JPH11258941A

JPH11258941A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11258941A
Application number: JP5660498A
Authority: JP
Inventors: Kunio Shigeta; 邦男重田; Yotaro Sato; 洋太郎佐藤; Satoru Haneda; 哲羽根田; Hisayoshi Nagase; 久喜永瀬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-24

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
する画像形成装置において、両面又は表面コピーに先立
つウォーミングアップ時間、および裏面コピーモードか
ら両面又は表面コピーモードへの切り替え時の待ち時間
を短くし、消費電力を節約して良好な定着の行われる画
像形成装置を提供する。【解決手段】転写材である記録紙Ｐ上の片面あるいは
両面にトナー像を転写したのちに定着する画像形成装置
において、前記記録紙Ｐの表面の定着手段である上ロー
ラ３１０は内部加熱手段と共に外部加熱手段である外部
加熱ローラ３３１を有し、両面又は表面コピーに先立つ
ウォーミングアップ時あるいはこれらのモードへの切り
替え時において、該外部加熱ローラ３３１の外部ヒータ
Ｈ３を作動させて上ローラ３１０を加熱することを特徴
とする画像形成装置。

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、両面画像形成においては、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送装置に収納し、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
転給送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】この両面画像形成装置は、上記の如く、両
面反転給送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、転写材搬送の信頼性が低く、
転写材のジャムやシワ等を引き起こす原因となってい
た。また周知の如く転写材の搬送距離が長くなるため画
像形成に多くの処理時間がかかるという問題もあった。

【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】また本発明者は、２つの像担持手段と２つ
の転写手段を設けることにより、転写材の両面に対しト
ナー像を転写し、両面にトナー像を有した転写材を同時
に定着する装置について研究を行い、転写材搬送の信頼
性が高く、ジャムやシワの発生がなく、また両面画像形
成の処理速度を著しく早めることの出来る両面画像形成
装置の実現を可能とした。

【０００６】前記の両面画像形成装置においては、表裏
にトナー像を転写した転写材を、定着装置に１度通すだ
けで済むため、転写材搬送の信頼性が高く、また転写材
の搬送路を短縮して画像形成の処理速度も早められるよ
うになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の両面画
像形成装置では、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になるので、このことは容易ではな
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あ
り、該加熱手段として転写材の表裏に接するローラを使
用する場合、両ローラのニップ部を長くするために、転
写材の表裏の面に接する定着手段の少なくとも一方をソ
フトローラとする必要がある。両面にトナー像を有した
転写材を効率よく完全に、またオフセットを起こさずに
定着するためには、上下のローラの表面温度をオフセッ
トを起こすオフセット限界温度Ｔｃ以上に保持すること
が必要であるが、ソフトローラは熱伝導が悪いのでロー
ラ内部の加熱手段だけではオフセット限界温度Ｔｃ以上
に達するまでに要する時間が長くなり、また画像形成を
続けると熱供給が不足してソフトローラの表面温度がオ
フセット限界温度Ｔｃ以下となるという問題点がある。
また、ソフトローラの温度上昇が遅いため、制御が不安
定であるという問題点もある。

【０００８】例えば、上ローラをハードローラとし、下
ローラをソフトローラとした場合、裏面画像の定着を行
う下ローラの温度上昇が遅くなるため、表面画像形成モ
ードから両面画像形成モード（あるいは裏面画像形成モ
ード）に切り替える時の待ち時間が長くなるという問題
点がある。

【０００９】これに対し、上ローラをソフトローラと
し、下ローラをハードローラとした場合、下ローラはハ
ードローラであるので温度上昇が早く、表面画像形成モ
ードから両面画像形成モードあるいは裏面画像形成モー
ドに切り替える時の切り替えロスが少ないという利点が
ある。しかしながらこの場合は、表面画像の定着を行う
上ローラの温度上昇が遅くなるため、両面画像形成ある
いは表面画像形成に先立つウォームアップ時間が長くな
るという問題点がある。また切り替え頻度は非常に少な
いものの、裏面画像形成モードから両面画像形成モード
あるいは表面画像形成モードに切り替える時の待ち時間
が長いという問題点がある。

【００１０】また、両面画像形成モード時、サイズの大
きい転写材や厚みの厚い転写材を用いて連続して画像形
成する場合、上下ローラの温度低下が大きくなるため、
ソフトローラである上ローラの表面温度がオフセット限
界温度Ｔｃ以下になってしまうという問題点がある。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決し、両面又
は表面画像形成モード時のウォーミングアップ時間と、
画像形成モード切り替え時の待ち時間とを短くし、両
面画像形成モード時にサイズの大きい転写材あるいは厚
みの厚い転写材を用いた場合にも上ローラの表面温度が
オフセット限界温度Ｔｃ以下に下がることを防止し、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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的のに対して
は、転写材上の片面あるいは両面にトナー像を転写した
のちに定着する画像形成装置において、前記転写材の表
面に対向する定着手段に対し内部加熱手段と共に外部加
熱手段を有し、両面画像形成又は表面画像形成に先立つ
ウォーミングアップ、あるいは裏面画像形成モードより
両面又は表面画像形成モードへの変更時において、前記
外部加熱手段により加熱することを特徴とする画像形成
装置（第１発明）によって達成される。

【００１３】また上記目的のに対しては、転写材上の
片面あるいは両面にトナー像を転写したのちに定着する
画像形成装置において、前記転写材の表面に対向する定
着手段に対し内部加熱手段と共に外部加熱手段を有し、
両面画像形成時において、前記外部加熱手段により加熱
することを特徴とする画像形成装置（第２発明）によっ
て達成される。

【００１４】なお、上記発明において、前記転写材の種
類（厚さ、サイズ）によって前記外部加熱手段を制御す
ることを特徴とする前記の画像形成装置は好ましい実施
態様である。

【００１５】また、上記両発明において、転写材の表面
に対向する定着手段はローラ表面に弾性体層を設けたソ
フトローラであり、転写材の裏面に対向する定着手段は
ローラ表面に弾性体層を設けないハードローラであるこ
とは好ましい実施態様である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限
定するものではなく、以下における断定的な説明はベス
トモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技
術的範囲を限定するものではない。なお以下の実施形態
の説明において、転写域において像形成体に対向する側
の転写材の面を表面、転写材の他方の側の面を裏面とい
い、転写材の表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。

【００１７】（実施の形態１）本発明の画像形成装置の
実施の形態１の画像形成プロセスおよび各機構について
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
の像形成体の断面図であり、図３は転写材の両面に画像
形成を行うときのトナー像の形成状態と転写材の供給を
示す図である。

【００１８】この画像形成装置１００は、像形成体と、
中間転写体と、転写材を帯電して中間転写体に吸着させ
る転写材帯電手段と、像形成体上のトナー像を中間転写
体または転写材の表面に転写する第１の転写手段と、中
間転写体上のトナー像を転写材の裏面に転写する第２の
転写手段と、転写材上のトナー像を定着する定着手段と
を有し、帯電手段と像露光手段と現像手段とからなるト
ナー像形成手段により像形成体上に形成したトナー像を
第１の転写手段により一旦中間転写体上に転写した後に
第２の転写手段により転写材の裏面に転写、および／ま
たは、像形成体上に形成したトナー像を第１の転写手段
により転写材の表面に転写し、転写材の両面または片面
に転写されたトナー像を定着手段により定着して、転写
材の両面または片面に画像を形成する画像形成装置であ
る。

【００１９】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の外周に、透明の導電層、ａ−
Ｓｉ層あるいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を形成
したものであり、導電層を接地した状態で図１の矢印で
示す時計方向に回転される。

【００２０】感光体ドラム１０は図２に示す如く、それ
を係合固定する両端面のフランジ部材１０ａ及び１０ｂ
が装置本体に架設固定されるドラム軸１１０に対し両端
面のフランジ部材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。

【００２１】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１
１、像露光手段としての露光ユニット１２、現像手段と
しての現像器１３は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒色（Ｋ）の各色の画
像形成プロセスに用いられ、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、Ｃ、Ｋの順に
配置される。

【００２２】各色毎の帯電手段としてのスコロトロン帯
電器１１は、鋸歯状電極或いはワイヤ電極からなるコロ
ナ放電電極１１ａと、感光体ドラム１０の前述した有機
感光層に対し所定の電位に保持された制御グリッドとで
構成され、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と対峙し近接して取り付けら
れる。スコロトロン帯電器１１は、トナーと同極性のコ
ロナ放電（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。

【００２３】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上での露光位置が各色毎のス
コロトロン帯電器１１に対して感光体ドラム１０の回転
方向下流側になるようにして、感光体ドラム１０の内部
に配置される。

【００２４】各色毎の露光ユニット１２は、それぞれ、
感光体ドラム１０の軸１１０と平行に主走査方向に配列
された像露光用発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオー
ド）を複数個アレイ状に並べた線状の露光素子１２ａ
と、等倍結像素子としてのセルフォックレンズ１２ｂと
が、不図示のホルダに取付けられた露光用ユニットとし
て構成される。これら各色毎の露光ユニット１２は、一
様露光器１２ｃ及び転写同時露光器１２ｄとともに保持
部材２０に取付けられ、保持部材２０を装置本体に固定
することにより、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が一体となって感光
体ドラム１０の基体内部に収容される。露光素子として
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線状のものが用いられる。露光ユ
ニット１２は、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に基づいて感
光体ドラム１０に像露光を行い、感光体ドラム１０上に
潜像を形成する。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のトナーの透過性の高い６
８０〜９００ｎｍの範囲のものが良好であるが、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。

【００２５】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
それぞれ、例えば厚み０．５〜１ｍｍ、外径１５〜２５
ｍｍの円筒状の非磁性のステンレス鋼あるいはアルミ材
で形成された現像スリーブ１３１と、現像ケーシング１
３８とを備え、内部にＹ、Ｍ、ＣおよびＫの一成分ある
いは二成分の現像剤を収容している。現像スリーブ１３
１は、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１００〜１０００μｍをあけて
非接触に保たれ、感光体ドラム１０の回転方向と順方向
に回転しており、現像スリーブ１３１に対しトナーと同
極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧
あるいはさらに交流を加えた現像バイアスを印加するこ
とにより、感光体ドラム１０の露光部に対して非接触の
状態で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。

【００２６】中間転写体としてのトナー像受像体１４ａ
は、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に接触して設けられた無端状のベ
ルトであり、例えば厚さ０．５〜２．０ｍｍ、体積抵抗
率１０⁸〜１０¹⁴Ω・ｃｍのシリコンゴム或いはウレタ
ンゴムからなる半導電性のゴムベルト基体の外側に、ト
ナーフィルミング防止層として厚さ５μｍ〜５０μｍの
半導電性のフッ素コーティングを行った２層構成とされ
る。ゴムベルト基体の代わりに、厚さ０．１〜０．５ｍ
ｍ、体積抵抗率１０⁸〜１０¹⁴Ω・ｃｍの半導電性のポ
リエステル、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、ポリイミド、変性ポリイミドやＥＴ
ＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等
を使用することもできる。

【００２７】転写材帯電手段としての紙帯電器１４ｆは
トナー像受像体１４ａに当接及び当接解除可能な帯電ブ
ラシであり、トナー像受像体１４ａを張架する接地され
た従動ローラ１４ｅに対向して配置される。紙帯電器１
４ｆは転写材である記録紙Ｐの通過にともない記録紙Ｐ
に当接状態とされ、記録紙Ｐは、紙帯電器１４ｆにより
トナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）
に帯電され、トナー像受像体１４ａに吸着されて転写域
１４ｂへ給送される。トナーと同極性に帯電を行うこと
により、記録紙Ｐが転写部以外でトナー像受像体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。転
写材帯電手段としては、その他に、トナー像受像体１４
ａに当接及び当接解除可能な導通ローラや導電性フィル
ムや、トナー像受像体１４ａに非接触のコロナ放電器等
を用いることも可能である。

【００２８】第１の転写手段としての転写器１４ｃは、
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コロトロン帯電器であり、トナー像
受像体１４ａを介して感光体ドラム１０に対向して配置
される。転写器１４ｃはトナー像受像体１４ａの背面を
トナーと反対極性に帯電することにより感光体ドラム１
０との間に転写域１４ｂを形成し、感光体ドラム１０上
の裏面画像のトナー像をトナー像受像体１４ａに転写
し、また感光体ドラム１０上の表面画像のトナー像を記
録紙Ｐの表面に転写する。

【００２９】第２の転写手段としての裏面転写器１４ｇ
は、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コロトロン帯電器であり、トナ
ー像受像体１４ａの背面に接触あるいは近接して設けら
れる接地されたローラ部材に対向してトナー像受像体１
４ａ上を搬送される記録紙Ｐの表面側に配置される。裏
面転写器１４ｇは記録紙Ｐの表面をトナーと反対極性に
帯電し、トナー像受像体１４ａ上の裏面画像のトナー像
を記録紙Ｐの裏面に転写する。

【００３０】定着手段としての定着装置３０は、後に詳
しく説明するが、ともに内部にヒータを有する２本の上
ローラ３１０と下ローラ３２０とで構成される熱ローラ
式定着装置であり、トナー像受像体１４ａから分離され
両面にトナー像を有する記録紙Ｐを上ローラ３１０と下
ローラ３２０との間で挟持搬送することにより熱と圧力
とを加え、記録紙Ｐ上のトナー像を定着する。

【００３１】コピー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感光体ドラム１０が図１の矢印で示
す時計方向へ回転され、イエロー（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。

【００３２】また原稿画像として、本装置とは別体の画
像読取装置の撮像素子により読み取られた画像、あるい
はコンピュータで編集された画像が、Ｙ、Ｍ、Ｃおよび
Ｋの各色別の画像データとして一旦メモリに記憶され格
納される。

【００３３】感光体ドラム１０は電位を付与された後、
Ｙの露光ユニット１２によって第１の色信号すなわちＹ
の画像データに対応する電気信号による露光走査が開始
され、感光体ドラム１０の表面に原稿画像のＹの画像に
対応する静電潜像が形成される。

【００３４】感光体ドラム１０上に形成されたＹの静電
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上にイエロー（Ｙ）のトナー像
が形成される。

【００３５】次いで感光体ドラム１０は、前記Ｙのトナ
ー像の上からマゼンタ（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１
２によって第２の色信号すなわち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の静電潜像が形成
される。Ｍの静電潜像は、Ｍの現像器１３により非接触
の状態で反転現像され、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。

【００３６】同様のプロセスにより、シアン（Ｃ）のス
コロトロン帯電器１１、Ｃの露光ユニット１２およびＣ
の現像器１３によってさらに第３の色信号に対応するシ
アン（Ｃ）のトナー像が、また黒色（Ｋ）のスコロトロ
ン帯電器１１、Ｋの露光ユニット１２およびＫの現像器
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Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの重ね合
わせカラートナー像が形成される。

【００３７】これらＹ、Ｍ、ＣおよびＫの露光ユニット
１２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
るため、第２，第３および第４の色信号に対応する画像
の露光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。

【００３８】上記の画像形成プロセスによって感光体ド
ラム１０（像形成体）の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、転写域１４ｂにおいて、転
写器１４ｃ（第１の転写手段）により、トナー像受像体
１４ａ（中間転写体）の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、転写器１４ｃと対向
して感光体ドラム１０の内部に設けられた、例えばＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）を用いた転写同時露光器１２ｄに
よる一様露光を行ってもよい。

【００３９】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは感光体ドラムＡＣ除電器１６により除電を受
けたのち、感光体ドラム１０のクリーニング手段として
のクリーニング装置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、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。また感光体ドラム１０
の周面は、例えばＬＥＤ（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除電され、
先の画像形成における感光体ドラム１０の履歴が解消さ
れる。

【００４０】以上のようにしてトナー像受像体１４ａ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
たのち、感光体ドラム１０上には、引き続き表面画像と
なる重ね合わせカラートナー像が、上記のカラー画像形
成プロセスと同様にして形成される。なお感光体ドラム
１０上に形成する表面画像は、先に形成した裏面画像に
対して鏡像になる様に、画像データを変更する必要があ
る。

【００４１】また記録紙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により給送されて転写材供給手
段たるタイミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００４２】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆
動によって、図３に示すように、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、紙帯電器１４ｆによりトナーと同極性
に帯電され、トナー像受像体１４ａ上に担持されている
裏面画像のカラートナー像を介してトナー像受像体１４
ａに吸着され、トナー像受像体１４ａの移動とともに給
送される。

【００４３】転写域１４ｂでは、転写器１４ｃ（第１の
転写手段）により感光体ドラム１０上の表面画像のカラ
ートナー像が一括して記録紙Ｐの表面に転写される。こ
の際、トナー像受像体１４ａ上に担持されている裏面画
像のカラートナー像は記録紙Ｐに転写されないでトナー
像受像体１４ａ上に存在する。なお転写器１４ｃによる
転写の際、良好な転写がなされるように、転写同時露光
器１２ｄにより一様露光を行うようにしてもよい。

【００４４】表面にカラートナー像が転写された記録紙
Ｐは、次に裏面転写器１４ｇ（第２の転写手段）へと搬
送され、裏面転写器１４ｇによりトナー像受像体１４ａ
上に担持されている裏面画像のカラートナーが記録紙Ｐ
の裏面に一括して転写される。

【００４５】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。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にくく転写不良となるので、好
ましくない。

【００４６】すなわち、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。

【００４７】以上のことからカラー画像形成において
は、上記の表面や裏面の画像形成法を用いて、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。

【００４８】以上のようにして両面にカラートナー像が
転写された記録紙Ｐは、接地された駆動ローラ１４ｄに
対向して配置される転写材分離用としての紙分離ＡＣ除
電器１４ｈにより除電されてトナー像受像体１４ａから
分離され、定着手段としての定着装置３０へと搬送され
て、熱と圧力によって表面および裏面に付着したトナー
が定着されたのち、排紙ローラ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ
を経て、装置外部のトレイへ排出される。

【００４９】裏面画像のトナー像を記録紙Ｐへ転写した
のちにトナー像受像体１４ａ上に残ったトナーは、従動
ローラ１４ｅと対向して設けられ、トナー像受像体１４
ａに当接及び当接の解除可能なブレード部材を有する、
トナー像受像体１４ａのクリーニング手段としてのトナ
ー像受像体クリーニング装置１４ｉによりクリーニング
される。また、表面画像のトナー像を記録紙Ｐへ転写し
たのちに感光体ドラム１０上に残ったトナーは、裏面画
像形成時と同様に、感光体ドラムＡＣ除電器１６により
除電を受けた後、感光体ドラムクリーニング装置１９に
よって残留トナーを除去される。残留トナーを除去され
た感光体ドラム１０の周面は、帯電前の一様露光器１２
ｃによる露光によって除電され、引き続き、次の画像形
成サイクルにはいる。

【００５０】上記の画像形成装置１００においては、以
上のようにして重ね合わせカラートナー像を一括転写し
て記録紙Ｐの両面にカラー画像を形成するので、トナー
像受像体１４ａ上のカラー画像の色ズレやトナーの散り
やこすれ等が起こりにくく、画像劣化が少ない良好な両
面カラー画像を形成することができる。

【００５１】また上記の画像形成装置１００において
は、上述したような記録紙Ｐの両面に画像を形成する両
面画像形成モードの他に、記録紙Ｐの表面のみに画像を
形成する表面画像形成モードや、記録紙Ｐの裏面のみに
画像を形成する裏面画像形成モードを選択することも可
能である。

【００５２】次に、感光体ドラム１０上に形成されたト
ナー像が記録紙Ｐの両面或いは片面に転写されて定着装
置３０へ進入するまでのトナー像の状態について、図４
〜図５を用いて説明する。ここで像形成体である感光体
ドラム１０はマイナスに帯電し、感光体ドラム１０上の
潜像はマイナスの電荷をもったトナーによって反転現像
がなされて、マイナスの電荷をもったトナー像が感光体
ドラム１０上に形成された場合について説明する。

【００５３】図４は、感光体ドラム１０上に形成した表
面画像のトナー像を記録紙Ｐ上に直接転写する第１の画
像形成工程によって、記録紙Ｐの表面のみにトナー像が
付着した状態で定着装置３０に進入して行く際の説明図
である。感光体ドラム１０上に形成されたマイナス極性
の表面画像のトナー像は、記録紙Ｐと更にその背後の中
間転写体であるトナー像受像体１４ａを介して第１の転
写手段である転写器１４ｃによってプラス極性の電圧が
印加され、記録紙Ｐに転写がなされる（図４（ａ））。
マイナス極性の表面画像のトナー像を上面に保持した記
録紙Ｐは、紙分離ＡＣ除電器１４ｈによって除電がなさ
れてトナー像受像体１４ａから分離し、上ローラ３１０
および下ローラ３２０を有する定着装置３０へと進入す
る（図４（ｂ））。

【００５４】また図５は、感光体ドラム１０上に形成し
た表面画像のトナー像を記録紙Ｐ上に直接転写する第１
の画像形成工程と、感光体ドラム１０上に形成した裏面
画像のトナー像を中間転写体を介して記録紙Ｐ上に転写
する第２の画像形成工程によって、記録紙Ｐの両面にト
ナー像が付着した状態で、定着装置３０に進入して行く
際の説明図である。感光体ドラム１０上に形成されたマ
イナス極性の裏面画像のトナー像は、トナー像受像体１
４ａの背後から転写器１４ｃによってプラス極性の電圧
が印加されて、トナー像受像体１４ａ上に転写される
（図５（ａ））。引き続いて、感光体ドラム１０上には
マイナス極性の表面画像のトナー像が形成される。表面
画像のトナー像は、記録紙Ｐとさらにその背後の裏面画
像のトナー像を保持したトナー像受像体１４ａを介して
転写器１４ｃによってプラス極性の電圧が印加され、記
録紙Ｐの上面に転写される（図５（ｂ））。ついでトナ
ー像受像体１４ａ上に付着した裏面画像のトナー像は、
記録紙Ｐの上側から第２の転写手段である裏面転写器１
４ｇによってプラス極性の電圧が印加されることによっ
て記録紙Ｐの下面に転写がなされる。この際、記録紙Ｐ
上面の表面画像のトナー像の電位は、直上から裏面転写
器１４ｇによりプラス極性の電圧が印加されることによ
ってマイナス極性からプラス極性に転換する（図５
（ｃ））。記録紙Ｐの上面にプラス極性の表面画像のト
ナー像を保持し、下面にマイナス極性の裏面画像のトナ
ー像を保持した状態で、記録紙Ｐは紙分離ＡＣ除電器１
４ｈによって除電がなされてトナー像受像体１４ａから
分離し、定着装置３０へと進入する（図５（ｄ））。

【００５５】次に本発明の定着手段である定着装置につ
いて説明する。図６は本発明の定着装置３０の実施形態
を示す構成図である。定着装置３０は、上側にあって記
録紙Ｐの表面トナー像の定着を担当する上ローラ３１０
と、下側にあって記録紙Ｐの裏面トナー像の定着を担当
する下ローラ３２０とが対向して圧接・加熱し、その間
を通過する記録紙Ｐの保持するトナー像の定着を行う。

【００５６】上ローラ３１０は内側芯部にはハロゲンラ
ンプ等から成る内部加熱手段である第１ヒータＨ１（本
実施形態では３００Ｗのハロゲンランプ）を有してい
る。上ローラ３１０はこの第１ヒータＨ１を内蔵した薄
肉の金属パイプから成る芯金３１０ａの外周に厚さ０．
８〜５ｍｍのゴム硬度アスカーＣ５５度程度のシリコン
ゴム等の弾性体から成る弾性体層３１０ｂを設け、その
外周を表面層３１０ｃとして厚さ３０〜２００μｍのＰ
ＦＡ（パーフルオロアルキルビニルエーテル）やＰＴＦ
Ｅ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂やシ
リコン樹脂等の耐熱性で高離型層でコーティングしたソ
フトローラである。弾性体層３1０ｂの弾性体には熱伝
導性を高める物質を添付あるいは混入して熱伝導率を高
めることが好ましい。

【００５７】また、上ローラ３１０には、内側芯部に外
部ヒータＨ３としてハロゲンランプ（本実施形態では５
００Ｗのハロゲンランプ）を内蔵した外部加熱手段であ
る外部加熱ローラ３３１が上ローラ３１０に圧着して従
動回転する構成となっている。なお、外部加熱手段とし
てはこの他に棒状のハロゲンランプと樋状の反射鏡から
成る加熱手段を用いることもできる。

【００５８】下ローラ３２０は内側芯部にはハロゲンラ
ンプ等から成る加熱手段である第２ヒータＨ２（本実施
形態では５００Ｗのハロゲンランプ）を有している。下
ローラ３２０はこの第２ヒータＨ２を内蔵した薄肉の金
属パイプから成る芯金３２０ａの外周を、例えば３０〜
２００μｍのＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂やシリコ
ン樹脂等の耐熱性で高離型層でコーティングした表面層
３２０ｃを有するハードローラである。

【００５９】上下のローラ３１０，３２０の周面には、
それぞれ周面上に付着したトナーや紙粉等を吸着除去す
るためにクリーニングローラ３１２，３２２と、オフセ
ット防止のために離型剤であるシリコンオイルを塗布す
るオイル塗布ローラ３１３，３２３が設けられている。
クリーニングローラ３１２，３２２の表面には例えば発
泡シリコンゴムのようなオイルに対して非吸収性の材料
を使用する。吸収性の材料を使用すると溜まった吸収し
たオイルを吐き出すこととなり、オイルむらになる。従
ってクリーニングローラ３１２，３２２に非吸収性の材
料を使用し、オイル塗布量のバラツキを抑える。またト
ナー等の異物除去性能を良くするため、離型性の低いも
のとし、さらに上、下ローラ３１０，３２０からの熱を
吸収しないよう熱容量の小さいものが選択使用される。
クリーニングローラ３１２，３２２およびオイル塗布ロ
ーラ３１３，３２３はそれぞれ上、下ローラ３１０，３
２０に圧着して従動回転する。

【００６０】さらに上ローラ３１０、下ローラ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および第２の温度検知手段である第１温度セ
ンサＳ１、第２温度センサＳ２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Ｈ１，第２ヒータＨ２および外部
ヒータＨ３の通電制御が行われ、所定の温度範囲内に保
持される。

【００６１】上ローラ３１０と下ローラ３２０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、ほぼ２〜７ｍｍとなっている。上ローラ３１０と下
ローラ３２０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１６０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転し、ニップ部におい
て両面定着が行われる。

【００６２】この画像形成装置１００では、定着手段で
ある定着装置３０は上、下ローラ３１０，３２０の各々
と、その間に挟持搬送される記録紙Ｐとの間に電界を形
成するため、不図示のコロナ帯電器又は導電性でスポン
ジ状の従動回転を可能とするローラ帯電器等に設けてロ
ーラ表面を帯電させる、あるいは、上、下ローラ３１
０，３２０の表面層３１０ｃ，３２０ｃ、及び弾性体層
３１０ｂに例えばカーボンブラック又は酸化チタンを含
有させて導電性を付与した導電性材料で構成し、不図示
のバイアス電源とローラの芯金３１０ａ，３２０ａとを
それぞれに安全抵抗を介して接続してバイアス電圧（例
えば上ローラ３１０には＋２００Ｖ又は−２００Ｖ、下
ローラ３２０には−２００Ｖ）を印加する等の電界形成
手段により、上ローラ３１０には上側トナー像のトナー
電荷と同極性の帯電を行い、下ローラ３２０には下側ト
ナー像のトナー電荷と同極性の帯電を行ってトナーとロ
ーラとの間で電気的反発力を高めることによって、両面
トナー像を一括して定着を行う際の電気的な静電オフセ
ットを完全に解消するようにしている。

【００６３】上記画像形成装置１００は、転写材の両面
にトナー像を形成して一括して定着を行う両面画像形成
モード（両面コピーモード）と、転写材の表面のみにト
ナー像を形成して定着を行う表面画像形成モード（表面
コピーモード）と、転写材の裏面のみにトナー像を形成
して定着を行う裏面画像形成モード（裏面コピーモー
ド）とによって画像形成プロセスを切り替える機能を有
し、画像形成モード設定ボタン（コピーモード設定ボタ
ン）によりモードを設定すると、そのモードに応じた画
像形成及び定着について優れた制御がされて、良好な画
像記録がなされる。以下この制御方法について説明す
る。

【００６４】図７は実施の形態１の制御系の一例を示す
ブロック図である。図において８０は制御部、８１は画
像形成装置本体の操作盤のコピーモード設定ボタン、８
３０はＤ／Ａ変換器、８３１，８３２，８３３は第１ヒ
ータＨ１、第２ヒータＨ２、外部ヒータＨ３のためのヒ
ータ電源である。コピーモード設定ボタン８１によって
設定されたコピーモードに応じて制御部８０より送出さ
れる制御信号はＤ／Ａ変換器８３０を経てＤ／Ａ変換さ
れたのちヒータ電源８３１，８３２，８３３に入力さ
れ、ユーザが選択したコピーモードに応じ、第１ヒータ
Ｈ１，第２ヒータＨ２，外部ヒータＨ３のＯＮ／ＯＦＦ
制御を行うと共に、制御部８０は画像形成装置１００の
上記モードに対応したプロセス制御を行う。この場合、
第１温度センサＳ１によって上ローラ３１０の表面温度
の、また第２温度センサＳ２によって下ローラ３２０の
表面温度の検知がなされ、所定の温度範囲にあるよう作
動中の加熱手段に対してＯＮ／ＯＦＦ制御を行って温度
制御がなされる。

【００６５】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表面コピーモード、表面およ
び裏面画像が検出された場合には両面コピーモード、あ
るいは裏面画像のみが検出された場合は裏面コピーモー
ドに自動選択して画像形成及び定着を行うこともなされ
る。

【００６６】表面コピーモードが選択されたときは、制
御部８０はメモリより或いは不図示の原稿読取装置から
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
像のトナー像を転写器１４ｃによって同期して給送され
る記録紙Ｐの上面（表面）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、上ロー
ラ３１０に対してマイナスの電界を形成するように前記
不図示の電界形成手段を作動させる。一方、下ローラ３
２０に対しては前記不図示の電界形成手段を作動させな
い。

【００６７】上ローラ３１０をソフトローラとする本実
施の形態では、両面又は表面コピーモードが選択された
ときは、上ローラ３１０の熱は記録紙Ｐによって奪わ
れ、表面温度がオフセット限界温度Ｔｃ（１５０℃）以
下になり、熱伝導性の低い弾性部材を用いたソフトロー
ラのためその熱回復も遅い。それで上ローラ３１０内部
の第１ヒータＨ１を大出力のヒータとするときは、ロー
ラ内部に熱がこもって温度が異常に上昇し、弾性部材の
素材材質を劣化させることとなる。このため本実施の形
態においては上ローラ３１０に外部加熱手段である外部
加熱ローラ３３１を設け、両面コピーモードおよび表面
コピーモードの場合に作動させるようにしてある。下ロ
ーラ３２０はハードローラとしてあるので、ローラ部分
での熱伝導性が良く、搬送と定着によって低下したロー
ラの表面温度を短時間のコピー間隔の間に元の温度に復
帰することが可能である。このような構成と制御によっ
て短時間のコピー間隔をもって搬送される記録紙Ｐ上の
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１８ａ，１８ｂ，１８ｃにより送られて、装置外
部のトレイに排出される。

【００６８】両面コピーモードが選択されたときは、制
御部８０は先ずメモリよりある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、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（裏面）には裏面転写器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、外部加熱ローラ３３１の外部ヒータ
Ｈ３を作動させた上ローラ３１０に対してプラスの電界
を形成するように前記不図示の電界形成手段を作動さ
せ、また下ローラ３２０に対してはマイナスの電界を形
成するように前記不図示の電界形成手段を作動させる。

【００６９】本発明の画像形成装置１００において、両
面コピーモードが設定されている時は、上ローラ３１０
の第１ヒータＨ１と外部加熱ローラ３３１の外部ヒータ
Ｈ３は作動状態にあって、第１温度センサＳ１が検知し
た検知温度を予め設定した設定定着温度Ｔｓと比較する
ことによりＯＮ／ＯＦＦ制御がなされる。ここで設定定
着温度Ｔｓはオフセット限界温度Ｔｃを上回る温度で、
本実施形態においては１８０℃〜２００℃に設定され
る。また下ローラ３２０の第２ヒータＨ２も作動状態に
あって、第２温度センサＳ２が検知した検知温度を設定
定着温度Ｔｓと比較することによりＯＮ／ＯＦＦ制御が
なされる。両面コピーモード時のローラ表面温度は図８
（ａ）に示すようになる。

【００７０】表面コピーモードが設定されている時も、
上ローラ３１０の第１ヒータＨ１と外部加熱ローラ３３
１の外部ヒータＨ３は作動状態にあって、第１ヒータＨ
１と外部ヒータＨ３は第１温度センサＳ１が検知した検
知温度を設定定着温度Ｔｓと比較することによりＯＮ／
ＯＦＦ制御がなされる。また下ローラ３２０の第２ヒー
タＨ２も作動状態にあってＯＮ／ＯＦＦ制御がなされる
が、表面コピーモード時には下ローラ３２０でトナー像
の定着を行う必要がないため、下ローラ３２０の第２ヒ
ータＨ２は第２温度センサＳ２が検知した検知温度を設
定定着温度Ｔｓよりも低い設定保温温度Ｔｈと比較する
ことによりＯＮ／ＯＦＦ制御がなされる。ここで設定保
温温度Ｔｈは下ローラ３２０で定着を行うように切り替
えたとき短時間で設定定着温度Ｔｓになるように予熱す
る温度であり、オフセット限界温度Ｔｃより低い温度
で、本実施形態においてはＴｈ＝１１０℃に設定され
る。表面コピーモード時のローラ表面温度は図８（ｂ）
に示すようになる。

【００７１】裏面コピーモードが設定されている時は、
感光体ドラム１０上に形成したトナー像を一旦トナー像
受像体１４ａ上に転写したのち、記録紙Ｐ上に転写する
こととなるので、両面コピーモードと同様の画像形成プ
ロセスが採用されるが、裏面コピーモード時には上ロー
ラ３１０でトナー像の定着を行う必要がないため、外部
加熱ローラ３３１の外部ヒータＨ３は不作動とし、第１
ヒータＨ１のみが作動状態にあって、第１ヒータＨ１は
第１温度センサＳ１が検知した検知温度を設定保温温度
Ｔｈと比較することによりＯＮ／ＯＦＦ制御がなされ
る。トナー像の定着を行う下ローラ３２０の第２ヒータ
Ｈ２は作動状態にあって、第２温度センサＳ２が検知し
た検知温度を設定定着温度Ｔｓと比較することによりＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御がなされる。裏面コピーモード時のロー
ラ表面温度は図８（ｃ）に示すようになる。

【００７２】以上の各コピーモードにおけるヒータの制
御状態を示すと表１のようになる。

【００７３】

【表１】

【００７４】このような制御によって、上ローラ３１０
は勿論、下ローラ３２０についても、トナー像の定着を
行うローラの表面温度はコピー中オフセット限界温度Ｔ
ｃ以上に保持されて、処理速度を高めながら良好な定着
が行われる。

【００７５】次に本実施の形態におけるウォーミングア
ップについて説明する。

【００７６】図９（ａ）は両面コピーモードにおける画
像形成に先立つウォーミングアップ時の上ローラ３１０
と下ローラ３２０の表面温度を示したものである。両面
コピーモードにおいては、主電源ＯＮに引き続くウォー
ミングアップ中のローラ加熱は第１ヒータＨ１、第２ヒ
ータＨ２および外部ヒータＨ３の３本のハロゲンランプ
の作動によって行われ、第１温度センサＳ１と第２温度
センサＳ２がそれぞれ設定定着温度Ｔｓに到達したこと
を検知するとウォーミングアップは終了し、「コピー動
作可能」の表示が操作盤に表示される。なお、図９
（ａ）において点線で示したグラフは外部ヒータＨ３を
作動させなかった時の上ローラ３１０の表面温度であっ
て、ウォーミングアップに要する時間は外部ヒータＨ３
を設けて作動させることにより大幅に短縮されることが
わかる。

【００７７】図９（ｂ）は表面コピーモードにおけるウ
ォーミングアップ中のローラ表面温度を示している。表
面コピーモードにおいても、主電源ＯＮに引き続くウォ
ーミングアップ中のローラ加熱は第１ヒータＨ１、第２
ヒータＨ２および外部ヒータＨ３の３本のハロゲンラン
プの作動によって行われる。ただし、第２ヒータＨ２は
第２温度センサＳ２の検知温度により設定保温温度Ｔｈ
に制御される。第１温度センサＳ１によって上ローラ３
１０の表面温度が設定定着温度Ｔｓに到達したことを検
知するとウォーミングアップは終了し、「コピー動作可
能」の表示が操作盤に表示される。両面コピーモード時
と同様に表面コピーモードにおいてもウォーミングアッ
プに要する時間は外部ヒータＨ３を設けて作動させるこ
とにより大幅に短縮される。

【００７８】図９（ｃ）は裏面コピーモードにおけるウ
ォーミングアップ中のローラ表面温度を示している。裏
面コピーモードにおいては、主電源ＯＮに引き続くウォ
ーミングアップ中のローラ加熱は第１ヒータＨ１と第２
ヒータＨ２の２本のハロゲンランプの作動によって行わ
れる。ただし、第１ヒータＨ１は第１温度センサＳ１の
検知温度により設定保温温度Ｔｈに制御される。下ロー
ラ３２０の表面温度が第２温度センサＳ２によって設定
定着温度Ｔｓに到達したことを検知するとウォーミング
アップは終了し、「コピー動作可能」の表示が操作盤に
表示される。本実施の形態では下ローラ３２０がハード
ローラであるため、裏面コピーモード時にウォームアッ
プに要する時間は両面コピーモード時や表面コピーモー
ド時よりも短くなっている。

【００７９】次にコピーモードの切り替えについて説明
する。

【００８０】両面コピーモードから表面コピーモード又
は裏面コピーモードへの切り替えの場合、両面コピーモ
ード時は上、下ローラ３１０、３２０の表面温度はいず
れも設定定着温度Ｔｓに到達しているので、待ち時間な
しに次の表面又は裏面コピーモードに移行できる。

【００８１】これに対し、表面コピーモードから両面又
は裏面コピーモードへの切り替え、あるいは裏面コピー
モードから両面又は表面コピーモードへの切り替えの場
合、下ローラ３２０又は上ローラ３１０の表面温度が設
定定着温度Ｔｓに到達していないので、コピーモード切
り替え時の待ち時間が必要となる。

【００８２】図１０（ａ）は表面コピーモードから両面
コピーモードへの切り替え時の上、下ローラ３１０、３
２０の表面温度を示すグラフである。表面コピーモード
から両面コピーモードへの切り替えがなされると、制御
部８０は直ちに第２ヒータＨ２の制御温度を設定保温温
度Ｔｈから設定定着温度Ｔｓに切り替え、上、下ローラ
３１０、３２０の表面温度を設定定着温度Ｔｓになるよ
うに制御する。下ローラ３２０の表面温度が設定保温温
度Ｔｈから設定定着温度Ｔｓに到達するまでの間は両面
コピーを禁止し、これが待ち時間となる。下ローラ３２
０の表面温度が設定定着温度Ｔｓに到達すると両面コピ
ーが可能となる。本実施の形態では下ローラ３２０がハ
ードローラであるため、表面コピーモードから両面コピ
ーモードへの切り替え時の待ち時間を短くすることがで
きる。

【００８３】図１０（ｂ）は表面コピーモードから裏面
コピーモードへの切り替え時の上、下ローラ３１０、３
２０の表面温度を示すグラフである。表面コピーモード
から裏面コピーモードへの切り替えがなされると、制御
部８０は直ちに第２ヒータＨ２の制御温度を設定保温温
度Ｔｈから設定定着温度Ｔｓに切り替えるとともに、外
部ヒータＨ３をＯＦＦとし、第１ヒータＨ１の制御温度
を設定定着温度Ｔｓから設定保温温度Ｔｈに切り替え、
下ローラ３２０の表面温度を設定定着温度Ｔｓに、上ロ
ーラ３１０の表面温度を設定保温温度Ｔｈになるように
それぞれ制御する。下ローラ３２０の表面温度が設定定
着温度Ｔｓに到達するまでの間は裏面コピーを禁止し、
この間が待ち時間となる。下ローラ３２０の表面温度が
設定定着温度Ｔｓに到達すると裏面コピーが可能とな
る。本実施の形態では下ローラ３２０がハードローラで
あるため、表面コピーモードから裏面コピーモードへの
切り替え時の待ち時間を短くすることができる。

【００８４】図１１（ａ）は裏面コピーモードから両面
コピーモードへの切り替え時の上、下ローラ３１０、３
２０の表面温度を示すグラフである。裏面コピーモード
から両面コピーモードへの切り替えがなされると、制御
部８０は直ちに外部ヒータＨ３をＯＮとするとともに、
第１ヒータＨ１および外部ヒータＨ３の制御温度を設定
定着温度Ｔｓに切り替え、上、下ローラ３１０、３２０
の表面温度を設定定着温度Ｔｓになるように制御する。
上ローラ３１０の表面温度が設定保温温度Ｔｈから設定
定着温度Ｔｓに到達するまでの間は両面コピーを禁止
し、これが待ち時間となる。上ローラ３１０の表面温度
が設定定着温度Ｔｓに到達すると両面コピーが可能とな
る。本実施の形態では上ローラ３１０がソフトローラで
あるが、第１ヒータＨ１に加えて外部ヒータＨ３を有し
ているため、裏面コピーモードから両面コピーモードへ
の切り替え時の待ち時間を短くすることができる。

【００８５】図１１（ｂ）は裏面コピーモードより表面
コピーモードへの切り替え時の上、下ローラ３１０、３
２０の表面温度を示すグラフである。裏面コピーモード
から表面コピーモードへの切り替えがなされると、制御
部８０は直ちに外部ヒータＨ３をＯＮとし、第１ヒータ
Ｈ１および外部ヒータＨ３の制御温度を設定定着温度Ｔ
ｓにするとともに、第２ヒータＨ２の制御温度を設定定
着温度Ｔｓから設定保温温度Ｔｈに切り替え、上ローラ
３１０の表面温度を設定定着温度Ｔｓに、下ローラ３２
０の表面温度を設定保温温度Ｔｈになるようにそれぞれ
制御する。上ローラ３１０の表面温度が設定保温温度Ｔ
ｈから設定定着温度Ｔｓに到達するまでの間は表面コピ
ーを禁止し、この間が待ち時間となる。上ローラ３１０
の表面温度が設定定着温度Ｔｓに到達すると表面コピー
が可能となる。本実施の形態では上ローラ３１０がソフ
トローラであるが、第１ヒータＨ１に加えて外部ヒータ
Ｈ３を有しているため、裏面コピーモードから表面コピ
ーモードへの切り替え時の待ち時間を短くすることがで
きる。

【００８６】（実施の形態２）図１２は実施の形態２の
制御系を示すブロック図である。画像形成装置本体は前
述の図１に示す画像形成装置１００と同一であり、制御
系も図７と同一の部分は同一の符号を付しているので詳
細な説明は省略する。図において、８２は記録紙サイ
ズ、厚さを指定する指定ボタンである。

【００８７】本実施形態の画像形成装置１００における
両面コピーモード時の加熱手段の制御は前述の実施の形
態１と全く同一であり、上ローラ３１０の第１ヒータＨ
１と外部加熱ローラ３３１の外部ヒータＨ３と下ローラ
３２０の第２ヒータＨ２とが作動状態にあって、第１ヒ
ータＨ１と外部ヒータＨ３は第１温度センサＳ１が検知
した検知温度を設定定着温度Ｔｓと比較することにより
ＯＮ／ＯＦＦ制御がなされ、第２ヒータＨ２は第２温度
センサＳ２が検知した検知温度を設定定着温度Ｔｓと比
較することによりＯＮ／ＯＦＦ制御がなされる。

【００８８】本実施形態の画像形成装置１００によって
記録紙Ｐの両面に画像を形成する場合、まずトナー像受
像体１４ａの１回転目に、記録紙Ｐの１ページに相当す
る裏面トナー像を感光体ドラム１０上に形成してトナー
像受像体１４ａ上に転写し、つぎにトナー像受像体１４
ａの２回転目に、記録紙Ｐの１ページに相当する表面ト
ナー像を感光体ドラム１０上に形成して記録紙Ｐの表面
に転写するとともに、トナー像受像体１４ａ上の裏面ト
ナー像を記録紙Ｐの裏面に転写したのち、１枚の記録紙
Ｐの表面と裏面にそれぞれ転写されたトナー像の定着が
両面同時になされる（以下、１枚宛コピーモードとい
う）。また本実施形態の画像形成装置１００は、コピー
処理速度を大にするため２枚コピーモードを有してい
て、例えばＡ４又はＢ５サイズの小サイズの記録紙Ｐの
両面に画像を形成する場合、トナー像受像体１４ａの１
回転目に、２枚の記録紙Ｐにそれぞれ転写する２ページ
分の裏面トナー像を形成してトナー像受像体１４ａ上に
転写し、トナー像受像体１４ａの２回転目に、２枚の記
録紙Ｐを連続して供給しながら記録紙Ｐの表面と裏面に
それぞれトナー像を転写し、トナー像受像体１４ａの２
回転で２枚の記録紙Ｐ上に両面画像が形成される。図１
３はこの状況を示す説明図で、トナー像受像体１４ａ上
に小サイズの記録紙Ｐの２ページ分の裏面トナー像を形
成した状態を示している。

【００８９】本実施形態の画像形成装置１００はＡ３サ
イズの記録紙まで画像記録を可能としていて、トナー像
受像体１４ａは、Ａ３サイズの長さと、連続コピー時に
必要とされるコピー間隔に相当する長さαとを加えた周
長を有している。図１４は各サイズの記録紙Ｐの両面に
画像を形成するときの、トナー像受像体１４ａ上のトナ
ー像の形成状態を説明する図であり、図１４（ａ）は２
枚コピーモードにおけるトナー像受像体１４ａ上のトナ
ー像形成状態を示す断面図、図１４（ｂ，ｃ，…ｆ，
ｇ）は各サイズの記録紙Ｐの１枚宛コピーモードと２枚
コピーモードにおけるトナー像受像体１４ａ上のトナー
像形成状態を示す展開図である。図において、Ｔはトナ
ー像、αはＡ３サイズの記録紙Ｐを用いて連続コピーす
る時に必要とされるコピー間隔に相当する長さ、すなわ
ちＡ３サイズ１枚宛の場合のトナー像間隔、βはＢ４サ
イズ１枚宛の場合のトナー像間隔を示している。定着装
置３０のローラ表面温度は、一定時間内に定着装置３０
を通過する記録紙Ｐの通過量が多いほど、言い換えれば
トナー像受像体１４ａ上に形成されるトナー像Ｔのサイ
ズが大きくトナー像Ｔの形成間隔が小さいほど、低下す
る傾向にある。従ってローラの温度低下を来しやすい順
は、図１４の（ｃ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｄ）、
（ｆ）、（ｇ）となる。

【００９０】本実施形態においては、温度低下したロー
ラ表面温度がオフセット限界温度Ｔｃ以下にならないよ
うにするため、記録紙Ｐのサイズと１枚宛のコピーモー
ドか２枚コピーモードかによって、設定定着温度Ｔｓを
変更しており、表２に示すように、図１４に示す各コピ
ー条件を３種類に分類し、ローラの温度低下の来しやす
い順に応じて設定定着温度Ｔｓを複数段設定している。
すなわち図１４の（ｃ），（ｂ）の場合はＴｓ₁＝２０
０℃、（ｅ），（ｄ）の場合はＴｓ₂＝１９０℃、
（ｆ），（ｇ）の場合はＴｓ₃＝１８０℃に設定し、温
度低下の大きいコピー条件ほど設定定着温度Ｔｓを高く
することによって、何れのコピー条件においてもローラ
表面温度がオフセット限界温度Ｔｃにまで低下するのを
防止している。

【００９１】

【表２】

【００９２】本実施形態においては、記録紙Ｐのサイズ
と１枚宛のコピーモードか２枚コピーモードかによって
設定定着温度Ｔｓを変更する以外に、記録紙Ｐの厚さに
よっても設定定着温度Ｔｓを変更しており、記録紙Ｐの
厚さが厚い場合には、指定ボタン８２により厚紙情報を
入力することによって、設定定着温度Ｔｓを１ランク高
めるような制御が行われる。

【００９３】なお、前記２つの実施の形態で示した発明
は、下ローラ３２０に代わってセラミックヒータを用い
たベルト式の定着手段を有するようにした画像形成装置
についても適用され同様の効果を得ることができる。

【００９４】

【発明の効果】本発明の請求項１によるときは、表面ト
ナー像の定着手段である上ローラをソフトローラとした
場合において、上ローラに対して内部加熱手段とともに
外部加熱手段を設けることによって、両面画像形成時お
よび表面画像形成時のウォーミングアップ時間とコピー
モード切り替え時の待ち時間とを格段に短くするととも
に、ソフトローラの弾性体層の劣化を防止し、さらにソ
フトローラ内部の加熱手段の電力を増大させて表面温度
の低下を防止する場合に比べ消費電力を大幅に節約して
良好な定着の行われる画像形成装置が提供されることと
なった。

【００９５】また請求項２によるときは、表面トナー像
の定着手段である上ローラをソフトローラとした場合に
おいて、上ローラに対して内部加熱手段とともに外部加
熱手段を設けることによって、両面画像形成のコピー中
に、上ローラの表面温度がオフセット限界温度Ｔｃ以下
に下がることを確実に防止することができるとともに、
ソフトローラ内部の加熱手段の電力を増大させて表面温
度の低下を防止する場合に比べ消費電力を格段に節約
し、良好な定着が安定して行われる画像形成装置が提供
されることとなった。

【００９６】さらに請求項３によるときは、転写材とし
てサイズの大きい転写材や厚みの厚い転写材を用いた場
合においても、コピー中に上ローラの表面温度がオフセ
ット限界温度Ｔｃ以下に下がることを確実に防止するこ
とができ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
断面構成図である。

【図２】図１の像形成体の断面図である。

【図３】両面のトナー像形成状態を示す説明図である。

【図４】転写材表面に画像形成する時のトナー像の状態
を示す説明図である。

【図５】転写材両面に画像形成する時のトナー像の状態
を示す説明図である。

【図６】定着装置の一実施形態の構成を示す断面図であ
る。

【図７】実施の形態１の制御系を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明における両面、表面および裏面のコピー
モード時の上下ローラの表面温度を示すグラフである。

【図９】本発明における各コピーモードの画像形成に先
立つウォーミングアップ時の上下ローラの表面温度を示
すグラフである。

【図１０】表面コピーモードより両面又は裏面コピーモ
ードに切り替える場合の上下ローラの表面温度を示すグ
ラフである。

【図１１】裏面コピーモードより両面又は表面コピーモ
ードへ切り替える場合の上下ローラの表面温度を示すグ
ラフである。

【図１２】実施の形態２の制御系を示すブロック図であ
る。

【図１３】トナー像受像体上に２枚の画像を形成する場
合を説明する断面図である。

【図１４】各サイズの記録紙の両面に画像を形成すると
きの、トナー像受像体上のトナー像の形成状態を説明す
る図である。

【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転写器（第１の転写手段）１４ｇ裏面転写器（第２の転写手段）１４ｈ紙分離ＡＣ除電器３０定着装置（定着手段）１００画像形成装置３１０上ローラ３２０下ローラ３３１外部加熱ローラ（外部加熱手段）３１０ａ，３２０ａ芯金３２０ｂ弾性体層３１０ｃ，３２０ｃ表面層Ｈ１第１ヒータＨ２第２ヒータＨ３外部ヒータＰ記録紙（転写材）Ｓ１第１温度センサ（第１の温度検知手段）Ｓ２第２温度センサ（第２の温度検知手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永瀬久喜東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転写材上の片面あるいは両面にトナー像
を転写したのちに定着する画像形成装置において、前記転写材の表面に対向する定着手段に対し内部加熱手
段と共に外部加熱手段を有し、両面画像形成又は表面画
像形成に先立つウォーミングアップ、あるいは裏面画像
形成モードより両面又は表面画像形成モードへの変更時
において、前記外部加熱手段により加熱することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】転写材上の片面あるいは両面にトナー像
を転写したのちに定着する画像形成装置において、前記転写材の表面に対向する定着手段に対し内部加熱手
段と共に外部加熱手段を有し、両面画像形成時におい
て、前記外部加熱手段により加熱することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】前記転写材の種類（厚さ、サイズ）によ
って前記外部加熱手段を制御することを特徴とする請求
項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記転写材の表面に対向する定着手段は
ソフトローラ、前記転写材の裏面に対向する定着手段は
ハードローラからなることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項に記載の画像形成装置。