(57)【要約】【課題】封筒状の被記録媒体通紙の際に、定着性を確保し、生産性を低下させず、シワの発生を回避できる定着装置を装着する画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、トナー像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、前記定着装置は画像形成装置本体に対して着脱して交換可能であって、前記画像形成装置は、給送される転写材が、封筒か、普通紙かを検知、または指定する転写材設定手段と、装着されている定着装置の種別を検知する定着装置検知手段と、装着されている定着装置が前記転写材設定手段で設定された転写材に適合するか、否かを判定する定着装置判定手段と、前記定着装置判定手段の判定結果が否である場合に、装着されている定着装置を交換すべきである旨のメッセージを表示装置に表示する表示手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、前記転写材に転写されたトナー像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、前記定着装置は画像形成装置本体に対して着脱して交換可能であるとともに、前記画像形成装置は、給送される転写材が、封筒か、普通紙かを検知、または指定する転写材設定手段と、装着されている定着装置の種別を検知する定着装置検知手段と、装着されている定着装置が前記転写材設定手段で設定された転写材に適合する定着装置であるか、否かを判定する定着装置判定手段と、前記定着装置判定手段の判定結果が否である場合に、装着されている定着装置を交換すべきである旨のメッセージを表示装置に表示する表示手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置本体は、装着されている定着装置に対して共通の駆動系および電気系の接続手段を有し、且つ、装着されている定着装置に適した定着条件で前記駆動系および前記電気系を制御する制御手段を有す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】
前記定着装置は、加圧機構を有するローラ対を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
普通紙に対応する定着装置は、一方のローラが他方のローラを押圧して食い込んでいるローラ対を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
封筒に対応する定着装置は、互いの押圧面がほぼ平面状を呈するローラ対を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
大幅、小幅双方の封筒に適応できる定着装置を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機やプリンタやファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に封筒の通紙時発生しがちなフラップ折り目ズレ、シワを防止する制御手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の用紙が重なる袋状体を形成する封筒状の転写材である被記録媒体に画像を形成し、定着する場合、図２で示すようにシワやフラップ折り目ズレ等の問題が発生しがちである。これは折り目が緩いことや、被記録媒体の厚みの差によって定着部での圧力による歪みが要因の１つと考えられる。
【０００３】
図２は、封筒を定着した際に発生したフラップ折り目ズレ、シワを示す図である。
【０００４】
従来、封筒状の被記録媒体を通紙の際に定着装置で生じるシワ等を防止するために定着荷重を手動または自動で変更する措置がとられてきた。すなわち、オペレータが操作部で封筒モードを選択すると、封筒状の被記録媒体の通紙条件の基で予備回転時間、通紙速度、転写・分離条件等の制御がなされていた。
【０００５】
公知例として、定着装置に押圧力切り替え機構部を設け、普通紙に適用される通常モードでは定着性を確保しつつ、封筒状に適用される封筒モードでは押圧力を小さくする提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。また、通紙速度（定着速度）に関し、普通紙を定着する第１の定着速度と、封筒やＯＨＰシートを定着する第２の定着速度とに設定でき、第２の定着速度を第１の定着速度の１／１．６〜１／１．８の範囲にする提案もある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２７９７０２号公報
【特許文献２】特開平１１−１３３７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シワ防止のため定着荷重を下げ、定着性確保のため定着速度を下げたままでは普通紙ぼ場合にコピー生産性が低下する不都合がある。
【０００７】
本発明は、封筒状及び普通紙等の被記録媒体通紙の際に、定着性を確保し、生産性を低下させず、シワの発生を回避できる定着装置を装着する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の構成によって達成される。
【０００９】
像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、前記転写材に転写されたトナー像を定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、前記定着装置は画像形成装置本体に対して着脱して交換可能であるとともに、前記画像形成装置は、給送される転写材が、封筒か、普通紙かを検知、または指定する転写材設定手段と、装着されている定着装置の種別を検知する定着装置検知手段と、装着されている定着装置が前記転写材設定手段で設定された転写材に適合する定着装置であるか、否かを判定する定着装置判定手段と、前記定着装置判定手段の判定結果が否である場合に、装着されている定着装置を交換すべきである旨のメッセージを表示装置に表示する表示手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
給送される被記録媒体と適合しない定着装置が画像形成装置本体に装着されている場合、適合しない被記録媒体の通紙によるトラブルを事前に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００１２】
なお、本発明における記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００１３】
本文中で、前記封筒状の被記録媒体とは、封筒のような複数枚重なり、折り目がある袋状体の被記録媒体をいい、以下、単に封筒という。また、前記封筒状以外の被記録媒体とは、トランスペアレンシィー用紙を含む１枚シート状の通常紙をいい、以下、単に普通紙という。また、これらの被記録媒体をまとめて転写材ともいう。
【００１４】
図１は、実施の形態であるプリンタから成る画像形成装置の概略断面図である。
【００１５】
図１において、像担持体である感光体ドラム３１は、制御手段である制御部Ｂ１の指令によって駆動する不図示のドラム駆動部から回転力を得て矢示の方向に回転駆動される。
【００１６】
前記感光体ドラム３１の周囲には、上流側から順に、帯電手段３２、露光手段３３、現像手段３４、転写手段３５、分離手段３６およびクリーニング手段３８が配設されている。これにより、感光体ドラム３１上に、帯電手段３２による帯電、露光手段３３による原稿の像露光（潜像形成）が行われ、現像手段３４による現像、すなわち、潜像にトナーが付着して顕像化され、トナー像を形成する。
【００１７】
一方、転写材Ｐは、給紙部である給紙トレイ２１から給紙ローラ２２により送り出され、搬送路２４および搬送ローラ対２４１を介してタイミングローラ２３に到達して一時停止し、転写材先端が矯正されて、開口部Ｕでループを形成する。なお、本実施の形態においては、２つの給紙トレイが装填され、一方の給紙トレイには封筒が、他方の給紙トレイには普通紙が装填されている。
【００１８】
転写材先端が矯正された後、転写材Ｐは感光体ドラム３１上の前記トナー像と同期がとられ、前記タイミングローラの再駆動によって進入ガイド板２５から転写領域Ｓへ導かれる。当該転写領域Ｓにおいてトナーと逆極性の電圧が印加された転写手段３５によって、転写材Ｐ上にトナー像を転写し、分離手段３６によって転写材Ｐを感光体ドラム３１から分離する。
【００１９】
分離された転写材Ｐは、空気吸引箱３９１を内側に設けた搬送ベルト３９にて搬送され、後述する図３に示すような定着装置３７（または３８）へ向かう。その後、定着装置３７（または３８）に内設されている加圧ローラ３７Ａ（または３８Ａ）、定着ローラである加熱ローラ３７Ｂ（または３８Ｂ）を、圧着機構３７Ｃで圧着状態にし、形成されたニップ部Ｔでトナー像を担持した転写材を通紙し加圧、加熱が付与され、トナー像が転写材Ｐ上に定着される。ただし、３８、３８Ｂ、３８Ａは封筒用の定着装置の実施の形態における参照符号を示す。
【００２０】
転写後の感光体ドラム３１は、クリーニング手段３８によってクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。これら画像形成手段を構成する各手段３１〜３８の作動は、制御手段である制御部Ｂ１によって制御される。
【００２１】
なお、画像形成装置本体の上面には図５に示すような、操作パネル５０が搭載されており、当該操作パネル５０には、メッセージを表示する表示手段である表示枠、テンキー、転写材設定手段である紙選択ボタン等が設けられている。
【００２２】
図５は、操作パネルの一部を示す図である。
【００２３】
図５において、５０１はテンキーであり、５０３はメッセージの表示手段である液晶表示部、５０５は紙選択ボタンを示す。
【００２４】
本実施の形態における画像形成装置は、普通紙用と、封筒用の定着装置のいずれか１台が装着されている。
【００２５】
図３は、普通紙用と封筒用の定着装置の圧着・調整機構を示す図である。
【００２６】
図３（ａ）は普通紙用の定着ローラ対の圧着・調整機構を示している。
【００２７】
図３（ａ）において、定着装置３７は、ステンレスの芯金３７２にシリコーンゴム３７１の層をもつ加圧ローラ３７Ａと、アルミ素管３７８の外周面をフッ素経樹脂（ＰＦＡ）被膜３７７（離型層）で覆い、ハロゲンヒータＨを内包した加熱ローラ３７Ｂとの定着ローラ対からなり、前記加圧ローラ３７Ａを転写材押圧機構３７Ｃによって所定の押圧力で押圧して形成されるニップ部Ｔに転写材を挟持することによりトナー像が転写材に定着される。
【００２８】
前記加圧ローラ３７Ａは、ピン３７４を支点として回動可能に装着された加圧レバー３７３の一方の端に支持され、他方の端には、一端を不図示の枠体に固定した加圧バネ３７５が係止され、反時計方向に回転力を付勢して、前記加熱ローラ３７Ｂを押圧し、ニップ部Ｔを形成する。また、前記ピン３７４より加圧ローラ３７Ａ側のサイドエッジ部ｅに偏芯カム３７６を当接し、当該偏芯カム３７６と一体の回動軸３７９が動力源である駆動部Ｍ（図１参照）から回動力を得て所定の角度だけ回動し、定着荷重（ニップ幅）を加減している。普通紙専用の定着ローラ対は、一方のローラが他方のローラを押圧し、食い込み、弾性変形させることによって転写材の分離を容易にさせている。
【００２９】
また、加圧ローラ３７Ａは、制御部Ｂ１の制御により変速可能な駆動部Ｍと直結して回転力を得て回転し、ニップ部Ｔでの線速度を調整することができる
以上、普通紙用と封筒用の定着装置（定着ローラ対）の圧着・調整機構について説明した。
【００３０】
前述したが、複数の用紙が重なる袋状体を形成する封筒状の転写材に画像を形成し、普通紙用定着装置で定着する場合、シワやフラップ折り目ズレ等の問題が発生しがちである。
【００３１】
ここに、シワやフラップ折り目ズレ等の発生を確認する意味で普通紙に適合する定着装置で封筒を通紙した実験を行ったので、その結果を表１に示す。ただし、○は合格、×は不合格を示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１ににおいて、高定着荷重（１０００Ｎ）では、高線速度（４９０ｍｍ／ｓｅｃ）、低線速度（２１０ｍｍ／ｓｅｃ）で、定着性は確保されるが、大、小幅サイズの封筒共にシワが発生する。中定着荷重（３００Ｎ）では、高線速度で定着性は低下し、小幅サイズの封筒は問題ないが、大幅サイズの封筒でシワが発生する。低線速度では、定着性および小幅サイズの封筒でのシワは問題ないが、大幅サイズの封筒でシワが発生する。低定着荷重（１００Ｎ）では、大、小幅サイズの封筒ではシワの問題はないが、高、低線速度で定着性に問題が発生した。
【００３４】
したがって、１ユニット兼用の定着装置で封筒と普通紙との定着性を確保し、定着シワの問題を回避することは難しい。
【００３５】
上記問題は、図３（ｂ）に示すような封筒用の定着装置に交換することによって防止することができる。
【００３６】
図３（ｂ）は封筒用の定着ローラの場合の圧着・調整機構の１例を示している。
【００３７】
図３（ｂ）において、定着装置３８は、ステンレスの芯金３８２にシリコーンゴム３８１を巻き付け、その外周面をフッ素系樹脂（ＰＦＡ）被膜３８５（離型層）で覆った加圧ローラ３８Ａと、アルミ素管３８３の外周面にシリコーンゴム３８４の層を形成し、層上にＰＦＡ被膜３８７（離型層）で覆い、ハロゲンヒータＨを内包した加熱ローラ３８Ｂとの定着ローラ対からなり、普通紙用の転写材押圧機構３７Ｃと同じ機構によって封筒を加圧・定着する（普通紙と同じ機構故、詳細説明は省略する）。封筒用の加圧、加熱ローラは、ほぼ同じ硬度のシリコーンゴムのローラを押し当てるので、ニップ部Ｔではフラットなニップ域が形成され、上、下ローラの速度差も微小になるためシワの発生が抑えることができる。
【００３８】
次に、図３（ｂ）に示す封筒に適合する定着装置で封筒を通紙した場合の効果を確認する意味で実験を行った結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
表２において、高定着荷重（１４００，１０００Ｎ）、高速（４９０、４２５ｍｍ／ｓｅｃ）でも定着性、定着シワも問題は回避でき、コピー生産性の確保が可能となる。
【００４１】
したがって、封筒専用の定着装置を備えることにより定着性、フラップ折りズレ、シワ等の問題は回避でき、コピー生産性も確保できる。
【００４２】
従って、普通紙用と封筒用の定着装置を使い分けることで定着トラブルが回避できることが判明した。
【００４３】
本発明によると、画像形成装置本体は、封筒用の定着装置か普通紙用の定着装置かのいずれか１ユニットのみを装着可能にしており、選択される転写材と適合しない定着装置が画像形成装置本体に装着されている場合、定着装置検知手段によって検知し、定着装置判定手段によって通紙不可と判定し、液晶表示部５０３上に定着装置交換必要のメッセージを表示するように制御部Ｂ１は指示する。オペレータは転写材に適合した定着装置に交換することになる。
【００４４】
従って、封筒または普通紙に対応した定着条件（定着荷重、定着温度、予備回転時間、通紙線速度等）で定着装置を制御するので封筒のシワやフラップ折り目ズレ等の問題も回避でき、さらに、封筒用または普通紙用の定着装置のいずれか１ユニットのみを装置本体に装着するので装置の大型化、機内温度上昇、電力消費増大も回避できる。
【００４５】
また、前記封筒用の定着装置と前記普通紙用の定着装置は、画像形成装置本体側に共通した駆動系（動力伝達カップリング等用）および電気系（ハロゲンヒータ、温度センサ等用）の接続手段を有し、それぞれの定着装置が装着されると、前記定着装置検知手段によって検知され、制御部Ｂ１で、いずれの定着装置かが内蔵された前記定着装置判定手段にて判定され、適合できる駆動系、電気系の条件を基にそれぞれの定着装置を制御する。なお、普通紙用定着装置または封筒用定着装置に適用する最適な前記定着条件、前記駆動条件は制御部Ｂ１内のテーブルに記憶されている。なお、前記定着装置検知手段は、封筒用、普通紙用の定着装置それぞれの前記接続手段に並設された検知素子にて両定着装置の差異が検出される。
【００４６】
次に、本発明の画像形成装置によるプリント作成をフロー図で説明する。
【００４７】
図４は、本発明によるプリント作成に係わるフロー図を示す。
【００４８】
図４（ａ）は、封筒にプリントをする場合のフローを示している。
【００４９】
給紙トレイ２１には封筒、普通紙が装填されている。ステップＳ１で、画像形成装置本体（制御部Ｂ１）が給紙トレイ２１の封筒を検知しているか否かをチェックする。すなわち、Ｎ（Ｎｏ）の場合、紙選択ボタン５０５（図５参照）の封筒のランプは消えているので、ステップ３で、オペレータが封筒ボタンを選択してステップ３に進む。ステップ１で、Ｙ（Ｙｅｓ）の場合は、封筒のランプは点灯しているので、そのままステップＳ３に進む。ステップ３で、封筒用の定着装置が装着されているか否かのチェックがなされ、Ｎの場合は、ステップ４で、液晶表示部５０３に封筒用定着装置に交換するようメッセージが表示され、ステップ５で、オペレータが封筒用の定着装置に交換し、ステップＳ６へ進む。ステップ３で、Ｙの場合は、そのままステップ６に進む。ステップ６で、制御部Ｂ１は、駆動部Ｍに封筒用の定着条件、駆動条件に適合した制御を行い、プリントを開始する。
【００５０】
図４（ｂ）は、普通紙にプリントする場合のフローを示している。
【００５１】
普通紙にプリントする場合は、Ｓ１は画像形成装置本体が普通紙サイズを検知、Ｓ２はオペレータが普通紙を選択、Ｓ３は普通紙用定着装置、Ｓ６は普通紙定着用制御となり、封筒と同じ流れとなる。
【００５２】
以上のように、普通紙用定着装置と封筒用定着装置とを準備し、転写材の種類に応じて最適な定着装置を装着することにより、定着装置通紙時に発生するトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態であるプリンタから成る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】封筒を定着した際に発生したフラップ折り目ズレ、シワを示す図である。
【図３】普通紙用と封筒用の定着装置の圧着・調整機構を示す図である。
【図４】本発明によるプリント作成に係わるフロー図を示す。
【図５】操作パネルの一部を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
３７  定着装置
３７Ａ  加圧ローラ
３７Ｂ  加熱ローラ
３７１  シリコーンローラ
３７２  芯金
３７３  加圧レバー
３７６  偏芯カム
３７Ｂ  加熱ローラ
３７Ｃ  転写材押圧機
５０３  液晶表示部
Ｂ１  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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