(57)【要約】【課題】光沢ムラを抑制する工夫がなされたベルト定着器を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像を形成し、トナー像を、記録媒体上に転写して定着することにより記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に、記録媒体上に転写されたトナー像を記録媒体上に定着する定着装置を備え、この定着装置が、トナー像の転写を受けた記録媒体を挟んで搬送する一対のベルト部材と、この一対のベルト部材に記録媒体を挟み始める挟持開始位置においてこの一対のベルト部材に挟まれた記録部材を加熱すると共に加圧する一対の加熱加圧部材と、画像形成に用いる記録媒体の種類に応じて加熱加圧部材による記録媒体への加圧圧力を制御する圧力制御手段とを備えた。【選択図】        図１
2005010593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成し該トナー像を記録媒体上に転写して定着することにより、該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着ベルトと加圧ベルト間に転写を受けた記録媒体を挟みトナー像を加熱加圧後、定着ベルトと加圧ベルト間に挟んだまま移動させ、所定温度以下に冷却後、記録媒体を定着ベルトおよび加圧ベルトから剥離し記録媒体上にトナー像を定着する定着装置において、
該定着装置が、
トナー像の転写を受けた記録媒体を挟んで搬送する一対のベルト部材と、前記一対のベルト部材に前記記録媒体を挟み始める挟持開始位置において該一対のベルト部材に挟まれた記録部材を加熱すると共に加圧する一対の加熱加圧部材と、
画像形成に用いる記録媒体の種類に応じて前記加熱加圧部材による前記記録媒体への加圧圧力を制御する圧力制御手段とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記圧力制御手段が、記録媒体の種類と加圧圧力との対応を定義した対応テーブルを備え、記録媒体の種類情報を取得し該対応テーブルに基づいて加圧圧力を制御するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を形成し、該トナー像を記録媒体上に転写して定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着ベルトと加圧ベルト間に転写を受けた記録媒体を挟みトナー像を加熱加圧後、定着ベルトと加圧ベルト間に挟んだまま移動させ、所定温度以下に冷却後、記録媒体を定着ベルトおよび加圧ベルトから剥離し記録媒体上にトナー像を定着する定着装置において、
該定着装置が、
トナー像の転写を受けた記録媒体を挟んで搬送する一対のベルト部材と、前記一対のベルト部材に前記記録媒体を挟み始める挟持開始位置において該一対のベルト部材に挟まれた記録部材を加熱すると共に加圧する一対の加熱加圧部材と、
記録媒体上に形成される画像の種類に応じて前記加熱加圧部材による前記記録媒体への加圧圧力を制御する圧力制御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記圧力制御手段が、画像の種類と加圧圧力との対応を定義した対応テーブルを備え、画像の種類情報を取得し、該対応テーブルに基づいて加圧圧力を制御するものであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー像を形成し、該トナー像を記録媒体上に転写して定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トナー像を形成し、このトナー像を記録媒体上に転写して定着することにより記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する、複写機などの画像形成装置が知られている。
【０００３】
また、このトナー像の記録媒体への定着は、ローラ定着器を用いて行なわれている。
【０００４】
ローラ定着器は、トナー像が転写された記録媒体を、対向して配設された加熱ローラと加圧ローラとの間（ニップ部）に引き込み、加熱しながら加圧することで記録媒体へのトナー像の定着を行なっている。
【０００５】
近年では、上記ローラ定着器において得られる定着画像よりもさらに鮮明な定着画像を得ることを目的として、ローラ定着器のニップ部よりも搬送方向に長い直線状のニップ部が形成されるように定着ローラ側と加圧ローラ側それぞれに、無端状のベルトを張設し、トナー像が転写された記録媒体をこれらベルトの間に形成されたニップ部を通過させることで定着させるベルト定着器も使用されている。
【０００６】
ところが、このベルト定着器では、例えば、画像が、ハーフトーンをバックにした線画である場合、すなわちトナー像の各部分のトナー高さに極端な差が有る場合、トナー像が転写された記録媒体を、これを挟む込むベルト越しにローラで加圧しても、トナー高さの低い部分の定着を充分に行なうことができず、定着画像に光沢ムラが発生してしまうという問題が発生している。
【０００７】
そこで、ロール定着器とベルト定着器との双方を備え、まずトナー像が転写された記録媒体に対しロール定着器によって仮定着を行なうことで極端なトナー高さの差を緩和しておき、その後、ベルト定着器において本定着を行なうことで、上記問題の解決を図ろうとする提案がなされている（特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３０７４９６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記提案では、光沢ムラについての問題は解決できるが、ロール定着器とベルト定着器との２つの定着器を備えなければならず、画像形成装置の内部構造が複雑化してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、光沢ムラを抑制する工夫がなされたベルト定着器を備えた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】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置のうちの第１の画像形成装置は、
トナー像を形成しこのトナー像を記録媒体上に転写して定着することにより、この記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置であって、前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着ベルトと加圧ベルト間に転写を受けた記録媒体を挟みトナー像を加熱加圧後、定着ベルトと加圧ベルト間に挟んだまま移動させ、所定温度以下に冷却後、記録媒体を定着ベルトおよび加圧ベルトから剥離し記録媒体上にトナー像を定着する定着装置において、
この定着装置が、
トナー像の転写を受けた記録媒体を挟んで搬送する一対のベルト部材と、上記一対のベルト部材に上記記録媒体を挟み始める挟持開始位置においてこの一対のベルト部材に挟まれた記録部材を加熱すると共に加圧する一対の加熱加圧部材と、画像形成に用いる記録媒体の種類に応じて上記加熱加圧部材による上記記録媒体への加圧圧力を制御する圧力制御手段とを備えたものであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第１の画像形成装置では、トナー像を記録媒体に定着させるための定着装置は、一対のベルト部材に挟まれた、トナー像が転写されている記録媒体を加熱すると共に加圧する加熱加圧部材の加圧力を記録媒体に応じて制御する。つまり、本発明の画像形成装置によれば、上記加熱加圧部材の加圧力を、その記録媒体が、例えば、トナー像のトナー高さの差を吸収しやすい材質のものか否かに応じて変化させることができるため、ベルト定着器を有するのみで光沢ムラを抑制することができる。
【００１３】
ここで、上記圧力制御手段が、記録媒体の種類と加圧圧力との対応を定義した対応テーブルを備え、記録媒体の種類情報を取得し、この対応テーブルに基づいて加圧圧力を制御するものであってもよい。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置のうちの第２の画像形成装置は、
トナー像を形成し、このトナー像を、記録媒体上に転写して定着することによりこの記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置であって、
上記記録媒体上に転写されたトナー像を定着ベルトと加圧ベルト間に転写を受けた記録媒体を挟みトナー像を加熱加圧後、定着ベルトと加圧ベルト間に挟んだまま移動させ、所定温度以下に冷却後、記録媒体を定着ベルトおよび加圧ベルトから剥離し記録媒体上にトナー像を定着する定着装置において、
この定着装置が、
トナー像の転写を受けた記録媒体を挟んで搬送する一対のベルト部材と、上記一対のベルト部材に上記記録媒体を挟み始める挟持開始位置においてこの一対のベルト部材に挟まれた記録部材を加熱すると共に加圧する一対の加熱加圧部材と、
記録媒体上に形成される画像の種類に応じて上記加熱加圧部材による上記記録媒体への加圧圧力を制御する圧力制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の画像形成装置では、トナー像を記録媒体に定着させるための定着装置は、トナー像が転写されると共に一対のベルト部材に挟まれた記録媒体を加熱すると共に加圧する加熱加圧部材の加圧力を、記録媒体に転写されるトナー像の基となる画像種類に応じて制御する。つまり、本発明の画像形成装置によれば、上記加熱加圧部材の加圧力を、転写するトナー像が、トナー高さの差が激しいものか否かに応じて変化させることができるため、ベルト定着器を有するのみで光沢ムラを抑制することができる。
【００１６】
ここで、上記圧力制御手段が、画像の種類と加圧圧力との対応を定義した対応テーブルを備え、画像の種類情報を取得し、この対応テーブルに基づいて加圧圧力を制御するものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１および第２の画像形成装置の共通の第１実施形態の概略構成図である。
【００１９】
図１に示す複写機１は、画像形成部１１とベルト定着器１２とからなり、画像形成部１１は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色用感光体ロール１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ、各色用露光器１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ、これら各色用感光体ロール上に形成されたトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト２０、中間転写ベルト２０を所定のルートを循環移動（矢印Ｂ方向）させるためのテンションローラ３０、２次転写ローラ３１、時転写ベルト２０上に重ねられた多色トナー像を転写する記録用紙１００が収容されている用紙トレイ４０、および、画像信号と選択された用紙の種類を表わす用紙種類信号と画像の種類を表す画像種類信号とが入力されるコントローラ１０で構成されている。
【００２０】
また、ベルト定着器１２は、加熱ローラ側ベルト部１３と加圧ローラ側ベルト部１４とからなり、加熱ローラ側ベルト部１２は、定着ベルト５０、内部にヒータ１３１ａを内蔵する加熱ローラ１３１、および、この定着ベルト５０の所定のルートを循環移動させるためのテンションローラ１３０で構成されている。
【００２１】
加圧ローラ側ベルト部１４は、定着ベルト６０、加圧ローラ１４１、および、この定着ベルト６０を所定のルートを循環移動させるためのテンションローラ１４０、および加圧ローラ１４１の軸（不図示）に取りつけられたバネ７０、および、このバネ７０を牽引する牽引装置８０が備えられている。
【００２２】
この複写機１の基本的な画像形成動作について説明する。
【００２３】
先ず、感光体ロール１１１Ｙが図示しない帯電器によって帯電され、画像信号に応じた露光がイエローの露光器１１２Ｙによって行なわれ潜像が形成される。その潜像は図示しない現像器によりイエローのトナーで現像されて感光体ロール１１１Ｙ上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は図示しない転写器により中間転写ベルト２０に転写される。
【００２４】
中間転写ベルト２０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト２０上に転写されたイエローのトナー像が次の色の転写器に到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が転写器に到達するように、マゼンタのトナー像形成が行なわれる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、転写器において中間転写ベルト２０上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。
【００２５】
続いて、シアンおよび黒のトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、中間転写ベルト２０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。
【００２６】
こうして、中間転写ベルト２０上に転写された多色トナー像は、タイミングを合わせて用紙トレイ４０から引き出された記録用紙１００に２次転写ローラ３１によって転写される。
【００２７】
多色トナー像が転写された記録用紙１００は、図示しない搬送機構によってベルト定着器１２に運ばれて一対のベルト５０、６０に挟まれた上で、さらに、ベルトの上から対向する一対のローラである加熱ローラ１３１と加圧ローラ１４１とによって加熱されると共に加圧される。これにより、多色トナー像は、記録用紙１００に定着されるが、本実施形態の複写機１では、ユーザによって入力される、画像信号、画像種類信号および用紙種類信号のうち、画像種類信号および用紙種類信号に応じて、これら加熱ローラ１３１と加圧ローラ１４１との間のニップ圧力が変更されるようになっている。
【００２８】
この、画像種類信号および用紙種類信号に応じて行われるニップ圧力の変更は、コントローラ１０が、ニップ圧力参照テーブルを参照し、ニップ圧力がそのテーブルによって決定されている圧力となるように牽引装置８０に指示を出すことで行なわれる。
【００２９】
ここで、加熱ローラ１３１と加圧ローラ１４１とは、図示しない機構によって強力に圧接されており、これらの間のニップ圧力は、加圧ローラ１４１の軸１４１ａに取りつけられているバネ７０を牽引装置８０によって牽引する度合によって制御されており、牽引装置８０による牽引量が少ない場合は、ニップ圧力は高くなり、逆に、牽引装置８０による牽引量が多い場合は、ニップ圧力は低くなる。
【００３０】
図２は、本実施形態の複写機における、画像種類と記録用紙の種類とを選択するためなどに使用される操作パネルの正面図である。
【００３１】
図２に示す操作パネル１５０には、画像種類を選択するための操作エリア１５１、用紙の種類を選択する操作エリア１５２が示されており、コピーしようとしている原稿の種類に応じた画像種類を「文字・線画」、「写真・ハーフトーン画像」、「混在」の中から、さらには記録用紙の種類も「薄紙・普通紙」、「厚紙」、「ОＨＰ」の中から選ぶことができる。この操作パネル１５０は、該当する文字部分を強く押すことで選択がなされたこととなるタッチパネルタイプのものである。
【００３２】
以下の表１には、上述のニップ圧力変更テーブルが示されている。
【００３３】
【表１】
2005010593.tif 000003
【００３４】
表１に示されるａ、ｂ、ｃは、それぞれ「文字・線画」、「写真・ハーフトーン画像」、「混在」に該当し、ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ「薄紙・普通紙」、「厚紙」、「ОＨＰ」に該当する。
【００３５】
表１には、ａ、ｂ、ｃとｄ、ｅ、ｆとの組み合わせに応じたニップ圧力が示されており、ｃとｅの組み合わせの時に最もニップ圧力を高く設定されることが丸印で示され（バネ牽引力は弱）、ｂとｅ、あるいはｃとｄの組み合わせの時に、最も圧力が高い時よりも多少低い圧力に設定されることが三角印で示されている。その他の組み合わせの時は、三角印よりもさらに低いニップ圧力が設定される（バネ牽引力は強）。
【００３６】
図３は、画像品質とニップ圧力との関係を表わすグラフである。
【００３７】
図３には、所定の画像種類と所定の用紙種類の組み合わせにおいてニップ圧力を変化させて画像品質を比較した結果が示されており、ここには、ニップ圧力を上昇させた結果、画像品質が良好となったことが示されている。
【００３８】
図４は、本実施形態の複写機において起動されるルーチンのフローチャートである。
【００３９】
図４には、本実施形態の複写機１において電源のオンと共に起動されるルーチンのフローチャートが示されており、ステップ１では、この複写機１の、コピー動作を指示するスタートボタンが操作されたか否かが判定される。
【００４０】
ステップＳ１において、未だスタートボタンが操作されていないと判定されると、ステップＳ１を繰り返し、スタートボタンが操作されたと判定されると、ステップＳ２に進み、図２に示す‘画像種類’のうち現在選択されている画像種類を表わす情報が取得される。その後、ステップＳ３に進み、図２に示す‘用紙種類’のうち現在選択されている用紙種類を表わす情報が取得される。ステップＳ４では、ステップＳ２およびステップＳ３において取得した上記２つの情報に基づきニップ圧力参照テーブルの参照を行ないニップ圧力についての情報の取得を行なう。
【００４１】
その後、ステップＳ５に進み、ステップＳ４で得たニップ圧力が前回において設定されたニップ圧力と異なるか否かが判定され、前回と同じであると判定されるとステップＳ７に進む。一方、ニップ圧力が前回と異なると判定されると、ステップＳ６に進み、図１に示すバネ牽引装置８０にニップ圧力調整のための指示が出される。その後、ステップＳ７に進む。
【００４２】
ステップＳ７では、コピーが実行され、ステップＳ８では、コピー枚数残を示すカウンタ値がゼロか否かが判定され、ゼロであると判定されるとステップＳ１に戻り、ゼロでないと判定されると、ステップＳ７に戻る。
【００４３】
本実施形態によれば、画像の種類および記録用紙の種類に応じてニップ圧力を制御して光沢のある画像品質を実現することができる。
【００４４】
次に、本発明の第１および第２の画像形成装置の共通の第２実施形態について説明する。
【００４５】
図５は、本実施形態の複写機の概略構成図の一部分を示す図である。
【００４６】
本実施形態の複写機と第１実施形態の複写機１との相違点は、ベルト定着器におけるニップ圧力の変更方法が異なるのみであるので、以下では、ベルト定着器についてのみ説明する。
【００４７】
図５に示す、本実施形態の複写機のベルト定着器１２０は、加熱ローラ側ベルト部１３と加圧ローラ側ベルト部１４２とからなるが、加熱ローラ側ベルト部１３についての説明は、第１実施形態においてした説明と同じとなるので省略する。
【００４８】
加圧ローラ側ベルト部１４２は、定着ベルト６０、加圧ローラ１４１、この定着ベルト６０を所定のルートを循環移動させるためのテンションローラ１４０、加圧ローラ１４１の軸（不図示）に取りつけられたアーム７００、カム７０１、カム７０１の中心に軸７０２ａが取り付けられているステッピングモータ７０２、および、ステッピングモータ７０２を制御するモータドライバ８１で構成されている。
【００４９】
ここで、加熱ローラ１３１は、固定的に配置されている一方、加熱ローラ１３１に対し加圧ローラ１４１は接離自在になっており、これらの間のニップ力は、加圧ローラ１４１の軸１４１ａに取りつけられているアーム７００を加熱ローラ側に押しつけるように、あるいは加熱ローラから離隔させるようにしてカム７０１を回転させること調整される。本実施形態では、この調整は、図１に示すコントローラ１０からステッピングモータ７０２のモータドライバ８１に指示を出すことで行なわれている。本実施形態によっても、画像の種類および記録用紙の種類に応じてニップ圧力を制御して光沢のある画像品質を実現することができる。
【００５０】
以上の実施形態では、画像の種類および記録用紙の種類を基にニップ圧力を変更しているが、本発明はこれに限るものではなく、これらのうちのいずれか一方に応じてニップ圧力を変更するものであってもよい。
【００５１】
また、本発明における実施例では、画像形成装置を複写機として説明したが、同様な定着装置を有するものであればプリンタでも同様であり、その場合は画像信号を画像形成装置へ送る手段として、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等を利用する。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、トナーの高さの差を有する画像でも光沢ムラを抑制し見栄えのよい画像品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２の画像形成装置の共通の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】本実施形態の複写機における、画像種類と記録用紙の種類とを選択するためなどに使用される操作パネルの正面図である。
【図３】画像品質とニップ圧力との関係を表わすグラフである。
【図４】本実施形態の複写機において起動されるルーチンのフローチャートである。
【図５】本実施形態の複写機の概略構成図の一部分を示す図である。
【符号の説明】
１  複写機
１０
１１  画像形成部
１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ  感光体ロール
１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋ  露光器
１２、１２０  ベルト定着器
１３  加熱ローラ側ベルト部
１３０  テンションローラ
１３１  加熱ローラ
１３１ａ  ヒータ
１４  加圧ローラ側ベルト部
１４０  テンションローラ
１４１  加圧ローラ
１４１ａ  軸
１４２  加圧ローラ側ベルト部
１５０  操作パネル
１５１、１５２  操作エリア
２０  中間転写ベルト
３０  テンションローラ
４０  用紙トレイ
５０  定着ベルト
６０  定着ベルト
７０  バネ
８０  牽引装置
８１  モータドライバ
７００  アーム
７０１  カム
７０２  ステッピングモータ
７０２ａ  軸
【図１】
2005010593.tif 000004
【図２】
2005010593.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005010593.tif 000007
【図５】
2005010593.tif 000008