してある。3枚目の250g紙の条件6の加圧力は、1枚目の64g紙の条件1の加圧力と同じ設定としてある。2枚目の64g紙の条件2の加圧力は、1枚目の64g紙の条件1の加圧力よりも大きく、3枚目の250g紙の条件6の加圧力よりも小さく設定してある。条件2における2枚目の64g紙の定着速度(通紙速度)は、条件1における1枚目の64g紙の定着速度(通紙速度)よりも大きく設定されている。

0093

また、3枚目の250g紙の条件6から4枚目の64g紙の条件2への切換え動作は、3枚目の250g紙と4枚目の64g紙との間で開始するように設定してある。そして、3枚目の250g紙の直後に搬送される4枚目の64g紙がニップ部を通過し終わった後であって、その次の5枚目の64g紙がニップ部に進入する前に終了するように設定してある。3枚目の250g紙の条件6の加圧力は、5枚目の64g紙の条件1の加圧力よりも大きく設定してある。4枚目の64g紙の条件2の加圧力は、5枚目の64g紙の条件1の加圧力よりも大きく、3枚目の250g紙の条件6の加圧力よりも小さく設定してある。条件2における4枚目の64g紙の定着速度(通紙速度)は、条件1における5枚目の64g紙の定着速度(通紙速度)よりも大きく設定されている。

0094

Pa,Pb,Pc,Pd:画像形成部、40:定着ローラ、41:加圧ローラ、17:定着装置、200:制御部、N:ニップ部、P:記録材、t:トナー画像

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