(57)【要約】【課題】コストの抑制と省電力化との両立が図られた画像形成装置を提供する。【解決手段】表面に像保持体が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、トナーにより前記像保持体の表面にトナー像を形成し、該像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に直接または間接に転写する像形成部と、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱して記録媒体上に定着させる定着部と、記録媒体を像形成部から定着部へと搬送する、定着部に至る搬送経路の途中で、定着部からの放射熱により記録媒体の予備加熱を行う搬送部とを備えた。【選択図】        図２
2009042536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に像が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、
トナーにより前記像保持体の表面にトナー像を形成し、該像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に直接または間接に転写する像形成部と、
前記記録媒体上に転写されたトナー像を加熱して該記録媒体上に定着させる定着部と、
前記記録媒体を前記像形成部から前記定着部へと搬送する、該定着部に至る搬送経路の途中で、該定着部からの放射熱により前記記録媒体の予備加熱を行う搬送部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部が、１対の回転ロールを有すると共に該１対の回転ロールのうちの少なくともいずれか一方の回転ロールの内部に発熱部材が備えられ、該１対の回転ロールが相互に接触する接触領域が形成されたものであり、
前記搬送部は、前記記録媒体に、前記発熱部材が備えられた回転ロールからの距離を、７ｍｍ以上３０ｍｍ以下の所定距離に保たせることにより前記予備加熱を行う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】
前記定着器に送り込まれてくる記録媒体の温度を検知する媒体温度検知部と、
前記媒体温度検知部によって検知された温度が、予め設定された所定温度以上である場合には、該温度が前記所定温度未満である場合と比べ前記定着部からの発熱量を減少させる発熱量制御部とを有することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発熱量制御部は、前記媒体温度検知部で検知された温度が前記所定温度よりも大きいほど前記発熱量をより減少させ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像を保持する像保持体表面にトナー像を形成し、このトナー像を最終的に記録媒体上に転写し、トナー像が転写された記録媒体を加熱および加圧することで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。
【背景技術】
【０００２】
従来より、表面に像が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、トナーによりこの像保持体の表面にトナー像を形成し、この像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に直接または間接に転写する像形成部と、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱してこの記録媒体上に定着させる定着器とを備えた画像形成装置が知られている。
【０００３】
定着器については、近年益々、省電力化が要求されており、これについては様々な提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献１の提案は、定着器から発生する熱をヒートパイプで吸熱し、定着器に送り込まれてくる記録媒体に予め与えておくことで定着器の設定温度の低減を図り、省電力化を実現するものである。
【０００５】
また、特許文献２の提案は、定着器から発生する熱をファンで記録媒体に当てることで定着器の設定温度の低減を図り、省電力化を実現するものである。
【特許文献１】特開平０９−０５０２０１号公報
【特許文献２】特開平０９−２５８８４４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、上記提案では、定着器から発生する熱を記録媒体に与えるための部材が必要でありコストが増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、コストの抑制と省電力化との両立が図られた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】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
表面に像が形成され、その形成された像を保持する像保持体と、
トナーにより上記像保持体の表面にトナー像を形成し、この像保持体に保持されたトナー像を記録媒体上に直接または間接に転写する像形成部と、
上記記録媒体上に転写されたトナー像を加熱してこの記録媒体上に定着させる定着部と、
上記記録媒体を上記像形成部から上記定着部へと搬送する、この定着部に至る搬送経路の途中で、この定着部からの放射熱により上記記録媒体の予備加熱を行う搬送部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像形成装置では、記録媒体が、像形成部から定着部へと至る搬送経路の途中で定着部からの放射熱により予備加熱される。つまり、本発明の画像形成装置では、定着部から発生する熱を記録媒体に与えるための部材をわざわざ備えなくても、像形成部から定着部へと至る搬送経路上を搬送される記録媒体が、その搬送経路の途中において定着部からの放射熱により予備加熱されるように搬送経路が設けられている。したがって、本発明の画像形成装置によれば、コストの抑制と省電力化との両立を図ることができる。
【００１０】
ここで、上記定着部が、１対の回転ロールを有すると共にこの１対の回転ロールのうちの少なくともいずれか一方の回転ロールの内部に発熱部材が備えられ、この１対の回転ロールが相互に接触する接触領域が形成されたものであり、
上記搬送部は、上記記録媒体に、上記発熱部材が備えられた回転ロールからの距離を、７ｍｍ以上３０ｍｍ以下の所定距離に保たせることにより上記予備加熱を行うものであることが好ましい。
【００１１】
この様に、記録媒体が、発熱部材が備えられた回転ロールからの距離が７ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内を通過する際に定着部からの放射熱を浴びる様にすると、省電力化と画質低下の抑制との両立を図ることができる。尚、‘７ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内を通過する’という文言には、記録媒体が一時的にこの範囲内を通過するという概念も含まれる。
【００１２】
また、上記定着器に送り込まれてくる記録媒体の温度を検知する媒体温度検知部と、
上記媒体温度検知部によって検知された温度が、予め設定された所定温度以上である場合には、この温度が上記所定温度未満である場合と比べ上記定着部からの発熱量を減少させる発熱量制御部とを有することも好ましい。
【００１３】
この様に、記録媒体の温度が所定温度以上の場合に定着部の発熱量を制御すると、省電力化をより一層図ることができる。
【００１４】
さらには、上記発熱量制御部は、上記媒体温度検知部で検知された温度が上記所定温度よりも大きいほど上記発熱量をより減少させるものであることが好ましい。
【００１５】
この様に、記録媒体の温度が所定温度よりも大きいほど上記発熱量をより減少させるものであると、省電力化をより一層図りながら画質も向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置によれば、コストの抑制と省電力化との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１９】
図１に示すプリンタ１は、帯電器１１０により所定の電荷が付与された、矢印Ａ方向に回転する像保持体１００の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいて露光器１２０で生成した露光光を照射することで形成した静電潜像を、矢印Ｃ方向に回転する現像ロール１３１を有する現像器１３０に収容されたトナーで現像し、この現像により得られたトナー像を記録用紙が収容された用紙カセット１６０から用紙搬送装置１７０により引き出され矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写器１４０によって転写し、定着器１０において定着することにより記録用紙上に画像を形成するモノクロ画像専用機である。尚、用紙搬送装置１７０は、用紙カセット１６０から記録用紙を引き出すピックアップロール１７１と、ピックアップロール１７１により用紙カセット１６０から引き出された記録用紙を搬送する搬送ロール１７２と、矢印Ｂの方向に搬送されてきた、トナー像が表面に転写された記録用紙を接触領域１０ａに送り込むガイド１７３とを備えている。
【００２０】
図２は、定着器の周囲の拡大図である。
【００２１】
図２に示す定着器１０は、発熱装置１１１を内蔵する加熱ロール１１と、この加熱ロール１１との間に接触領域１０ａを形成する加圧ロール１２と、ガイド１７３を通過する記録媒体の温度を検知する温度検知センサ１３と、温度検知センサ１３での検知結果に応じて発熱装置１１１の発熱量を制御する制御部１４とを備えている。
【００２２】
また、図２には、この加熱ロール１１から２０ｍｍ離れた位置を通過する、トナー像２０１が転写された記録用紙２００が、加熱ロール１１から放出される放射熱に晒されている様子が示されている。
【００２３】
本実施形態のプリンタ１では、定着器１０に送り込まれる前の、トナー像２０１が転写された記録用紙２００が、加熱ロール１１から２０ｍｍの位置を通過することで、加熱ロール１１から発生する放射熱によって記録用紙２００が予備加熱され、ガイド１７３に沿って加熱ロール１１から多少遠ざかった後に加熱ロール１１と加圧ロール１２との間に送り込まれる。
【００２４】
予備加熱された記録用紙２００は、ガイド１７３を通過する際に、ガイド１７３に取り付けられている温度検知センサ１３によって温度が検知され、制御部１４は、温度検知センサ１３による検知温度が３０℃未満であれば、予め設定されているデフォルトの発熱量を確保して定着時の温度が適正温度を下回らないようにする。一方、制御部１４は、検知温度が３０℃を上回るほどデフォルトの発熱量に対する発熱量の減少量が大きくなるように発熱量を制御する。
【００２５】
尚、本実施形態では、トナー像２０１が転写された記録用紙２００が、加熱ロール１１から２０ｍｍの位置を通過することで、加熱ロール１１から発生する放射熱によって記録用紙２００が予備加熱されるとしているが、加熱ロール１１から７ｍｍ以上３０ｍｍ以内の位置を通過させことで、省電力化と画質低下の抑制との両立を図ることができる。
【００２６】
なお、一般的には放射熱は空気を媒体として伝わるものであり、その熱量は距離が離れるにしたがって減少する。より具体的には熱量は熱伝導率と温度勾配の積に比例する。熱源からの放射熱は、熱源の温度、空気の温度と比熱等により影響は受けるものの、おおむね該加熱ロール１１から７ｍｍ以上３０ｍｍ以内であれば該記録用紙の予備加熱には効果があるものである。7ｍｍ未満であっても、予備加熱としての効果はあるものの、該記録用紙の紙しわや紙づまりを生じる場合がある。
【００２７】
以下、実施例について説明する。
【００２８】
以下に示す、比較例、および、実施例１から実施例６は、富士ゼロックス社製のプリンタを、加熱ロールの発熱量制御のオンオフと、トナー像が転写された記録媒体を搬送する搬送経路の設定変更とが自在となるように改造した改造機を利用して、それぞれ条件を異ならせて、画質の低い方のグレード１から高い方のグレード５までのうちのグレード４の画質を得ることを目標とした場合に必要な、定着部の加熱ロールからの‘発熱量’、そのとき得られた画像の‘画質’、および、これらの結果について‘判定’したものである。尚、‘発熱量’は、温度が１５℃の記録用紙と、温度が４０℃の記録用紙とのそれぞれに対して画像形成を行った場合の加熱ロールからの発熱量の平均である。
【００２９】
比較例は、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置をオフにし、搬送経路上を搬送される記録用紙に対して加熱ロールからの放射熱が及ばないようにした場合であり、‘判定’については、実施例１から実施例６までの基準となっている。
【００３０】
実施例１は、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置をオフにし、トナー像が転写された記録用紙が、加熱ロールから７ｍｍ離れた位置を通過するように搬送経路を設定した場合である。
【００３１】
実施例２は、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置をオンにし、トナー像が転写された記録用紙が、加熱ロールから７ｍｍ離れた位置を通過するように搬送経路を設定した場合であり、記録用紙の検知温度が３０℃以上であれば、加熱ロールからの発熱量を一律に１０％ダウンする場合である。
【００３２】
実施例３は、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置をオンにし、トナー像が転写された記録用紙が、加熱ロールから７ｍｍ離れた位置を通過するように搬送経路を設定した場合であり、記録用紙の検知温度が３０℃よりも大きいほど加熱ロールからの発熱量をより減少させる場合である。
【００３３】
実施例４は、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置をオフにし、トナー像が転写された記録用紙が、加熱ロールから３０ｍｍ離れた位置を通過するように搬送経路を設定した場合である。
【００３４】
実施例５は、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置をオフにし、トナー像が転写された記録用紙が、加熱ロールから５ｍｍ離れた位置を通過するように搬送経路を設定した場合である。
【００３５】
実施例６は、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置をオフにし、トナー像が転写された記録用紙が、加熱ロールから４０ｍｍ離れた位置を通過するように搬送経路を設定した場合である。
【００３６】
実施例１から実施例６についての‘発熱量’は、比較例における平均発熱量を１００とした場合の平均発熱量であり、‘画質’については、‘グレード４’を目標とはしているものの、例えば、加熱ロールからの発熱量を制御する制御装置がオフされている場合には、加熱ロールの発熱量は、トナー溶融不足を少なくとも避けるために温度が１５℃の記録用紙においてグレード４の画質を得ることを目標として設定・保持される。このため、記録用紙の温度が４０℃の場合には、過加熱により画質のグレードが下がることとなる。‘画質’の評価については、非常に良好である場合を‘グレード５’、良好である場合を‘グレード４’、ほぼ良好である場合を‘グレード３’、画質がやや不良を‘グレード２’、画質が不良を‘グレード１’としている。
【００３７】
また、‘判定’は、比較例における‘発熱量’および‘画質’のそれぞれの結果に対する改善を総合的に評価したものであり、改善が特に顕著な場合を‘◎’、改善が顕著である場合を‘○＋’、改善が見られる場合を‘○−’、改善が多少だが見られる場合を‘△’としている。
【００３８】
【表１】
2009042536.tif 000003
【００３９】
比較例では、前述した様に、記録用紙が低温で有る場合に備えて加熱ロールの発熱量が設定されるため、記録用紙の温度が高い場合には過加熱のために画質が低下し、‘画質’の評価が、目標の‘グレード４’から‘グレード２’にまで低下してしまっている。
【００４０】
実施例１では、発熱量は、放射熱による予備加熱により‘７５’でと改善しているものの、記録用紙が低温で有る場合に合わせて加熱ロールの発熱量が設定されているため、記録用紙の温度が高い場合には過加熱のために画質が低下し、‘画質’が目標の‘グレード４’から‘グレード３’に低下しているが、‘判定’は‘○−’になっている。
【００４１】
実施例２では、記録用紙の温度が３０℃以上である場合の発熱量が、３０℃未満である場合に比べてダウンするように制御されている。このため、トナー像が転写された記録用紙が、加熱ロールから７ｍｍ離れた位置を通過するように搬送経路が設定されている点は実施例１と同じではあるものの、‘発熱量’は‘６５’に改善されるとともに、‘画質’も目標通りの‘グレード４’となっており、‘判定’は、‘○＋’となっている。
【００４２】
実施例３では、記録用紙の温度が３０℃未満の場合の発熱量は一定であるものの、３０℃以上では、３０℃よりも大きいほど発熱量を減少させるように制御したことで、実施例２よりも‘発熱量’がさらに改善されて‘６０’となると共に、‘画質’についても、きめ細かな発熱量の調整により画質が目標の‘グレード４’を超えて‘グレード５’となり、判定は、‘◎’となっている。
【００４３】
実施例４では、発熱量の制御がオフされており、記録用紙が低温である場合に備えて加熱ロールの発熱量が設定されているが、加熱ロールと記録用紙との間の距離は３０ｍｍと、実施例１の場合の７ｍｍよりも開いているため、‘発熱量’は実施例１の場合よりも増えて‘８０’となっており、‘画質’は‘グレード４’であるものの、‘判定’は、実施例１と同じ‘○−’となっている。
【００４４】
実施例５では、発熱量の制御がオフされており、記録用紙が低温である場合に備えて加熱ロールの発熱量が設定されているが、加熱ロールと記録媒体との間の距離が５ｍｍと、実施例１の場合の７ｍｍよりも接近しているため、‘発熱量’は実施例１の場合よりも多少減って‘７０’であるものの、‘画質’は紙しわ等により‘グレード２’に下がり、‘判定’は‘△’となっている。
【００４５】
実施例６では、発熱量の制御がオフされており、記録用紙が低温である場合に備えて加熱ロールの発熱量が設定されているが、加熱ロールと記録媒体との間の距離は４０ｍｍと、実施例４の場合の３０ｍｍよりもさらに開いているため、‘発熱量’は実施例４の‘８０‘を超えて‘９０’、‘画質’は、‘グレード４’となり、判定は、‘△’となっている。
【００４６】
実施例１、実施例４、実施例５、実施例６、および比較例からは、搬送経路上を搬送される記録用紙に加熱ロールからの放射熱が及ぶようにすることで、記録用紙に加熱ロールからの放射熱が及ばない場合と比べて画質を低下させることなく発熱量を削減できることが確認できた。また、その際に、記録用紙と加熱ロールの間隔を７ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲とすることで、発熱量のさらなる削減または画質のさらなる向上に効果があることが確認できた。
【００４７】
実施例１から実施例３までからは、加熱ロールの発熱量を記録媒体の温度に応じてきめ細かく制御する程、発熱量のさらなる削減と画質のさらなる向上との双方に効果があることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】定着器の周囲の拡大図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  プリンタ
１０  定着器
１０ａ  接触領域
１１  加熱ロール
１１１  発熱装置
１２  加圧ロール
１３  ガイド
１４  温度検知センサ
１５  制御部
１００  像保持体
１１０  帯電器
１２０  露光器
１３０  現像器
【図１】
2009042536.tif 000004
【図２】
2009042536.tif 000005