(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材上に画像を付加する画像付加工程と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着工程を有する画像形成装置を用い、シリンダ上に前記被記録材を装着した状態で加熱定着を行う画像形成方法において、
表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを前記加熱定着工程に具備し、該ヒートローラを前記シリンダに予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に、該シリンダに前記被記録材を装着して定着を行うことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
被記録材上に画像を付加する画像付加工程と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着工程を有する画像形成装置を用い、シリンダ上に前記被記録材を装着した状態で加熱定着を行う画像形成方法において、
表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを前記加熱定着工程に具備し、画像付加された前記被記録材が装着された前記シリンダに該ヒートローラを予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に定着を行い、
予備接触時における前記シリンダの回転速度を、定着時における回転速度よりも高くすることを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
前記ヒートローラが前記シリンダと非接触状態にあるときも、該ヒートローラを回転させていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
被記録材上に画像を付加する画像付加部と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着部と、少なくとも加熱定着時に前記被記録材を装着するシリンダとを有し、前記被記録材を前記シリンダ上に装着した状態で加熱定着を行う画像形成装置において、
前記加熱定着部に、表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを具備し、該ヒートローラを前記シリンダに予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に、該シリンダに前記被記録材を装着して定着を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
被記録材上に画像を付加する画像付加部と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着部と、少なくとも加熱定着時に前記被記録材を装着するシリンダとを有し、前記被記録材を前記シリンダ上に装着した状態で加熱定着を行う画像形成装置において、
前記加熱定着部に、表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを具備し、画像付加された前記被記録材が装着された前記シリンダに該ヒートローラを予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に定着を行い、
予備接触時における前記シリンダの回転速度を、定着時における回転速度よりも高くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記ヒートローラが前記シリンダと非接触状態にあるときも、該ヒートローラを空回転させることを特徴とする請求項４又は請求項５に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、電子写真、インクジェット等の画像形成装置において、記録紙、樹脂等でできた記録シートもしくは刷版等の被記録材上に形成された画像をサイズに係わらず均一に定着させるための定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱定着技術は、被記録材に画像を外部から付加する電子写真、インクジェット等の技術を用いたプリンタ、ファクシミリ、製版機等に広く用いられている。例えば、電子写真式の複写機では、ドラム状の感光体を露光して静電潜像をつくり、この静電潜像をトナー現像し、記録紙に転写した後、加熱定着を行うことにより、複写画像が形成される。また、インクジェット、静電式インクジェットを用いたプリンタでは、記録ヘッドから記録紙にインクを噴射させ、これを乾燥させた後定着を行い、一連の動作が終了される。
また、プリンタ、ファクシミリ等の印刷以外にも、加熱定着技術は用いられ、印刷に使用する刷版を作るシステムの中にも組みこまれている。
従来、加熱定着装置には熱源を有するヒートローラが用いられ、外部から付加された被記録材上の樹脂の定着を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ヒートローラは、長さ方向（定着する方向）の定着温度を均一化することが難しく、均一定着は非常に困難であった。すなわち、ヒートローラでは接触直後の温度が高く、その後被記録材に熱が奪われて温度が低下し、時間が経つと一定に安定する特性を有している。このため、被記録材先端部（最初に加熱される部分）の温度が高く、長さ方向中央部付近の温度が低下してしまった。このために、ヒートローラを使用した場合、長さ方向では温度の均一性が著しく損なわれ、定着に支障をきたしてしまった。すなわち、被記録材先端部から中央部では温度の低下が生じ、定着不良となる。従って、印刷や製版を行った場合には、加熱温度の低い被記録材先端部から中央部にかけては定着不良により、文字の欠け、ハイライトのトビ等の画像欠陥が生じた。この被記録材先端部から中央部での定着不良を無くすために、ヒートローラの出力を上げると後方部での温度が上昇し、定着過多により画像欠陥、記録材の変形が生ずるほか、装置が故障しやすくなった。
以上の問題に対処するための手段としては、ヒートローラの制御方法を長さ方向中央部付近の温度が低下しないように改良する手段もあるが、制御が複雑になった。そこで、複雑な制御方法によらないシンプル且つ安価で、被記録材を均一に定着することができる技術が必要となった
本発明は以上の問題を解決するもので、複雑な制御方法によらないシンプル且つ安価で、被記録材を均一に定着することができる技術を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成方法の発明は、被記録材上に画像を付加する画像付加工程と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着工程を有する画像形成装置を用い、シリンダ上に前記被記録材を装着した状態で加熱定着を行う画像形成方法において、表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを前記加熱定着工程に具備し、該ヒートローラを前記シリンダに予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に定着を行うことを特徴とする。
また、請求項２記載の画像形成方法の発明は、被記録材上に画像を付加する画像付加工程と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着工程を有する画像形成装置を用い、シリンダ上に前記被記録材を装着した状態で加熱定着を行う画像形成方法において、表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを前記加熱定着工程に具備し、画像付加された前記被記録材が装着された前記シリンダに該ヒートローラを予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に定着を行い、予備接触時における前記シリンダの回転速度を、定着時における回転速度よりも高くすることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成方法において、前記ヒートローラが前記シリンダと非接触状態にあるときも、該ヒートローラを回転させていることを特徴とする。
請求項４記載の画像形成装置の発明は、被記録材上に画像を付加する画像付加部と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着部と、少なくとも加熱定着時に前記被記録材を装着するシリンダとを有し、前記被記録材を前記シリンダ上に装着した状態で加熱定着を行う画像形成装置において、前記加熱定着部に、表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを具備し、該ヒートローラを前記シリンダに予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に定着を行うことを特徴とする。
また、請求項５記載の画像形成装置の発明は、被記録材上に画像を付加する画像付加部と該画像付加された前記被記録材の加熱定着を行う加熱定着部と、少なくとも加熱定着時に前記被記録材を装着するシリンダとを有し、前記被記録材を前記シリンダ上に装着した状態で加熱定着を行う画像形成装置において、前記加熱定着部に、表面温度を一定に保つように構成されて加熱しながら加圧を行うヒートローラを具備し、画像付加された前記被記録材が装着された前記シリンダに該ヒートローラを予備接触させて該ヒートローラの表面温度を下げ、それにより該ヒートローラの出力を高めた後に定着を行い、予備接触時における前記シリンダの回転速度を、定着時における回転速度よりも高くすることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置において、前記ヒートローラが前記シリンダと非接触状態にあるときも、該ヒートローラを空回転させることを特徴とする。
【０００５】
このように、被記録材上に外部から画像が付加されると、被記録材がヒートローラによって加圧しながら加熱され、画像が定着される。ヒートローラは、ローラの表面温度を常に一定に保つ構成となっており、表面温度が下がった場合はヒートローラの発熱体の出力を大きくし、表面温度が上がった場合には発熱体の出力を小さくする。ところが、定着が始まり、ヒートローラが被記録材と接触するとローラの表面温度は低下する。この時、ヒートローラでは表面の温度を一定にする機構が作用し、発熱体の出力が上げられるが、ローラの温度が設定値に復帰するまでには時間を要し、その間ヒートローラによる定着温度は低くなってしまう。先端部ではローラの表面温度が下がる前なので、十分な定着温度に達するが、中央部（ヒートローラの２回転目以降）では、ローラの表面温度が低下しているため、定着不良が生ずる。
他方、ヒートローラの温度制御の方法によっては、被記録材後方部では、発熱体がオーバーシュートし、発熱体の出力が過多になり、定着温度は上昇することがある。特にＡ４以上のサイズでは問題となることがある。
電子写真複写機、インクジェットプリンタ等の印刷を行った場合には、特に加熱温度の低い被記録材先端部から中央部では定着不良により、文字の欠け、ハイライトのトビ等の画像欠陥がみられる。一方、後端部で定着過多になった場合には、画像欠陥、記録材の変形がみられる。被記録材先端部から中央部での定着不良を無くすために、ヒートローラの出力を上げると、後端部での温度が上昇し、定着過多による画像欠陥、記録材の変形の他、装置が故障しやすくなる。この他、電子写真、インクジェット等の技術を用いた製版機に本定着技術を用いた場合にも、被記録材先端部での定着不良が発生し、文字の欠け、ハイライトのトビ等の画像欠陥、耐刷性の低下等の問題が生じる。
このため、本発明により、定着を行う前に予め予備接触手段にヒートローラを接触させ、ヒートローラの出力を安定化させてから定着を行うことにしたところ、予備接触手段に接触することによってヒートローラの発熱体の出力が大きくなり、被記録材に接触した場合に温度低下を生ずることなく、被記録材に均一に定着することができることが確認できた。
また、この方法を用いた場合には、ヒートローラの複雑・高価な制御方法によらず、均一な定着を行うことができた。
また、ヒートローラは予備接触、被記録材の定着時の他は、非接触状態となっている。ところが、ヒートローラの円周方向では、機械構造により空間的な異方性が生じ、熱拡散の状況が異なってくる。従って、非接触状態では、ヒートローラの円周方向で温度が不均一となり、定着を行ったときに長さ方向で定着温度が不均一となる。このため、ヒートローラが非接触状態にある時には、空回転を行い、円周方向での温度を均一化する事にした。これにより、非接触時にもヒートローラの表面温度は均一となり、長さ方向で定着温度を均一化することができた。
【０００６】
【発明の実施形態】
１）実施例１
まず、本発明を電子写真複写機に応用した例を図１に示す。
図１は電子写真複写機の断面図を表すものである。図１に示す電子写真複写機の画像形成装置１は、一般の電子写真複写機の場合と同様に、装置本体２の上にプラテン４を配置している。前記プラテン４にセットした原稿の画像を走査装置３によって読取り、原稿画像に応じた画像パターンを感光体ドラム５に露光パターンとして付与する機構となっている。感光体ドラム５の周囲には、一般の電子写真方式を用いた画像形成機構が配置されている。すなわち、まず、帯電コロトロン６により、感光体ドラムの表面を一様に帯電させ、原稿を読みとったパターンを走査露光して静電潜像を形成する。次に現像装置７からトナーを供給して、静電潜像にトナーを付着させ、静電潜像に応じたトナー画像を形成する。この感光体ドラム上に形成されたトナー画像は、図示しない電源によって感光対ドラム５と転写ローラ８の間に電圧を印加することによって、転写ローラ８上に装着された記録材上に転写される。ここで、転写ローラ８には、給紙部１５から記録紙が枚葉されて供給されるが、供給の方法はこれに限らず、例えば、給紙ロールを設けて行っても良い。感光体ドラム上表面に残存したトナー等はクリーニング装置９により除去される。
【０００７】
画像転写部の直前部では、用紙搬送路１２の端部に用紙を合わせるための整合装置１３を具備している。すなわち、給紙トレイから供給される用紙の整合動作を行い、感光体ドラム上に形成されるトナー画像に合わせて、所定のタイミングで、用紙を画像転写部に向けて送り出すようにしている。
トナー画像が転写された用紙は、定着装置１１へ搬送され、定着部に入る。
定着部には、本発明によりコピー用紙を加圧かつ加熱するヒートローラ２１が具備されている。ヒートローラ２１の温度としては定着性を持たせるために３０°Ｃ〜２５０°Ｃであることが好ましく、より好ましくは６０°Ｃ〜２００°Ｃである。
【０００８】
定着部に挿入された後、トナー画像が転写された用紙はヒートローラ２１で加熱しながら加圧を行うことにより、用紙上のトナーを軟化又は溶融させた状態で用紙に押し込み、定着性を促進させる。
【０００９】
ヒートローラ２１の材質はＳｉゴム製であるが、フッ素系、ＮＢＲ系ゴムのゴムローラを用いても良く、その他の材質のものを用いても構わない。また、ゴムローラ表面を所定厚（例えば４００μｍ）の樹脂シートで覆うようにしてもよい。ここで、ヒートローラ２１のニップ圧としては充分な定着性を得るため、０．０５ＭＰａ〜２５０ＭＰａ、より好ましくは、０．１ＭＰａ〜２０ＭＰａである。
【００１０】
ヒートローラ２１での定着に先立って、ヒートローラ２１では予備接触が行われる。ヒートローラ２１は表面温度が一定になる構成になっており、図示しない表面温度を検知する手段によって得た表面温度によって、出力を制御して表面温度を一定に保っている。出力の制御は、電圧を印加する時間（オン−オフ制御）により行っているが、制御の方法はこれに限られたことではなく、発熱体に印加する電圧を変調させる手段もある。また、ここでは表面温度を検知して、温度制御を行うように記述したが、予め必要な電圧の供給量を算出した上で、温度検出なしで供給量を変調して温度制御を行ってもよい。
【００１１】
予備接触の方法は、図２に示すように２通り考えられる。
１つは図２（Ａ）に示すように転写ローラを接触部材として用いる方法である。
図において、８は記録材を装着する転写ローラ、２１はヒートローラである。図のように、定着前にヒートローラ２１を転写ローラ８と接触させるようにするもので、例えば、転写ローラ８の１周目を予備接触とし、２周目以降に定着を行うようにするものである。
このように予備接触によりヒートローラ表面温度が下がるので、ヒートローラ付属の温度制御機構が働いてヒートローラの発熱体の出力を大きくしローラの表面温度を上げて常に一定に保つようになり、それが転写ローラ８の２周目以降に効いて、２周目以降に安定な定着が行えるようになる。
【００１２】
もう１つは、図２（Ｂ）に示すように別途設けた接触部材を用いる方法である。
図において、８は記録材を装着する転写ローラ、２１はヒートローラ、２３は接触部材である。このように接触部材２３を別途ヒートローラ２１の近傍に設け、定着前にヒートローラ２１を接触部材２３と予備接触させることにより、図２（Ａ）のような転写ローラ上の記録紙に与える熱・圧力の印加回数を減らすことができる。この予備接触によりヒートローラ表面温度が下がるので、ヒートローラ付属の温度制御機構が働いてヒートローラの発熱体の出力を大きくしローラの表面温度を上げて常に一定に保つようになり、それがヒートローラ２１の２回転目以降に効いて、以後のヒートローラの回転で安定な定着が行えるようになる。
【００１３】
ここで使用する転写ローラは、金属シリンダに断熱材を装着して用いている。金属シリンダ単独でも使用できるが、断熱材を用いることによって、定着に要するエネルギーを抑制している。ここで使用する断熱材としては、断熱効果のあるものであれば良いが、具体的にはグラスウール・ロックウール等の無機系繊維、ポリスチレン・ポリカーボネート・ポリエステル・ポリエチレン・テフロン・ポリビニルアルコール・ポリアセタール・ニトロセルロース・ナイロン・エチルセルロース・エポキシ樹脂・アルキド樹脂・メラミン樹脂・尿素樹脂・ＡＢＳ樹脂・アクリル樹脂、ポリウレタン・ネオプレン・セルロースアセテート・ブナＳ・ブナＮ・天然ゴム・フェノール樹脂・ケイ素樹脂・エポキシ樹脂、シリコンゴム・ポリカーボネート・ポリプロピレン・ネオプレン・塩化ビニル樹脂、ブチルゴム等の材料及びこれらを用いた発泡材料が使用される。また、接触部材２３は同様に金属製のシリンダから構成されているが、予備接触として効果があればよく、上述した断熱層を特に用いる必要はないが、転写ローラと同じ熱伝導率を持つ方が望ましい。
予備接触終了後早いタイミングで、定着を行うことが望まれ、予備接触終了から定着開始まで時間は１０秒以内であり、より好ましくは６秒以内である。予備接触は勿論ヒートローラを予備接触部材に接触させた状態で回転させ、ローラ全面を接触させる。予備接触では、２秒以上の接触時間を持つことかつロール表面を３回以上回転させ接触させることが必要である。ヒートローラは、予備接触・定着を行う以外は非接触の状態になっており、その際空回転をし、ローラの円周方向での温度の均一化を図っている。
すなわち、円周方向では、装置構造により環境に異方性が生じ、熱伝導、空気の流れ等が均一でなくなる。従って、ヒートローラを非接触時に空回転させなければ、円周方向で表面温度が変化し、均一な定着ができなくなる。
【００１４】
その後、定着処理が行われたコピー用紙を、分離爪１７で転写ローラから取り外され、排出トレイ１４に排出される。前記画像形成装置１の本体２の画像転写部に向けて用紙を供給するために、装置本体２の下部に給紙部１５を配置し、搬送ローラ装置１６を用いて、用紙を送り出すようにしている。尚、本装置に適用する用紙のサイズは、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ｂ４、Ｂ５サイズであるが、本定着技術は、用紙サイズを問わず有効であり、Ａ１などの大サイズのほか、Ａ３ｗサイズ、ハガキ、封筒印刷にも有効である。
【００１５】
以上の画像形成方法は乾式トナー現像、湿式トナー現像の双方に適用できるが、湿式現像に適用した場合は、機内で蒸発した溶剤を取り除くために機内の密閉性を上げ、溶媒を除去する機構を設ける。溶媒回収の方法は、溶媒を含んだ機内の空気を吸引し、これを冷却することによって液化させる機構が設けられている。
【００１６】
次に、上述した複写機に本発明を適用し、加熱定着を行った。ヒートローラ（日立金属（株）製）による定着条件はヒートローラ表面温度２００°Ｃ、記録材の搬送速度７ｍｍ／ｓｅｃ、ヒートローラの被記録材への印加圧力（ニップ圧）０．８ＭＰａであった。
以下、表１に基づいて、被記録材端部からヒートローラの予備接触と被記録材の表面温度と画像再現性を検証する。
【００１７】
【表１】
0004226807.tif 000002
被記録材上温度が幅方向中央部でおよそ１１０°Ｃになるように、ヒートローラの出力調整を行った。ヒートローラの接触回数は、いずれも３回転以上とした。
実施例１において、予備接触時間をそれぞれ３秒にして、かつ上記ヒートローラの空回転を行わせた。
比較例１においては、実施例１における予備接触を行わず、ヒートローラの空回転のみを行わせた。
実施例２において、予備接触時間を２秒にして、かつ上記ヒートローラの空回転を行わせた。
比較例２においては、実施例２における予備接触時間を１秒少なくして１秒とした以外は実施例２と同じである。
比較例３においては、ヒートローラの空回転を行わなかった以外は実施例２と同じである。
比較例４においては、予備接触時間を１秒とし、ヒートローラの空回転を行わなかった。
その結果、被記録材上温度が幅方向中央部でおよそ１１０°Ｃになるように制御した場合の被記録材中の実際の最低温度は、実施例１では１０７°Ｃ、比較例１では８５°Ｃ、実施例２では１０５°Ｃ、比較例２では９０°Ｃ、比較例３では９４°Ｃ、比較例４では８７°Ｃとなった。
また、定着後の画像再現性は、実施例１では優、比較例１では不可、実施例２では良好、比較例２と比較例３では可、比較例４では不可となった。
以上の結果から分かることは、予備接触時間が２秒以上であれば、定着後の画像再現性は良好であるが、２秒に満たない場合、定着後の画像再現性は劣化することが判明した。
【００１８】
図３は、実施例１と比較例１における被記録材についての先端距離対表面温度を示すグラフである。横軸は被記録材先端からの距離（ｃｍ）、縦軸は被記録材の表面温度（°Ｃ）。●は実施例１（３秒の予備接触・空回転あり）、○は比較例１（予備接触なし。空回転のみ）についてのものである。
図３から分かることは、先端部からの距離に対して、被記録材上の温度変化を見ると、ヒートローラの予備接触を省いた場合、先端部以降の温度が著しく低下し（８５℃）、定着性が乏しくなることが分かった。
ところが、ヒートローラについて適切な時間予備接触させることで、定着温度を長さ方向（定着方向）でほぼ１０８℃に均一化することができる。
更に、ヒートローラについては、定着・予備接触を除く非接触状態での空回転によって、定着温度を均一化することができる。
【００１９】
２）実施例２
次にインクジェットプリンタに応用した例を図４に示す。
図４は、インクジェット記録装置を有する画像記録装置の断面を示している。
インクジェット記録装置の底部には記録紙、樹脂製のシートである被記録材４０が入ったカセット４１が装填されている。被記録材搬送方向の下流側には搬送ローラ対４３と、記録ヘッド４５１を搭載したキャリッジ４５とが配置されている。記録ヘッド４５１としては、シェアモードの５００チャンネルピエゾインクジェット装置（Ｘａａｒ社製ＸａａｒＪｅｔ５００Ｓ）を使用し、油性インク（同社製）を用いた。描画解像力は７２０ｄｐｉとし、ドットは８段階で大きさを変えて、階調を制御した。若干描画の際にはドット径が変動したが、問題とはならないレベルであった。
被記録材は搬送ローラ４３により、描画ドラム４６に装着されるが、これに先立ち粉塵の除去が行われる。粉塵除去の方法は、粘着ローラ４４によって表面の粉塵を吸着する方法をとっているが、方法はこれに限らず、例えば空気流などで除去しても良い。被記録材は次に記録ヘッドの下へ搬送され、描画が行われる。
描画が終了すると加熱定着部１１で、ヒートローラ２１による定着が行われるが、これに先立って本発明によりヒートローラ２１の予備接触が行われる。すなわち、描画が終了すると、ヒートローラ２１が描画ドラム４６または描画ドラム４６上の記録材に接触した状態で１回転する。通常このときの描画ドラムの回転速度は、定着時の速度よりも速く、予備接触では、十分に昇温せず、定着はしない。
次いで、定着動作に入り、定着が行われる。
その後、描画ドラム上の被記録材は、図示しない分離爪により、描画ドラム４６から離され、搬送ローラ４７によって排出トレイ４８に排出される。
【００２０】
描画及び定着動作によりインク中の溶媒が気化し、機内に充満する。そこで破線内で囲った箇所では、密閉性をあげ、溶媒回収機構を設けて機内の気化した溶媒を回収している。回収方法は、機内の空気を溶媒回収機構４９に送り、これを冷媒で冷やすことによって、溶媒を分離して、分離後の空気を機内に送り返している。
記録ヘッドはキャリッジにより紙面に対して垂直方向に移動しながら、インクを吐出し、画像信号に応じた画像を描画する。この時、被記録材上では一定幅の画像描画が行われる。すなわち、被記録材上では一行の描画が終了するごとに搬送ローラ対により、被記録材は一行分搬送され、次の行の描画を行う。このような動作を繰り返し行う。
【００２１】
以上では、被記録材に直接描画を行い定着する方式について説明したが、画像形成の方法はこれに限らず、図５に示すように転写ドラムを用いて、描画ドラム上にできた画像を被記録材に転写しても良い。
図５は、転写ドラムを備えた画像記録装置の断面を示している。
５６は画像担持体としての描画ドラムで、通常、金属、プラスチック、セラミック、硝子等で形成され、被記録材５０との密着性を向上させるために、弾性層を備えてもよい。キャリッジ５５の記録ヘッド５５１はインクジェット記録装置を有し、これによって描画ドラム５６の表面層に画像を形成する。このとき、描画ドラム５６の表面層に画像を形成する際は転写ドラム５２は描画ドラム５６と接触しないように退避させておく。描画ドラム５６に画像を形成した後、転写ドラム５２を描画ドラム５６に近づけて所定圧力で接触する。そして、被記録材５０をカセット５１から取り出し、描画ドラム５６と転写ドラム５２との間に挟持させることにより、被記録材５０を描画ドラム５６に接触させて転写が行われる（図５はこの状態を示している。）。描画ドラム５６の表面に画像を形成する際に、描画ドラム５６の表面温度が３０℃〜４０℃の範囲で加熱されているため、描画ドラム５６と被記録材５０とを接触させた場合、熱が印加された状態で描画ドラム５６の表面の画像が被記録材５０に転写され、また、描画ドラム５６と被記録材５０との接触圧力と相まって被記録材５０に転写された画像は確実に保持される。
さらに、後述する本発明による定着工程で、被記録材５０に転写された画像を定着することにより、被記録材５０の画像の保持力はより一層高まる。
転写が終了すると加熱定着部１１で、ヒートローラ２１による定着が行われるが、これに先立って本発明によりヒートローラの予備接触が行われる。転写が終了すると、ヒートローラが記録材または描画ドラムに接触した状態で１回転する。通常このときの描画ドラムの回転速度は、定着時の速度よりも速く、予備接触では、十分に昇温せず、定着は生じない。その後、定着動作に入り、定着が行われる。その後、描画ドラム上の被記録材は、図示しない分離爪により、転写ドラム５２から離され、搬送ローラ５７によって排出側に排出される。
また、被記録材５０の供給はカセット以外でもよく、例えばロールで供給しても良い。
記録部から排出されてきた被記録材は、加熱定着部で定着される。ヒートローラ（日立金属（株）製）の定着による加熱により画像を強固にする。定着条件はヒートローラ温度１５０°Ｃ、記録材の搬送速度１０ｍｍ／ｓｅｃ、ヒートローラの被記録材への印加圧力（ニップ圧）０．６ＭＰａである。
【００２２】
以下、表２に基づいて、被記録材端部からヒートローラの予備接触と被記録材の表面温度と画像再現性を検証する。
【００２３】
【表２】
0004226807.tif 000003
被記録材上温度が幅方向中央部でおよそ８１°Ｃになるように、ヒートローラの出力調整を行った。尚、ヒートローラの接触回数は３回転以上とした。
実施例３において、予備接触時間をそれぞれ２秒にして、かつ上記ヒートローラの空回転を行わせた。
比較例５においては、実施例３における予備接触時間を１秒少なくして１秒とした以外は実施例３と同じである。
比較例６においては、実施例３における予備加熱時間を１秒少なくして１秒とし、ヒートローラの空回転を行わなかった。
比較例７においては、ヒートローラの空回転を行わなかった以外は実施例３と同じである。
その結果、被記録材上温度が幅方向中央部でおよそ８１°Ｃになるように制御した場合の被記録材中の実際の最低温度は、実施例３では７８°Ｃ、比較例５では６４°Ｃ、比較例６では５８°Ｃ、比較例７では６８°Ｃとなった。
また、定着後の画像再現性は、実施例３では良好、比較例５では不良、比較例６では可、比較例７では可となった。
被記録材上温度が幅方向中央部でおよそ８１°Ｃになるように、ヒートローラの出力調整を行ったところ、予備接触時間が２秒以上であれば、定着後の画像再現性は良好であるが、２秒に満たない場合、定着後の画像再現性は劣化する。更に、ヒートローラの予備接触を省いた場合、先端部以降の温度が低下し、定着性が乏しくなる、ことが分かった。
このように、ヒートローラについて適切な時間予備接触させることで、定着温度を長さ方向（定着方向）で均一化することができる。
更に、ヒートローラについては、定着・予備接触を除く非接触状態での空回転によって、定着温度を均一化することができ、最低温度を７０°Ｃ以上にすることができる。この時、定着画像の再現性は良好で、得られた印刷物は光沢があり、印刷後に定着不足のため文字が欠けたりすることはなかった。一方、ヒートローラの予備接触、空回転が不十分であれば、定着画像に文字や網点の欠けがみられる他、光沢がなく、画像再現性に劣った。
【００２４】
３）実施例３
次に、ピエゾ式インクジェット装置（Ｅｐｓｏｎ社製カラリオＰＭ７５０Ｃ）、Ｘａａｒ社製油インクを用い、版材に、描画をおこなった。尚、版材には以下に示す親水性の画像受理層を設けた紙版材を用いた。
【００２５】
紙版材には上質紙（１００ｇ／ｍ2 ）の両面にポリビニルアルコール、ＳＢＲラッテクス、カオリン、メラミン樹脂主成分とする耐水性層を設けた。更に、この支持体上に以下のように作成した分散液を乾燥後塗布量として５ｇ／ｍ2 となるように画像受理層を設けて紙版材とした。
【００２６】
・分散液Ａ
ゼラチン（和光純薬一級品）                                ２ｇ
コロイダルシリカ（日産化学製：スノーテックスＣ、２０％水溶液）１３ｇ
シリカゲル（富士シリシア化学製：サイリシア＃３１０）      ５ｇ
硬膜剤                                                    ０．３ｇ
蒸留水                                                    ６７ｇ
作成方法    ガラスビーズを添加しペイントシェーカーで１０分間分散
【００２７】
図６は上述したピエゾ式インクジェット装置ヘッドと定着部を片面単色印刷機に搭載した図の断面図である。図６において、６０が機上描画片面単色印刷機で、この機上描画片面単色印刷機６０は、版胴６１、ブランケット胴６２及び圧胴６３を一つずつ有し、平版印刷を行う際には版胴６１に対して転写用のブランケット胴６２が圧接するように配置され、ブランケット胴６２にはこれに転写された印刷インク画像を被記録材Ｐに転移させるための圧胴６３が圧接するように配置されている。
吐出ヘッド６４は画像データに対応して版胴６１上に装着された版材６９上に専用油性インク６５を吐出し画線部を形成する。
機上描画片面単色印刷機６０には、さらに、版材６９上の親水部（非画像部）に湿し水を供給する湿し水供給装置６６、印刷インク供給装置６７、及び版材６９上に描画された油性インク画像を強固にするための定着装置１１を備えている。  そこで、まず、版胴６１に版材６９を装着し、版胴６１の回転により主走査を行ない、版胴６１一回転毎に吐出ヘッド６４を版胴の軸方向に移動して油性インクを版胴６１に装着した版材６９に吐出ヘッド６４から吐出する。これにより、版材６９には印刷原稿の濃淡に応じた網点画像が油性インクで描画される。この動作は、版材６９上に印刷原稿一色分の油性インク画像が形成され刷版ができあがるまで続く。形成された油性インク画像は、本発明による定着装置１１で加熱等により強化される。刷版形成後の印刷工程は公知の平版印刷方法と同様で、油性インク画像が描画された版材６９に、印刷インク及び湿し水を与え印刷画像を形成し、この印刷インク画像を版胴６１と共に回転しているブランケット胴６２上に転写し、次いでブランケット胴６２と圧胴６３との間を通過する被記録材５０上にブランケット胴６２上の印刷インク画像を転移させることで一色分の印刷が行われる。印刷終了後の版材６９は版胴６１から取り除かれ、ブランケット胴６２上のブランケットはブランケット洗浄装置６８により洗浄され、次の印刷可能な状態となる。
このような機上描画片面単色印刷機６０のギャップを１．５ｍｍに調整し、画像データを演算制御部に伝送し、３２チャンネルを使用して、版胴６１を回転させ、吐出ヘッド６４を移動し、版胴６１上に装填された紙版６９にインクを吐出描画させた。（描画解像力７２０ｄｐｉ）
【００２８】
さらに、本発明によりヒートローラ（日立金属（株）製）定着２１による加熱により画像を強固にし、刷版を作成した。定着条件はヒートローラ温度１４０°Ｃ、記録材の搬送速度９ｍｍ／ｓｅｃ、ヒートローラの被記録材への印加圧力（ニップ圧）０．５５ＭＰａである。
そして、インクジェットヘッドを保護のため、インクジェット記録装置を副走査手段と共に、版胴の近接エリアから７０ｍｍ退け、その後、印刷インキおよび湿し水を与え、印刷インキ画像を版胴と共に回転しているブランケット胴上に転写し、ブランケット胴６２と圧胴６３との間を通過する印刷用コート１０紙上にブランケット胴６２上の印刷インキ画像を転移させ、印刷を行った。
【００２９】
以下、表３に基づいて、被記録材端部からヒートローラの予備接触と被記録材の表面温度と画像再現性を検証する。ヒートローラの予備接触時間、非接触時の空回転の有無の影響をみた。版面温度が幅方向中央部でおよそ７２°Ｃになるように通過させた。
【００３０】
【表３】
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被記録材上温度が幅方向中央部でおよそ７２°Ｃになるように、ヒートローラの出力調整を行った。尚、ヒートローラの接触回数は３回転以上とした。
実施例４において、予備接触時間をそれぞれ２秒にして、かつ上記ヒートローラの空回転を行わせた。
比較例８においては、実施例４における予備接触時間を１秒少なくして１秒とした以外は実施例４と同じである。
比較例９においては、ヒートローラの空回転を行わなかった以外は実施例４と同じである。
比較例１０においては、実施例４における予備接触時間を１秒少なくして１秒とし、かつヒートローラの空回転を行わなかった。
その結果、版面温度が幅方向中央部でおよそ７２°Ｃになるように制御した場合の被記録材中の実際の最低温度は、実施例４では７０°Ｃ、比較例８では５９°Ｃ、比較例９では６２°Ｃ、比較例１０では５５°Ｃとなった。
また、定着後の画像再現性は、実施例４では良好、比較例８と９ではともに可、比較例１０では不可となった。
以上、版面温度が幅方向中央部でおよそ７２°Ｃになるように通過させた結果、予備接触時間が２秒以上であれば、定着後の画像再現性は良好であるが、２秒に満たない場合、定着後の画像再現性は劣化する。
更に、ヒートローラの予備接触を省いた場合、先端部以降の温度が低下し、定着性が乏しくなることが分かった。
【００３１】
このように、ヒートローラについて適切な時間予備接触させることで、定着温度を長さ方向（定着方向）で均一化することができる。更にヒートローラについては、定着・予備接触を除く非接触状態での空回転によって、定着温度を均一化することができ、最低温度を６５°Ｃ以上にすることができる。この時、刷版上の定着画像の再現性は良好で、この刷版を用いて得られた印刷物は、通し枚数一万枚後でも、定着不足のため文字が欠けたり、ハイライトがとんだりすることはなかった。
一方、予備接触、空回転が不十分であれば、印刷物上において、文字の欠け、ハイライトのトビ等の画像欠陥が見られた。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、ヒートローラを予備接触用部材に接触させた後に定着を行うようにすることにより、予備接触によりヒートローラ表面温度が下がるので、ヒートローラ付属の温度制御機構が働いてヒートローラの発熱体の出力を大きくしローラの表面温度を上げて常に一定に保つようになり、それが転写ローラ８の２周目以降に効いてくるため、２周目以降に安定な定着が行えるようになる。
このようにして、従来方法が有していた被記録材先端部から中央部での温度低下や定着不良を無くすることが、複雑高価な温度制御によらずにシンプルかつ安価な方法で行えることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した電子写真複写機の図である。
【図２】予備接触の具体的方法を２通り示す図である。
【図３】被記録材についての先端距離対表面温度を示すグラフである。
【図４】本発明を実施したインクジェット記録装置を有する画像記録装置の断面図である。
【図５】本発明を実施した転写ドラム型の画像記録装置の断面図である。
【図６】本発明を実施した片面単色印刷機の断面図である。
【符号の説明】
１  電子写真複写機の画像形成装置
２  画像形成装置本体
３  走査装置
４  プラテン
５  感光体ドラム
６  帯電コロトロン
７  現像装置
８  転写ローラ
９  クリーニング装置
１１  定着装置
１２  用紙搬送路
１３  整合装置
１４  排出トレイ
１５  給紙部
１６  搬送ローラ装置
１７  分離爪
２１  ヒートローラ
２３  接触部材
４０  被記録材
４１  カセット
４３  搬送ローラ対
４５１  記録ヘッド
４５  キャリッジ
４６  描画ドラム
４４  粘着ローラ
４７  搬送ローラ
４８  排出トレイ
５０  被記録材
５５  キャリッジ
５５１  記録ヘッド
５６  描画ドラム
５７  搬送ローラ
６０  機上描画片面単色印刷機
６１  版胴
６２  ブランケット胴
６３  圧胴
６４  吐出ヘッド
６５  専用油性インク
６６  湿し水供給装置
６７  印刷インク供給装置
６８  ブランケット洗浄装置
６９  版材
【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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【図６】
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