JPH0460571A - 画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多色複写が可能な画像形成装置の定着装置に関
する。

〔従来の技術〕

単色複写時、感光体上に鏡像を作り、この鏡像を直接転
写紙に転写する表面モードと、多色複写時、感光体上の
正像を中間転写体ベルト上に順次重ね転写し、その後、
−括して転写紙に転写する裏面モードとを有する画像形
成装置において、表面モード時と裏面モード時とでは、
複写速度、言い換えると定着速度が異なる。

即ち、裏面モード時は定着速度を遅くする必要がある。

その理由として、 ■転写紙へのトナー付着量が単色時に比べて約３〜４倍
と多いため、充分な定着熱量と定着圧を必要とする、 ■特にフルカラー時は写真調の高光沢が望まれ、上記■
と同しく充分な定着熱量、定着圧を必要とし、さらに使
用されるカラートナーは高光沢、色再現性向上のため、
一般の白黒複写機に使用される黒トナーに比べて軟化温
度が低いものを用いる場合が多い、 点が挙げられる。なお、定着上限温度が一般の黒トナー
を定着させる場合に比べて低いため、定着温度を上げて
定着熱量を増すことはできない。

また、表面モード時は文字原稿が多く、読みやすさの点
から低光沢が望まれている。さらに高速、高信頼性が望
まれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、上述の■、■の矛盾した条件
を同一の画像形成装置で満たすことはできず、表面モー
ド、裏面モードのいずれかのモードにおける画像品質を
犠牲にしなければならないという問題があった。

本発明はこのような背景に基づいてなされたものであり
、表面モード、裏面モードの両モード時の画像品質を向
上させることができる画像形成装置の定着装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、単色複写時、感光体上に鏡像を作り、この
鏡像を直接転写紙に転写する表面モードと、多色複写時
、感光体上のＭ４Ｊを中間転写体ベルト上に順次重ね転
写し、その後、−括して転写紙に転写する裏面モードと
を有する画像形成装置の定着装置において、上記表面モ
ード側の上定着ローラを高速、高信頼性のあるものとし
、かつ、裏面モード側の下定着ローラを高離型性のある
ものとすることにより達成される。

さらに具体的には、上記上定着ローラ表面をふっ素樹脂
またはシリコンで構成し、かつ上記下定着ローラ表面を
シリコンで構成することにより達成される。

〔作用〕

上記定着装置を構成する一対の定着ローラの材質と離型
性（トナーの剥離性）、信頼性（経時劣化などに対する
安定性）、高速性（高速回転における信頼性）との関係
は、おおよそ以下のようになる。

離型性：テフロン（商品名）〈シリコン（ＨＴＶ）＜シ
リコン（ＲＴＶ、ＬＴＶ） ｉ頼性、テフロン≧シリコン（ＨＴＶ）＞シＩＪコン（
ＲＴＶ、ＬＴＶ） 高速性：テフロン≧シリコン（ＨＴＶ）＞シＩＪコア（
ＲＴＶ、ＬＴＶ） 上記の特性から、表面モード時、定着に寄与する上定着
ローラ表面を、ふっ素樹脂であるテフロンかシリコン（
ＨＴＶ）で構成する。また裏面モード時定着に寄与する
下定着ローラ表面を、シリコン（ＲＴＶ、ＬＴＶ）で構
成する。

このように各モード時の定着特性に合わせた定着ローラ
構成とすれば、両モード時の画像品質の向上を図れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明の一実施例に係る画像形成装置の構成図
であって、この画像形成装置は、画像読取手段、書き込
み手段、現像手段、定着手段、給紙手段、転写紙搬送手
段から構成される。

画像読取手段は、原稿りを載置するコンタクトガラス１
、原稿りを照明するための照明ランプ２、照明ランプ２
と一体的に走査方向へ移動する第１ミラー３、この第１
ミラー３と連動し同一走査方向に移動する第２．第３ミ
ラー４．５、原稿反射光像を結像する結像レンズ６、結
像位置に配置され画素毎に画像を読み数り光電変換する
カラー撮像素子７等で構成される。

以上の構成において、原稿りが照明走査されると原稿画
像はカラー描像素子７によって画素毎に色分解された上
、デジタル信号に変換される。

感光体８への書き込み手段は、ＬＤ（レーザダイオード
）９、回転多面鏡１０、ｆθレンズを含む結像光学系１
１、ミラー１２から構成され、デジタル化された原稿情
報を各色毎にＬＤ９の駆動電流に変換し、これにより原
稿画像濃度に略一致する光出力をＬＤ９から出力し、回
転多面鏡１０により感光体８に、結像光学系１１、ミラ
ー１２を介して光書き込みを行う。この場合、カラー画
像は正像に、白黒画像は鏡像になるように色毎の走査に
応して書き込まれる。なお、感光体８への書き込み順を
不図示のバッファ（フレームメモリではない）に−旦記
憶し、変更することによって感光体８上へ正像・鏡像と
して書き込むことも可能である。

感光体８上に書き込み手段によって書き込まれた潜像は
現像手段１３によってトナー像として可視化される。現
像手段Ｉ３は、回転円筒１４内の４つに仕切られた領域
に各々収められた４つの現像器からなり、これら４つの
現像器は、イエロートナー現像用の現像器１３Ｙ、マゼ
ンタトナー現像用の現像器１３Ｍ、シアントナー現像用
の現像器１３Ｃ１およびブラックトナー現像用の現像器
１３Ｂからなる。これら各現像器の中で可視化されるべ
き色の潜像の到来に合わせて、その色のトナーを収容し
た現像器が感光体８に対向した位置で止まり、現像が行
われることになる。これ以前に感光体８上に形成された
潜像は、当然白黒原稿は鏡像であり、カラー原稿は正像
である。

次に正像のカラートナー像は、感光体８に対向配置され
た中間転写体ベルト１５に、チャージャ１６によって転
写される。この動作を各色毎に繰り返し中間転写体ベル
ト１５上にカラー画像が形成される。

この時、カセット１７　（または１８）上にストックさ
れている転写紙は、給紙コロ１９　（または２０）によ
って上面より順次給紙され、送りローラ２１によってレ
ジストローラ２２まで送り出され、ここで待機する。

次に、感光体８上の黒トナー像または中間転写体ベルト
１５上のカラートナー像の先頭を転写紙の先頭と一致さ
せるべく、レジストローラ２２は駆動され、感光体８上
の黒トナー像は、チャージャ１６によって転写紙上に転
写され、または中間転写体ベルト１５上のカラートナー
像は、チャージャ２３．２４によって転写紙に転写され
、最後にチャージャ２５によって中間転写体ベルト１５
上の転写紙は分離され、定着手段へ搬送される。

定着手段は対向配置された定着ローラ２６．２７で構成
され、中間転写体ベルト１５から分離された転写紙上の
未定着トナー像は、これら定着ローラ２６，２７間を通
過後定着される。

定着手段通過後の転写紙は、第１の切換爪２８によって
進路変更される。まず、実線位置のとき転写紙は排紙コ
ロ２９を経て排紙トレイ３０へ排出される。次に破線位
置のとき転写紙は一旦下方向へ搬送される。第２の切換
爪３５はこのとき実線位置にあり、転写紙後端が紙検知
素子３６通過後、搬送ローラ３１〜３４は一旦停止し、
第１の切換爪２８が実線位置に復帰後、逆回転し、この
ことにより転写紙は排紙ローラ２９によって排紙トレイ
に反転排紙される。

次に第１の切換爪が破線位置のとき転写紙後端が紙検知
素子３７通過後、第２の切換爪３５は破線位置に変更さ
れ、搬送ローラ３１〜３４は一旦停止後、逆回転するこ
とによって転写紙は中間スタック手段である中間トレイ
３８にスタックされる。その後、再度の複写指令によっ
て再給紙ローラ３９によって転写紙はレジストローラ２
２へ搬送される。このようにして転写紙搬送手段は構成
されている。

最後に感光体８および中間転写体ベルト１５周上の付帯
手段について説明する。

チャージャ４０は、トナー像下の感光体８の電位低下用
のチャージャであり、トナー像の転写効率のアップ等の
効果がある。チャージャ４１は、転写後の残留トナー下
の感光体８の電位を低下させ、クリーニング手段４２に
よってこの残留トナーが全て感光体８から除去されるよ
うに作用する。

除電ランプ４３は感光体８上の残留電位消去用のランプ
、チャージャ４４は感光体８の帯電手段である。防塵ガ
ラス４５は感光体８周りのトナー・紙粉等によって書き
込み手段が汚れるのを防く。

チャージャ４６は中間転写体ベルト１５面の極性転換用
の除電チャージャ、チャージャ４７はクリーング後の極
性転換用の除電チャージャである。

クリーニング手段４８は中間転写体ベルト１５上の転写
後の残留トナー除去用のクリーニング手段で中間転写体
ベルト１５上にトナ像を保持しているときは解除されて
いる。

次に本発明で実施する画像形成装置の画像データ処理ブ
ロックの一実施例を第３図を用いて説明する。

この画像データ処理ブロックは画像読取部、画像処理部
、画像書き込み部および記憶部からなる。

画像読取部１００は、ＣＣＤ　（撮像素子）１０２が原
稿画像データを光電変換する。ＣＣＤ駆動部１０１は、
解像度（ドツト／　ｍ　ｍ　）に応じてＣＣＤ１０２を
駆動させる。ＣＣＤ　１０２によって電気信号に変換さ
れた各色成分（Ｒ，Ｇ、Ｂ）は、アナログ処理部１０３
にて増幅、暗電流補正、シェーディング補正およびＡ／
Ｄ変換が行われる。

Ａ／Ｄ変換された画像データはデジタル処理部ＩＯ４で
読み取りラインの各色成分の位置ずれの補正を行う。こ
うして各色成分信号は位置ずれなく画像処理部へ送られ
る。

画像処理部１０５において、クロック発生部１０７は基
本画周波数を発生し、ＣＣＤ駆動部１０１へ転送する。

画像処理ユニット１０６は、色処理（ＲＧＢ−ＹＭＣ等
）、倍率処理、その他の処理を行う。ここで原稿りが白
黒原稿かカラー原稿か判定でき、Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂに変換
された画像データは書き込み部１０８へ送られる。

書き込み部１０８において、書き込み制御部１０９は、
書き込み速度補正および書き込み位置ずれ補正等を行う
。ＬＤ駆動部１１０は、画像濃度を示すデジタル信号を
ＬＤ駆動電流（ＰＷＭ、パワー変調）に変換し、ＬＤＩ
ＩＩ（第２図のＬＤ９）に流す。

次に本発明で実施する画像形成装置の全体の電気的構成
を第１図のブロックを用いて説明する。

定着ヒータ１２０は上下定着ローラ２６，２７（第２図
）にそれぞれ内蔵されたローラ加熱用ヒータである。

システムコントローラ（制御手段）１２１は、メイン制
御部および操作部内のキー人力制御部（不図示）からな
る。入力された各種複写モードは、キー人力制御部にて
処理され、画像処理部１０５ヘデータを出力する。画像
処理部１０５は入力データに基づき倍率変更等の処理を
行う。さらに入力複写モードはメイン制御部を通してモ
ータ制御部１２２、プロセス制御部１２３等へデータが
出力される。モータ制御部１２２は各種モータ（スキャ
ナ・搬送・現像・中間転写体ベルト等）を所定の動作で
コントロールする。プロセス制御部１２３は照明ランプ
および高圧電源等のオン／オフおよび出力値をコントロ
ールする。各種センサ１２４は、転写紙の有無および定
着ローラ２６２７の表面温度の検知素子からなり、出力
値はシステムコントローラ１２１へ入力される。また、
その他のＤＣ負荷１２５は給紙コロ等の電磁クラッチ、
切換爪等の電磁ソレノイド等からなり、動作はシステム
コントローラ１２１内のメイン制御部でコントロールさ
れる。オプション１２６は原稿自動搬送装置等からなる
。最後にＤＣ電源１２７は各種負荷へ電源を供給する。

次に第４図、第５図に基づき、作像モードの説明を行う
。

第４図は通常の白黒原稿時の作像モード（表面モード）
の説明図である。感光体８上に形成された鏡像潜像は黒
現像部１３Ｂにて可視化された後、転写紙１表面に転写
される。

第５図は通常のカラー原稿時の作像モード（裏面モード
）の説明図である。感光体８上に各色成分毎に形成され
た正像潜像は各色現像部１３４こよって現像後、中間転
写体ベルト１５上に順次重ね転写され、最後に転写紙Ｐ
裏面に転写される。

第６図は本発明の一実施例に係る定着装置の縦断面図で
あり、表面モード時機能する上定着ローラ２６は、ヒー
タ２６ａと、アルミニウムや鉄で構成される芯金２６ｂ
と、離型層２６ｃから構成されている。ここで、離型層
はテフロン１０〜５０μｍ、高硬度シリコンゴム０．１
〜０．５　ｍ　ｍで構成され、芯金２６ｂをコーティン
グしている。前述したように、単色コピーを行う表面モ
ード時は、定着性能として高速、高倍転性が要求される
ので、テフロンもしくはシリコンゴム（ＨＴ　Ｖ）が最
適であり、温度制御の点から比較的薄肉である。上定着
ローラ２６の表面温度は一般的に１８５℃前後に制御さ
れる。

また、下定着ローラ２７も、ヒータ２７ａ、芯金２７　
ｂ、　Ｍ型層２７ｃから構成され、芯金２７５の上に、
比較的厚肉（１〜１０ｍｍ）の低硬度シリコンゴム（Ｒ
ＴＶまたはＬＴＶ）からなる離型層２７ｃがコーティン
グされている。多色コピーを行う裏面モード時は、定着
性能として高離型性を要求されるので、低硬度のシリコ
ンゴムが最適である。ここでシリコンゴムが厚肉である
ということは、ニップを得る効果もあるが、ニップ形状
により転写紙が上向き方向に搬送されるので（第７図参
照）、離型がよくなる効果がある。使用されるトナーお
よび搬送速度によっても違うが、一般に上定着ローラ２
７の表面温度は１４０〜１８０℃程度（１５０〜１６０
℃が多い）に制御される。なお、第６図において、転写
紙Ｐの表面側には単色トナーＴ１が、また裏面側には多
色トナー（単色トナーが積載された状態のトナー）Ｔ２
がそれぞれ載っている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１，２記載の発明によれば
、表面モード時、比較的高軟化な単色トナーを定着する
上定着ローラを、薄肉のテフロン、シリコンゴム（ＨＴ
Ｖ）で構成し、また裏面モート時、低軟化な多色カラー
（重ね画像）を定着する下定着ローラを厚肉のシリコン
ゴム（ＲＴＶ、ＬＴＶ）で構成することにより、草色ト
ナー使用時の高速、高信頼性（高寿命）、低光沢を、多
色トナーの高光沢、高離型性を一つの定着装置で達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が通用される画像形成装置の全体ブロッ
ク図、第２図は画像形成装置の構成図、第３図は画像デ
ータ処理ブロックの一例を示す図、第４図は表面モード
時の複写プロセス動作の説明図、第５図は裏面モード時
の複写プロセス動作の説明図、第６図は本発明の一実施
例に係る定着装置の縦断面図、第７図は三ツブ形状によ
り転写紙が上向きに搬送される様子を示す説ＦｉＡ閾で
ある。 ２６・・・上定着ローラ、２６ｃ・・・離型層、２７・
・・下定着ローラ、２７ｃ・・・離型層。 １１１図 １１４４図 ｊｌｊ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）単色複写時、感光体上に鏡像を作り、この鏡像を
   直接転写紙に転写する表面モードと、多色複写時、感光
   体上の正像を中間転写体ベルト上に順次重ね転写し、そ
   の後一括して転写紙に転写する裏面モードとを有する画
   像形成装置の定着装置において、上記表面モード側の上
   定着ローラを高速、高信頼性のあるものとし、かつ、裏
   面モード側の下定着ローラを高離型性のあるものとした
   ことを特徴とする画像形成装置の定着装置。
2. （２）請求項１記載において、上記上定着ローラ表面を
   ふつ素樹脂またはシリコンで構成し、かつ上記下定着ロ
   ーラ表面をシリコンで構成したことを特徴とする画像形
   成装置の定着装置。