JPH1152781A

JPH1152781A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1152781A
Application number: JP9211931A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Kunio Shigeta; 邦男重田; Yotaro Sato; 洋太郎佐藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】両面にトナー像を保持した転写材を一括定着
する画像形成装置で、転写材が厚紙であったり、大サイ
ズの転写材であったりしても、プロセススピードを変え
ることなく、連続コピーを可能とする。【解決手段】感光体ドラムと、この感光体ドラム上に
トナー像を形成する手段と、前記感光体ドラム上のトナ
ー像をトナー像受像体又は記録紙Ｐの表面に転写する第
１転写器と、トナー像受像体上に転写されたトナー像を
記録紙Ｐの裏面に再転写する第２転写器と、記録紙Ｐ上
に転写されたトナー像を定着する定着装置３０とを有す
る画像形成装置において、定着装置３０は、それぞれに
ヒータに設けた記録紙Ｐの表面に対向する第１定着ロー
ラ３１０はハードローラ、裏面に対向する第２定着ロー
ラ３２０はソフトローラとし、定着ローラの温度に応じ
て画像を形成する間隔を変更する制御手段を設け、画像
間隔調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
って画像形成を行う画像形成装置に係わり、特に転写材
の両面にトナー像を形成して、これを一括して加熱定着
して両面画像形成を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、転写材の両面にトナー像を形成す
る両面コピーにおいては、像形成体上に形成された一方
の面の画像を転写材上に転写、定着し、これを一旦両面
反転給紙装置に収納し、再び像形成体上に形成された画
像とタイミングを合わせて両面反転給紙装置より転写材
を給送し、転写材上に他方の面の画像を転写、定着する
方法がとられている。

【０００３】この両面コピー装置は、上記の如く、両面
反転給紙装置への給送や定着装置を２度通す等の転写材
の搬送が行われるので、転写材の搬送距離が長くなるた
めコピーに多くの処理時間がかかり、また１度定着装置
を通してカールしやすくなった転写材を再び給送するた
め転写材搬送の信頼性が低く、ジャム等を引き起こす原
因となっていた。

【０００４】これに対し、特公昭４９−３７５３８号公
報、特公昭５４−２８７４０号公報、特開平１−４４４
５７号公報、特開平４−２１４５７６号公報等により転
写材の両面にトナー像を形成後、１回で定着を行うもの
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、両面にトナー
像を有した転写材を一括して定着を行うことは容易では
ない。両面にトナー像を有した転写材を一括して定着を
行うには転写材の両面に加熱手段を有することが必要
で、該加熱手段の両方に電力を供給するため、定着手段
での消費電力は必然的に大となる。またこの方式では、
片面連続コピー時と両面連続コピー時では転写材が定着
装置に搬送される間隔が異なるため、従来方式の定着装
置では定着不良、又は電力の無駄を生じてしまう。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決し、転写材の
処理枚数をなるべく低下させることなしに、両面にトナ
ー像を保持した転写材を一括定着しても、少ない消費電
力で良好な定着が行われ、また片面にトナー像を保持し
た転写材に対しても同様に少ない消費電力で良好な定着
の行われる画像形成装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体
と、該像形成体上にトナー像を形成する手段と、中間転
写体と、前記像形成体上のトナー像を前記中間転写体又
は転写材の表面に転写する第１転写手段と、前記中間転
写体上に転写されたトナー像を前記転写材の裏面に再転
写する第２転写手段と、前記転写材上に転写されたトナ
ー像を定着する定着手段とを有する画像形成装置におい
て、前記定着手段の温度に応じて画像を形成する間隔を
変更する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装
置（請求項１に係わる発明）及び、像形成体と、該像形
成体上にトナー像を形成する手段と、中間転写体と、前
記像形成体上のトナー像を前記中間転写体又は転写材の
表面に転写する第１転写手段と、前記中間転写体上に転
写されたトナー像を前記転写材の裏面に再転写する第２
転写手段と、前記転写材上に転写されたトナー像を定着
する定着手段とを有する画像形成装置において、前記転
写材の材質に応じて画像を形成する間隔を変更する制御
手段を設けたことを特徴とする画像形成装置（請求項４
に係わる発明）及び、像形成体と、該像形成体上にトナ
ー像を形成する手段と、中間転写体と、前記像形成体上
のトナー像を前記中間転写体又は転写材の表面に転写す
る第１転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナ
ー像を前記転写材の裏面に再転写する第２転写手段と、
前記転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段
とを有する画像形成装置において、前記転写材のサイズ
に応じて画像を形成する間隔を変更する制御手段を設け
たことを特徴とする画像形成装置（請求項７に係わる発
明）により達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】各発明の説明に先だって各発明が
適用される両面にトナー像を形成し一括して定着を行う
ようにした画像形成装置に共通する一実施の形態につい
て説明する。なお、本発明は以下に述べる実施の形態に
限定されるものではない。また本欄の記載は請求項の技
術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、
以下の実施形態の説明において、カラートナー像の転写
材への転写の際に、転写域において像形成体に対向する
側の転写材の面に転写する画像を表面画像、転写材の他
方の側の面に転写する画像を裏面画像という。以下説明
する実施の形態は何れもカラー画像を形成する画像形成
装置の実施例であるが、本発明はモノクロ用の画像形成
装置についても適用される。

【０００９】本発明の画像形成装置の実施形態の画像形
成プロセス及び各機構について、図１〜図３を用いて説
明する。図１は本発明の一実施形態を示すカラー画像形
成装置の断面構成図であり、図２は図１の像形成体の側
断面図であり、図３は実施形態に係わる両面のトナー像
形成状態を示す図である。

【００１０】像形成体である感光体ドラム１０は、例え
ば、光学ガラスや透明アクリル樹脂の透明部材によって
形成される円筒状の基体を内側に設け、透明の導電層、
ａ−Ｓｉ層或いは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を該
基体の外周に形成したものであり、図１の矢印で示す時
計方向に回転される。

【００１１】感光体ドラム１０は、図２に示す如く、そ
れを係合固定する両面端のフランジ部材１０ａ及び１０
ｂが、装置本体に架設固定されるドラム軸１１０に対し
両端のフランジ部材１０ａ及び１０ｂに嵌込まれたベア
リング１１０ａ，１１０ｂにより軸受けされて回転自在
に支持され、フランジ部材１０ｂの一体とする歯車Ｇが
装置本体側の駆動歯車と噛合して駆動されることにより
所定の方向に定速で回転される。

【００１２】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
はイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び
黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、像形
成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して直交す
る方向に感光体ドラム１０と対峙して取り付けられ、感
光体ドラム１０の前述した感光層に対し所定の電位に保
持された制御グリッドと、例えば鋸歯状電極からなる放
電電極１１ａとを有し、トナーと同極性のコロナ放電と
によって帯電作用（本実施形態においてはマイナス帯
電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与え
る。放電電極１１ａとしては、その他ワイヤ電極を用い
ることも可能である。

【００１３】各色毎の像露光手段としての露光ユニット
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器１１の放電電極１１ａと現像器１３の現像位
置との間で、現像スリーブ１３１に対して感光体ドラム
の回転方向上流側に設けた状態で配置される。

【００１４】露光ユニット１２は、感光体ドラム１０の
軸と平行に主走査方向に配列された発光素子としてのＬ
ＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並べた線状
の発光素子１２ａと、等倍結像素子としてのセルフォッ
クレンズ１２ｂとが取り付けられる不図示のホルダとか
ら構成される。保持部材２０に、各色毎の露光ユニット
１２、一様露光器１２ｃ及び転写同時露光器１２ｄが取
付けられて感光体ドラム１０の基体内部に収容される。
別体の画像読み取り装置によって読み取られ、メモリに
記憶された各色の画像データがメモリより順次読み出さ
れて各色毎の露光ユニット１２にそれぞれ電気信号とし
て入力される。

【００１５】発光素子としては、その他ＦＬ（蛍光体発
光），ＥＬ（エレクトロルミネッセンス），ＰＬ（プラ
ズマ放電）等の複数の発光素子をアレイ状に並べたもの
が用いられる。この実施形態で使用される発光素子の発
光波長は、通常Ｙ，Ｍ，Ｃのトナーに対して透過性の高
い６８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、感
光体ドラム１０の内側（裏面）から像露光を行うことか
らカラートナーに透明性を十分に有しないこれより短い
波長でもよい。

【００１６】画像形成される色順序に従って回転される
感光体ドラムの周面に沿って設けられる現像器１３は、
本実施形態においては、図１の矢印にて示す感光体ドラ
ム１０の回転方向に対してＹ，Ｍの現像器１３が感光体
ドラム１０の左側に、また、Ｃ，Ｋの現像器１３が感光
体ドラム１０の右側に配置され、Ｙ，Ｍの現像器１３の
現像ケーシング１３８の下方にＹ，Ｍのスコロトロン帯
電器１１が、また、Ｃ，Ｋの現像器１３の現像ケーシン
グ１３８の上方にＣ，Ｋのスコロトロン帯電器１１が配
置される。

【００１７】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒
色（Ｋ）の１成分或いは２成分の現像剤をそれぞれ収容
し、それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し所定の間隙
を保って、現像位置において感光体ドラム１０の回転方
向と順方向に回転する例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径
１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレス或いはア
ルミ材で形成された現像スリーブ１３１を備えている。

【００１８】現像スリーブ１３１が不図示の突き当てコ
ロにより感光体ドラム１０と所定の値の間隙、例えば１
００〜１０００μｍの現像間隔をあけて非接触に保た
れ、各色毎の現像器１３による現像作用に際しては、現
像スリーブ１３１に対し直流電圧或いは更に交流電圧を
加えた現像バイアス電圧が印加され、現像器の収容する
一成分或いは二成分現像剤によるジャンピング現像が行
われて、透明な導電層を接地する負荷電の感光体ドラム
１０に対してトナーと同極性（本実施形態においてはマ
イナス極性）の直流バイアスを印加して、露光部にトナ
ーを付着させる非接触の反転現像が行われる。この時の
現像間隔精度は画像ムラを防ぐために２０μｍ程度以下
が必要である。

【００１９】上記の各色毎の現像器１３は、前述したス
コロトロン帯電器１１による帯電と露光ユニット１２と
による像露光によって形成される感光体ドラム１０上の
静電潜像を前記現像バイアス電圧の電圧印加による非接
触現像法により非接触の状態で帯電極性と同極性のトナ
ー（本実施形態においては感光体ドラムは負帯電であ
り、マイナス極性のトナー）により反転現像する。

【００２０】本装置とは別体の画像読み取り装置におい
て、撮像素子により読み取られた原稿画像の画像デー
タ、或いはコンピュータで編集された画像の画像データ
は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）及
びＫ（黒色）の各色別の画像信号として一旦メモリに記
憶・格納される。

【００２１】画像記録のスタートにより不図示の感光体
駆動モータの始動により不図示の駆動用の歯車を通して
感光体ドラム１０の奥側フランジ１０ｂに設けられた歯
車Ｇが回動され、感光体ドラム１０を図１の矢印で示す
時計方向へ回転し、同時に感光体ドラム１０の左方でイ
エロー（Ｙ）の現像器１３の現像ケーシング１３８の下
方に配置されたＹのスコロトロン帯電器１１の帯電作用
により感光体ドラム１０に電位の付与が開始される。

【００２２】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光ユニット１２において第１の色信号即ちＹ
の画像データに対応する電気信号による露光が開始され
感光体ドラム１０の回転走査によってその表面の感光層
に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成する。

【００２３】前記の潜像はＹの現像器１３により非接触
の状態で反転現像され感光体ドラム１０の回転に応じイ
エロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００２４】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、更に感光体ドラム１０の左
方、イエロー（Ｙ）の上部でマゼンタ（Ｍ）の現像器１
３の現像ケーシング１３８の下方に配置されたマゼンタ
（Ｍ）のスコロトロン帯電器１１の帯電作用により電位
が付与され、Ｍの露光ユニット１２の第２の色信号即ち
Ｍの画像データに対応する電気信号による露光が行わ
れ、Ｍの現像器１３による非接触の反転現像によって前
記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）の
トナー像が重ね合わせて形成される。

【００２５】同様のプロセスにより感光体ドラム１０の
右方でシアン（Ｃ）の現像器１３の現像ケーシング１３
８の上方に配置されたシアン（Ｃ）のスコロトロン帯電
器１１、Ｃの露光ユニット１２及びＣの現像器１３によ
って更に第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー
像が、また感光体ドラム１０の右方、Ｃの下部で黒色
（Ｋ）の現像器１３の現像ケーシング１３８の上方に配
置された黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、露光ユ
ニット１２及び現像器１３によって第４の色信号に対応
する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせて形成さ
れ、感光体ドラム１０の一回転以内にその周面上にカラ
ーのトナー像が形成される。

【００２６】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光ユニット１
２による感光体ドラム１０の有機感光層に対する露光は
ドラムの内部より前述した透明の基体を通して行われ
る。従って第２，第３及び第４の色信号に対応する画像
の露光は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く受
けることなく行われ、第１の色信号に対応する画像と同
等の静電潜像を形成することが可能となる。

【００２７】上記の画像形成プロセスによって像形成体
としての感光体ドラム１０上に裏面画像となる重ね合わ
せカラートナー像が形成され、この感光体ドラム１０上
の裏面画像の重ね合わせカラートナー像が転写域１４ｂ
において、トナーと反対極性（本実施形態においてはプ
ラス極性）の直流電圧が印加される第１転写器１４ｃに
より、駆動ローラ１４ｄ及び従動ローラ１４ｅ間に張架
され、感光体ドラム１０に近接或いは接触して設けられ
た中間転写体であるトナー像受像体１４ａ上に一括して
転写される。この際、良好な転写がなされるように、例
えば発光ダイオードを用いた転写同時露光器１２ｄによ
る一様露光が行われる。

【００２８】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは像形成体ＡＣ除電器１６により除電を受けた
後、クリーニング装置１９に至り、感光体ドラム１０に
当接したゴム材から成るクリーニングブレード１９ａに
よってクリーニングされ、更に、前プリントまでの感光
体の履歴をなくすために、例えば発光ダイオードを用い
た帯電前の一様露光器１２ｃによる露光によって感光体
周面の除電がなされ、前回プリント時の帯電が除去され
て引き続き次のカラー画像形成が行われる。

【００２９】トナー像受像体１４ａ上に形成されている
裏面画像と転写域１４ｂにおける同期がとられて、上記
のカラー画像形成プロセスと同様にして、重ね合わせカ
ラートナー像の表面画像が感光体ドラム１０上に形成さ
れる。このときにトナー像受像体１４ａ上に形成されて
いる表面画像及び感光体ドラム１０上に形成される表面
画像のトナー像の形成状態を図３に示す。なおこの時に
形成される表面画像は、感光体ドラム１０上では裏面画
像形成とは、互いに鏡像になる様に画像データを変更す
る必要がある。

【００３０】転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット１５より、送り出しローラ１５ａによ
り送り出され、給送ローラ１５ｂにより給送されてタイ
ミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００３１】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆
動によって、感光体ドラム１０上に担持された表面画像
のカラートナー像と、トナー像受像体１４ａに担持され
ている裏面画像のカラートナー像との同期がとられて転
写域１４ｂへ給送される。この際、記録紙Ｐは、転写材
帯電手段としての紙帯電器１４ｆによりトナーと同極性
に紙帯電され、トナー像受像体１４ａに吸着されて転写
域１４ｂへ給送される。トナーと同極性に紙帯電を行う
ことにより、トナー像受像体１４ａ上のトナー像や感光
体ドラム１０上のトナー像と引き合うことを防止して、
トナー像の乱れを防止している。また、転写材帯電手段
としては、トナー像受像体１４ａに当接及び当接解除可
能な導通ローラやブラシ帯電器等を用いることも可能で
ある。

【００３２】トナーと反対極性（本実施形態においては
プラス極性）の電圧が印加される第１の転写手段として
の第１転写器１４ｃにより感光体ドラム１０の周面上の
表面画像が一括して記録紙Ｐの上面側（表面側）に転写
される。この際、トナー像受像体１４ａの周面上の裏面
画像は記録紙Ｐに転写されないでトナー像受像体１４ａ
に存在する。次に、トナーと反対極性（本実施形態にお
いてはプラス極性）の電圧を印加した第２の転写手段と
しての裏面転写器１４ｇによりトナー像受像体１４ａの
周面上の裏面画像を一括して記録紙Ｐの下面側（裏面
側）に転写する。

【００３３】各色のトナー像は互いに重なり合うことか
ら、一括転写を可能とするにはトナー層の上層と下層の
トナーとが同様の帯電量で同一極性に帯電していること
が好ましい。このことから、トナー像受像体１４ａ上に
形成したカラートナー像をコロナ帯電により極性反転を
行ったり、感光体ドラム１０上に形成したカラートナー
像をコロナ帯電により極性反転を行う両面画像形成で
は、下層のトナーが同極性に十分帯電されないことか
ら、転写が不良となるので好ましくない。

【００３４】感光体ドラム１０上で反転現像を繰り返
し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナー像を極
性を変えずにトナー像受像体１４ａに一括転写し、次
に、極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、裏
面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。表
面画像形成に対しても、感光体ドラム１０上に反転現像
を繰り返し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナ
ー像を極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、
表面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。

【００３５】以上のことからカラー画像形成において
は、第１の転写手段と第２の転写手段を別々に設け、第
１の転写手段を動作させて転写材の表面にカラートナー
像を形成し、次に、第２の転写手段を動作させて転写材
の裏面にカラートナー像を形成する両面画像形成法が好
ましく採用される。

【００３６】トナー像受像体１４ａは厚さ０．５〜２．
０ｍｍの無端状のゴムベルトで、シリコンゴム或いはウ
レタンゴム等の１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍの抵抗値をもつ
半導電性基体と、ゴムの基体の外側にトナーフィルミン
グ防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティング
を行った２層構成とされる。この層も同様な半導電性が
好ましい。ゴムベルト基体の代わりに厚さ０．１〜０．
５ｍｍの半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリ
エチレン、ポリエチレンテレフタレート等を使用するこ
ともできる。

【００３７】両面にカラートナー像が形成された転写材
である記録紙Ｐが、転写材分離用としての紙分離ＡＣ除
電器１４ｈにより除電され、トナー像受像体１４ａから
分離され、後に説明する上下両方のローラの内部に加熱
手段（ヒータ）を有する２本の定着ローラで構成される
定着手段としての定着装置３０へと搬送される。記録紙
Ｐは上側の第１定着ローラ３１０と、下側の第２定着ロ
ーラ３２０との間で熱と圧力とを加えられることにより
記録紙Ｐ上の表裏の付着トナーが定着され、両面画像記
録がなされた記録紙Ｐは排紙ローラ１８により送られ
て、装置外部のトレイへ排出される。

【００３８】転写後のトナー像受像体１４ａの周面上に
残ったトナーは、トナー像受像体のクリーニング手段で
あるトナー像受像体クリーニング装置１４ｉに設けられ
トナー像受像体１４ａに当接及び当接解除可能なブレー
ドによりクリーニングされる。また、転写後の感光体ド
ラム１０の周面上に残ったトナーは像形成体ＡＣ除電器
１６により除電を受けた後、クリーニング装置１９に至
り、感光体ドラム１０に当接したゴム材から成るクリー
ニングブレード１９ａによってクリーニング装置１９内
に掻き落とされ、スクリュウ１９ｂによって不図示の排
トナー容器に回収される。クリーニング装置１９により
残留トナーを除去された感光体ドラム１０は一様露光器
１２ｃによる露光によって感光体周面の除電がなされた
後、Ｙのスコロトロン帯電器１１によって一様帯電を受
け、次の画像形成サイクルにはいる。

【００３９】上記の画像形成装置において、第１の像担
持手段或いは第２の像担持手段による片面のみのコピー
もなされ得ることは勿論であり、片面コピーとしては感
光体ドラム１０による表面のみの片面コピー（片面画像
形成）が多く用いられるが、図４に示すように、感光体
ドラム１０による表面のみの片面画像形成時の定着装置
３０を通過する記録紙Ｐは連続的に行われるが、両面画
像形成時の定着装置３０を通過する記録紙Ｐは、一旦ト
ナー像受像体１４ａに裏面画像を形成した後感光体ドラ
ム１０に表面画像を形成する工程を繰返すので間欠的に
行われる。従って、両面画像形成時のプリント速度は表
面のみの片面画像形成時の１／２となる。

【００４０】本発明の画像形成装置に用いられる定着装
置３０は、表面トナー像に対向する第１定着ローラ３１
０も、裏面トナー像に対向する第２定着ローラ３２０も
共に加熱手段を有して記録紙Ｐの両面から加熱定着する
ことが必要で、また第１定着ローラ３１０と第２定着ロ
ーラ３２０との当接部では記録紙の搬送方向に数ｍｍの
ニップ部が形成されることが定着を行う上では必要で、
ニップ部を形成するには何れかのローラにシリコンゴム
等の弾性体から成る弾性体層を設けることが必要であ
る。弾性体層は金属材に較べて熱伝導性が低いので、弾
性体層を設けた定着ローラは記録紙が通過する際記録紙
に熱を奪われて低下したローラ表面温度は復帰するのに
多くの時間を必要とすることとなる。従ってプリント速
度が速い表面のみの片面画像形成を担当する第１定着ロ
ーラ３１０をハードローラとし、第２定着ローラ３２０
に弾性体層を設けたソフトローラとする。

【００４１】図５は本画像形成装置に用いられる定着装
置の実施形態を示す構成図である。

【００４２】第１定着ローラ３１０及び第２定着ローラ
３２０は、何れも内側芯部にハロゲンランプ等からなる
第１加熱手段である第１ヒータ３１１，第２加熱手段で
ある第２ヒータ３２１が設けられ、ほぼ同一構造の定着
用回転体である。第１，第２定着ローラ３１０，３２０
のローラ部分は金属パイプから成る芯金３１０ａ，３２
０ａの上側に、第１定着ローラ３１０と第２定着ローラ
３２０とでは厚さの異なる厚さ０．８〜２．２ｍｍのシ
リコンゴム等の弾性体から成る弾性体層３１０ｂ，３２
０ｂを設け、表層３１０ｃ，３２０ｃとして厚さ０．０
５〜０．２５ｍｍのＰＦＡ（パーフルオロアルキルビニ
ルエーテル）層を設けている。なお表層３１０ｃ，３２
０ｃとしてはＰＦＡ以外にも、ＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）等のフッ素樹脂やシリコン樹脂等耐熱
性の高離型層が用いられる。

【００４３】上記第１定着ローラ３１０の弾性体層３１
０ｂの層厚は、第２定着ローラ３２０の弾性体層３１０
ａの層厚より小さくするか、又は層厚を０とした所謂ハ
ードローラとし、第２定着ローラ３２０はソフトローラ
とする。また、第１定着ローラ３１０の芯金３１０ａの
肉厚を厚くして第１定着ローラ３１０の熱容量を第２定
着ローラ３２０の熱容量より大きくする。

【００４４】第１，第２定着ローラ３１０，３２０の表
面には、表面上に付着したトナーや紙粉等をクリーニン
グするために、例えば不織布からなるウェブクリーニン
グ器３１２，３２２が軽く当接するよう構成されてい
る。

【００４５】また第１，第２定着ローラ３１０，３２０
の離型性を高めるために、ジメチルシリコンオイルや変
性シリコンオイル等の離型剤をローラ表面に塗布するス
ポンジ状でオイルを含浸したオイル塗布ローラ３１３，
３２３が設けられている。

【００４６】更に第１定着ローラ３１０、第２定着ロー
ラ３２０の各々に当接し或いは極く近接した位置にサー
ミスタ等からなる第１及び第２の温度検知手段である第
１温度センサ３１４、第２温度センサ３２４が設けられ
ていて、ローラの表面温度が検知され、この検知信号に
基づいて後述するように第１ヒータ３１１，第２ヒータ
３２１の通電制御が行われ、所定の温度範囲内に保持さ
れる。

【００４７】第１定着ローラ３１０と第２定着ローラ３
２０との間は不図示のバネなどの付勢部材によって線圧
０．８〜１．８ｋｇ／ｃｍで圧接されるようになってい
て、この時のニップ部の長さは線圧やローラの硬度によ
って異なるが、第２定着ローラ３２０をソフトローラと
することによってほぼ２〜７ｍｍのニップ部の長さとな
っている。第１定着ローラ３１０と第２定着ローラ３２
０とはニップ部においてスリップが生じないよう同一の
駆動源によって駆動され、同じ線速（本実施例では１６
０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転し、ニップ部において両面定着
が行われる。

【００４８】かかる定着装置３０を設けた画像形成装置
では図１３に示すブロック図で、本体操作盤には片面、
両面コピモード選択手段であるコピーモード選択釦が設
けられていて、ユーザは片面コピーモード又は両面コピ
ーモードの選択を行う。この他に自動選択を行う自動コ
ピーモードを設け、不図示の原稿読取装置で原稿の画像
読み取りを行う際、原稿裏面について画像の有無を検出
し、裏面画像が検出されない場合には片面コピーモー
ド、裏面画像が検出された場合には両面コピーモードに
自動選択し、画像形成及び定着を行うこともなされる。

【００４９】片面コピーモードが選択されたときは、制
御部５０はメモリより或いは原稿読取装置から表面の画
像情報を呼び出して、表面画像のトナー像を感光体ドラ
ム１０上に形成し、感光体ドラム１０上の表面画像のト
ナー像を第１転写器１４ｃによって同期して給送される
記録紙Ｐ上に転写する（第１の画像形成工程）。上面に
トナー像を保持し、定着装置３０へと搬送された記録紙
Ｐに対して定着装置３０では表面画像の定着がなされ、
定着を終えた記録紙Ｐは排紙ローラ１８により送られ
て、装置外部のトレイに排出される。

【００５０】両面コピーモードが選択されたときは、制
御部５０は先ずメモリより或いは原稿読取装置から裏面
の画像情報を呼び出して、裏面画像のトナー像を感光体
ドラム１０上に形成したのち、第１転写器１４ｃにより
裏面トナー像を中間転写体であるトナー像受像体１４ａ
上に転写を行う。次いで転写・清掃を終えた感光体ドラ
ム１０上に表面画像のトナー像を形成する。そして同期
して給送される記録紙Ｐの上面（表面）には第１転写器
１４ｃによって表面画像のトナー像を転写し（第１の画
像形成工程）、記録紙Ｐの下面に裏面転写器１４ｇによ
ってトナー像受像体１４ａ上の裏面画像のトナー像を転
写する（第２の画像形成工程）。両面にトナー像を保持
し、定着装置３０へと搬送された記録紙Ｐに対して定着
装置３０では、両面画像の定着がなされ、定着を終えた
記録紙Ｐは排紙ローラ１８によって装置外部のトレイに
排出される。

【００５１】本実施形態の画像形成装置では、両面コピ
ーモードと共に高速プリントがなされる片面コピーモー
ドにも対応するため、第１定着ローラ３１０はハードロ
ーラとし、第２定着ローラには弾性体層を備えたソフト
ローラとしている。そのため、第１定着ローラ３１０で
は熱応答性がよいのに対して第２定着ローラ３２０では
熱応答性が悪い。このことから両面コピーモード或いは
裏面コピーモード時には、連続プリントを行うと第２定
着ローラ３２０のローラ表面温度が低下して来るという
問題がある。

【００５２】図６はこの関係を模式的に示した説明図で
（ａ）は表面の片面プリントモード時の第１定着ローラ
３１０の表面温度状態（Ａ１）を示している。第１定着
ローラ３１０はハードローラであるので、第１ヒータ３
１１から発する熱量は熱伝導によってローラ表面まで短
時間内に伝達され、熱容量も大きいことから、１枚目の
記録紙が通過することによる温度低下も僅かであり、ま
た２枚目の記録紙が到達するまでの時間間隔ｉ１は僅か
であるにも拘らず十分初期の温度ｔ₀にまで復帰してい
て、多数枚の連続コピーでも良好な定着が断続して行わ
れる。

【００５３】図６（ｂ）は両面コピーモード時の第１定
着ローラ３１０の表面温度状態（Ｂ１）と、第２定着ロ
ーラ３２０の表面温度状態（Ｂ２）とを示している。第
２定着ローラ３２０はソフトローラであるので、１枚目
の記録紙が通過することによって奪われる熱量の熱伝導
による補給も充分でなく、１枚目の記録紙が通過後の第
２定着ローラ３２０の表面温度は低下している。低下し
た第２定着ローラ３２０の表面温度は２枚目の記録紙が
到達するまでの比較的長い時間間隔ｉ２の間に上昇し、
初期の温度ｔ₀にまで復帰することになる。この時間間
隔ｉ２内での第２定着ローラ３２０表面での温度上昇に
は、第２ヒータ３２１の内部から発する熱量の熱伝導も
寄与しているが、主として当接関係にあって回転する第
１定着ローラ３１０からの熱伝導によるものである。

【００５４】図７は両面コピーモードにおける第２定着
ローラ３２０の表面温度状態を取り出して示したもの
で、（Ｂ２）で示したものは定着を行う記録紙として普
通紙を用いたときの表面温度状態を示している。（Ｃ
２）で示したのは記録紙として熱容量の大きい材質を用
いた場合の表面温度状態である。記録紙として例えば厚
紙等の熱容量の大きい材料について定着を行うと、定着
時に記録紙は普通紙に較べて熱を多量に吸収し、第２定
着ローラ３２０の表面温度は低温となる。従って普通紙
を対象として構成した画像形成装置で熱容量の大きい記
録紙上に画像形成を行うと、２枚目の記録紙先頭が定着
装置３０に到達した時点では、第２定着ローラ３２０の
表面温度は初期の温度ｔ₀にまで復帰しないで、ｔ₀−Δ
ｔ_Cの温度状態にある。このまま２枚目、３枚目と連続
プリントを行うと、第２定着ローラ３２０による定着温
度は略Δｔ_C宛低下して行く。はじめのうちは定着には
殆ど影響はないが、多数枚連続して定着を続けるとつい
には裏面トナー像は定着不良をおこすこととなる。

【００５５】図８も図７と同じく両面コピーモードにお
ける第２定着ローラ３２０の表面温度状態を取り出して
示したもので、（Ｂ２）で示したのは定着を行う記録紙
として普通サイズの普通紙を用いたときの表面温度状態
を示している。（Ｄ２）で示したものは大サイズの普通
紙の記録紙が通過したときの表面温度状態である。大サ
イズの記録紙の場合には普通サイズに較べて長時間に亘
ってローラから記録紙への熱吸収が行われ、１枚目の定
着が終えた時点では第２定着ローラ３２０の表面温度は
低温となる。従って普通サイズの記録紙を対象として構
成した画像形成装置で大サイズの記録紙上に画像形成を
行うと、２枚目の大サイズ記録紙先頭が定着装置３０に
到達した時点では、第２定着ローラ３２０の表面温度は
初期の温度ｔ₀にまで復帰しないで、ｔ₀−Δｔ_Dの温度
状態にある。このまま２枚目、３枚目と大サイズ記録紙
による連続プリントを行うと、第２定着ローラ３２０に
よる定着温度は略Δｔ_D宛低下して行く。はじめのうち
は定着には殆ど影響はないが、数〜数１０枚の多数枚を
連続して定着を続けるとついには裏面トナー像は定着不
良を起こすこととなる。

【００５６】本発明の画像形成装置は、両面コピーモー
ド或いは裏面コピーモードによって熱容量が普通紙に較
べて大きな記録紙を用いて連続プリントを行ったり、或
いは普通サイズに較べて大サイズの記録紙を用いて連続
プリントを行ったりしても、裏面トナー像について定着
不良等が生じないよう、プロセススピードを変更するこ
となく、画像を形成する画像間隔を広げる制御が行われ
る。この制御は１枚毎ではなく、数枚から数１０枚の多
数枚の連続プリントに亘って行われる。

【００５７】（実施の形態１）本実施形態の画像形成装
置は画像間隔を変更する制御手段を有していて、第２定
着ローラ３２０の規定温度に対する温度変化が許容範囲
より大きいときには、画像間隔を大きくするよう変更す
る。図９は本実施形態の説明図で、図１０は本実施形態
の制御系を取り出して示すブロック図である。

【００５８】図９は両面コピーモードで、連続コピーを
行ったときの第１定着ローラ３１０と第２定着ローラ３
２０との表面温度の変動状態を示している。ハードロー
ラである第１定着ローラ３１０は（Ａ１）に示すように
定着時には略初期の規定温度であるｔ₀に維持されて表
面トナー像の定着が行われる。一方、記録紙が熱容量の
大きい記録紙であったり、標準よりも大サイズの記録紙
であったりすると、ソフトローラである第２定着ローラ
３２０（Ｅ２）に示すように徐々に定着時の表面温度は
下がって来る。この時の第１定着ローラ３１０の温度
は、第２定着ローラ３２０の温度に引きずられて少し低
下する傾向が生じる。本実施形態においては定着は可能
とするが規定温度ｔ₀よりも低い設定温度ｔ₁以下にまで
低下したとき、制御部５０は画像間隔変更判断回路５１
Ａによって画像間隔を変更するよう判断し、画像間隔制
御手段５２Ａによって画像間隔を変更する。なお画像間
隔の変更量としては、上記の判断時（現行）の画像間隔
の１．５〜４倍に変更することが適当である。このよう
な画像間隔の変更によって、第２定着ローラ３２０によ
る定着時の表面温度は図９に示すように定着動作を継続
しつつ次第に定着温度ｔ₀に近付くこととなる。

【００５９】尚、上記の画像間隔制御手段５２Ａによっ
て画像間隔を広くするよう変更したにも拘らず、なお複
数枚例えば５枚以上に亘って第２温度センサ３２４によ
る検知温度が設定温度ｔ₁を下回っているときは更に画
像間隔を広くするよう２次的な画像間隔制御を行うこと
も可能である。

【００６０】また制御部５０にカウンタを設け、連続コ
ピーを開始してから第２定着ローラ３２０が設定温度ｔ
₁以下となるまでのコピー枚を計量し、例えば２０コピ
ー以内に設定温度ｔ₁以下となったときは画像間隔を現
行の４倍に広げるよう制御し、また２０コピーを越えて
設定温度ｔ₁以下となったときは画像間隔を現行の２倍
に広げるよう制御する等、複数段の画像間隔制御を行う
ことによって、画像処理の処理速度の低下を極力抑えて
の画像形成が行われる。

【００６１】（実施の形態２）本実施形態の画像形成装
置の画像間隔を変更する制御手段を有していて連続コピ
ーを行う転写材の材質に応じて転写材の熱容量が普通紙
の熱容量に較べて大きいときには画像間隔を大きくする
よう変更する。図１１は本実施形態の制御系を取り出し
て示すブロック図である。

【００６２】転写材の材質の検知は、転写材の搬送路に
沿って紙質検知手段５３Ｂを設けてもよいが、また図１
に示す画像形成装置で、紙帯電器１４ｆを用いて紙質検
知を行うことも可能である。即ち、ブラシ帯電器とした
紙帯電器１４ｆとトナー像受像体１４ａとの間で転写材
を挟んだ状態で紙帯電器１４ｆに交流成分を有した電圧
を一時的に印加し、インピーダンスから紙厚（熱容量）
の検知を行うもので、予めメモリとして記憶された普通
紙のインピーダンスとを画像間隔変更判断回路５１Ｂに
よって比較し、画像間隔を広くするか否かの判断を行
い、定着を行う記録紙が普通紙よりも熱容量が大きい厚
紙と判断されたときは画像間隔制御手段５２Ｂによっ
て、現行の画像間隔の１．５〜４倍に変更する。なおこ
の画像間隔の変更は連続コピーの最初から行う必要はな
く、例えば１０コピーまでは現行の画像間隔とし、１１
コピー以後について画像間隔を広げるよう制御してもよ
い。

【００６３】また、記録紙が厚紙の場合には手差し給紙
のことが多いことから、手差し給紙された記録紙に対し
ては無条件に厚紙と判断し、画像間隔を広げるよう制御
してもよい。

【００６４】本実施形態の画像形成装置では記録紙の材
質に応じて画像間隔を変更するよう制御するが、実施に
当たっては（実施の形態１）で説明した第２定着ローラ
３２０の定着時における温度が規定温度より低い温度ま
で低下したときに画像間隔を広げるような制御とを併せ
行うことによって、徒らに処理速度を必要以上に低下さ
せないで良好な定着が行われる優れた効果が得られる。
例えば両面コピーモードでの連続コピー時には先ず紙質
検知手段５３Ｂによって厚紙か否かの検知を行い、厚紙
と検知されたときは、例えば１１コピー以後については
画像間隔を初期における画像間隔の１．５〜３倍に変更
する。この変更以降については第２定着ローラ３２０の
ローラ表面温度を第２温度センサ３２４が検知し、検知
した温度を設定温度ｔ₁と比較し、第２定着ローラ３２
０のローラ表面温度が設定温度ｔ₁より低くなったとき
は、画像間隔をその時点での画像間隔の１．５〜３倍に
変更する、このような組み合わせた制御によって画像形
成の処理速度を徒らに低下させることがなく良好な両面
定着が行われる画像形成装置が提供されることとなる。

【００６５】（実施の形態３）本実施形態の画像形成装
置は画像間隔を変更する制御手段を有していて、連続コ
ピーを行う転写材の搬送方向でのサイズが基準サイズ
（例えばＡ４サイズ）より大きいときには画像間隔を大
きくするよう変更する。図１２は本実施形態の制御系を
取り出して示すブロック図である。

【００６６】転写材サイズの検出は紙サイズ検知手段５
３Ｃによって行われる。この紙サイズ検知手段５３Ｃは
転写材の搬送路に沿って設けたフォトセンサによって転
写材の通過時間を検知することによって行われ、また排
出される記録紙を内蔵した給紙カセットサイズから記録
紙サイズの検知がなされる。画像間隔変更判断回路５１
Ｃでは予めメモリに記憶された基準サイズ（例えばＡ４
サイズ）との比較がなされる。この比較は給送される記
録紙の給送方向の長さの比較でもよいし、Ｂ４サイズ、
Ａ３サイズ等の規格としたサイズの比較であってもよ
い。連続コピーを行う記録紙が基準サイズよりも大であ
ると判断されたときは画像間隔制御手段５２Ｃによっ
て、現行の画像間隔の１．５〜４倍に変更する。また基
準サイズＡ４に対して検知された記録紙サイズがＢ４サ
イズであるときは現行の画像間隔の２倍に、また検知さ
れた紙サイズがＡ３サイズであるときは、４倍というよ
うに予め設けたプログラムによって画像間隔の変更を行
うこともできる。なおこの画像間隔の変更は連続コピー
の最初から行う必要はなく、例えば検知された記録紙サ
イズがＢ４サイズの場合には２０コピーまでは現行の画
像間隔とし、２１コピー以降については画像間隔を２倍
に広げ、検知された記録紙サイズがＡ３サイズの場合は
１０コピーまでは現行の画像間隔とし、１１コピー以後
については画像間隔を４倍に広げる等の制御を行うこと
ができる。

【００６７】本実施形態の画像形成装置では検知された
記録紙サイズが基準サイズよりも大きいときは画像間隔
を変更するよう制御するが、本実施形態においても先に
説明した（実施の形態２）と同様、（実施の形態１）で
説明した第２定着ローラ３２０の定着時における温度が
規定温度より低い温度まで低下したときの画像間隔を広
げるような制御とを併せ行うことによって徒らに処理速
度を必要以上に低下させないで良好な定着が行われる画
像形成装置が提供されることとなる。

【００６８】また、画像間隔の変更は数段階として定着
温度やその温度変化に合わせて逐次変更する構成とし
て、ユーザにプリントスピードの変更を意識させない制
御とすることもできる。

【００６９】

【発明の効果】本発明によるときは、転写材が厚紙であ
ったり或いは大サイズの転写材であっても、両面コピー
モードで連続コピーを行っても定着不良を起こすことな
く、また作動を中止することもなく、同じプロセススピ
ードによって良好な画像形成が行われる画像形成装置が
提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施形態の一例を示す
断面構成図。

【図２】図１の像形成体の側断面図。

【図３】両面のトナー像形成状態を示す説明図。

【図４】コピーモードと画像間隔の関係を示す説明図。

【図５】本発明で用いられる定着装置の断面構成図。

【図６】片面及び両面のコピーモードでの第１定着ロー
ラの表面温度状態を示す説明図。

【図７】転写材の材質を異にしたときの第２定着ローラ
の表面温度状態を示す説明図。

【図８】紙サイズを異にしたときの第２定着ローラの表
面温度状態を示す説明図。

【図９】実施の形態１の作動説明図。

【図１０】実施の形態１の制御系のブロック図。

【図１１】実施の形態２の制御系のブロック図。

【図１２】実施の形態３の制御系のブロック図。

【図１３】実施の形態１〜３で共通する制御系のブロッ
ク図。

【符号の説明】

１０感光体ドラム（像形成体）１１スコロトロン帯電器１２露光ユニット１３現像器１４ａトナー像受像体（中間転写体）１４ｃ第１転写器（第１転写手段）１４ｇ裏面転写器（第２転写手段）１４ｈ紙分離ＡＣ除電器３０定着装置（定着手段）３１０第１定着ローラ３２０第２定着ローラ３１１第１ヒータ（第１加熱手段）３２１第２ヒータ（第２加熱手段）３１４第１温度センサ（第１温度検知手段）３２４第２温度センサ（第２温度検知手段）５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ画像間隔変更判断回路５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ画像間隔制御手段５３Ｂ紙質検知手段５３Ｃ紙サイズ検知手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体と、該像形成体上にトナー像を
形成する手段と、中間転写体と、前記像形成体上のトナ
ー像を前記中間転写体又は転写材の表面に転写する第１
転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を
前記転写材の裏面に再転写する第２転写手段と、前記転
写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有
する画像形成装置において、前記定着手段の温度に応じ
て画像を形成する間隔を変更する制御手段を設けたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記定着手段の温度変化が許容範囲より
大きいとき画像を形成する間隔を大きくすることを特徴
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記定着手段は、表面トナー像に対向す
る第１定着ローラはハードローラで、裏面トナー像に対
向する第２定着ローラはソフトローラであることを特徴
とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】像形成体と、該像形成体上にトナー像を
形成する手段と、中間転写体と、前記像形成体上のトナ
ー像を前記中間転写体又は転写材の表面に転写する第１
転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を
前記転写材の裏面に再転写する第２転写手段と、前記転
写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有
する画像形成装置において、前記転写材の材質に応じて
画像を形成する間隔を変更する制御手段を設けたことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項５】前記転写材の熱容量が基準値より大きい
材質のとき画像を形成する間隔を大きくすることを特徴
とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記定着手段は、表面トナー像に対向す
る第１定着ローラはハードローラで、裏面トナー像に対
向する第２定着ローラはソフトローラであることを特徴
とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】像形成体と、該像形成体上にトナー像を
形成する手段と、中間転写体と、前記像形成体上のトナ
ー像を前記中間転写体又は転写材の表面に転写する第１
転写手段と、前記中間転写体上に転写されたトナー像を
前記転写材の裏面に再転写する第２転写手段と、前記転
写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを有
する画像形成装置において、前記転写材のサイズに応じ
て画像を形成する間隔を変更する制御手段を設けたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記転写材サイズが基準サイズより大き
いとき画像を形成する間隔を大きく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】前記定着手段は、表面トナー像に対向す
る第１定着ローラはハードローラで、裏面トナー像に対
向する第２定着ローラはソフトローラであることを特徴
とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。