JP2004333903A - 両面画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイズや厚さが異なる種々の記録媒体に対して第１面と第２面によらず均一な品質の画像を維持しつつ消費電力の低減を図ることである。
【解決手段】感光ドラム２１、スコロトロンチャージャー２２、ＬＳＵ２４、現像ローラ２６、転写ローラ２９等で構成される画像形成部と、ヒータランプ３１ａを有する加熱ローラ３１、プレスローラ３３等で構成される定着手段と、用紙搬送路Ｆ及び反転搬送路Ｒと、加熱ローラ３１の温度を検出する温度センサ３４と、ヒータランプ３１ａによる加熱を制御するヒータ駆動回路３２と、各部を統括制御するプリンタコントローラ１２とを備える。用紙の幅方向のサイズが小さく、且つ用紙の厚さが薄い場合には、第２面（裏面）定着時の温度目標値を第１面（表面）定着時の温度目標値より低く設定し、それ以外の場合は、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ファクシミリ装置、コピー装置、或いはファクシミリ機能とコピー機能を併有する複合機などに用いられる両面画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
両面印字が可能な画像形成装置としては、主として記録材（用紙）の第一面（表面）上に形成された画像を定着する第一定着手段と、主として記録材の第二面（裏面）上に形成された画像を定着する第二定着手段とを備え、第二定着手段の定着温度を、第一定着手段の定着温度よりも低く設定する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、被画像形成体（用紙）の第一面（表面）に画像の形成を行う第１の画像形成手段と、被画像形成体の第二面（裏面）に画像の形成を行う第２の画像形成手段と、被画像形成体上に形成された画像を熱定着させる定着手段とを備え、定着手段の熱定着温度を、第１の画像形成手段で形成された画像の定着時と第２の画像形成手段で形成された画像の定着時とで切り換え制御する技術や、第２の画像形成手段で形成された画像に対する定着手段の熱定着温度が第１の画像形成手段で形成された画像に対する定着手段の熱定着温度よりも低くなるように制御する技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
更に、給送される記録媒体（用紙）の第１面（表面）又は第２面（裏面）に画像を転写定着するための定着手段及び給送搬送路と、給送される記録媒体が第１面目の画像記録かどうかを判定する判定手段とを備え、判定手段による判定結果に基づいて定着手段に給送される記録媒体の第２面目に対する画像定着温度を第１面目の画像定着温度とは異なる温度になるように定着手段の定着温度を制御する技術や、判定手段による判定結果に基づいて定着手段に給送される記録媒体の第２面目に対する第２画像定着温度を第１面目の第１画像定着温度よりも低温になるように定着手段の定着温度を制御する技術がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６５１５８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平５−２４１４７６号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平７−２６１６０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１は、２つの定着手段を備えているものの、特許文献１〜３記載の技術は、いずれも第２面目の画像定着時には、第２面目の定着温度を第１面目の定着温度よりも低くすることで、ブリスターによる画像欠陥の防止、高温オフセットの低減、消費電力の節減等を実現している。
【０００９】
しかしながら、記録媒体として普通用いられる用紙は、規格だけでも大サイズのＡ３から小サイズのＢ５まで種々あり、規格以外の用紙（例えば葉書）等を含めると多種多様である。また、用紙の厚さも様々であり、例えば普通のコピー用紙にもグレードがある上、普通のコピー用紙と葉書とでは厚さがかなり違う。
【００１０】
このようなサイズや厚さが異なるあらゆる用紙に対して、一律に、第２面目の画像定着時に第２面目の定着温度を第１面目の定着温度よりも低くしても、消費電力の節約にはなるが、用紙の第１面と第２面によらず均一な画質を維持することは困難である。すなわち、或る用紙では第１面と第２面で画質は同じであっても、その用紙とはサイズや厚さが異なる別の用紙では第２面の画質が劣化してしまうことが起こり得る。
【００１１】
この発明は、そのような問題点に着目してなされたものであって、サイズや厚さが異なる種々の記録媒体に対して第１面と第２面によらず均一な品質の画像を維持しつつ消費電力の低減を図ることが可能な両面画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１記載の両面画像形成装置は、次の構成を備えることを特徴とする。
【００１３】
（ａ）記録媒体の一方面にトナー画像を担持させる画像形成部
（ｂ）加熱源を有し、画像形成部よりも記録媒体搬送方向の下流側に設けられ、記録媒体を加熱して記録媒体にトナー画像を定着させる定着手段
（ｃ）定着手段を出た記録媒体を表裏反転して画像形成部よりも記録媒体搬送方向の上流側まで搬送する反転搬送手段
（ｄ）定着手段の温度を検出するための温度検出手段
（ｅ）定着手段の温度の目標値を維持するように加熱源への電力供給を制御する制御手段
（ｆ）記録媒体の幅方向のサイズが大きい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定し、記録媒体の幅方向のサイズが小さい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する設定手段
また、請求項２記載の両面画像形成装置は、次の構成を備えることを特徴とする。
【００１４】
（ａ）記録媒体の一方面にトナー画像を担持させる画像形成部
（ｂ）加熱源を有し、画像形成部よりも記録媒体搬送方向の下流側に設けられ、記録媒体を加熱して記録媒体にトナー画像を定着させる定着手段
（ｃ）定着手段を出た記録媒体を表裏反転して画像形成部よりも記録媒体搬送方向の上流側まで搬送する反転搬送手段
（ｄ）定着手段の温度を検出するための温度検出手段
（ｅ）定着手段の温度の目標値を維持するように加熱源への電力供給を制御する制御手段
（ｇ）記録媒体の厚さが大きい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定し、記録媒体の厚さが小さい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する設定手段
請求項１，２記載の両面画像形成装置は、構成要素ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを共通に備えるが、請求項１の装置は、記録媒体（用紙）の幅方向のサイズ（用紙の搬送方向に直交する方向のサイズ）に応じて第２面定着時の温度目標値を設定し、請求項２の装置は、記録媒体の厚さに応じて第２面定着時の温度目標値を設定する。
【００１５】
具体的には、定着温度を低くすることができる場合、すなわち記録媒体の幅方向のサイズが小さい場合や、記録媒体の厚さが小さい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する。これにより、サイズや厚さが異なる種々の記録媒体に対して第１面と第２面によらず均一な品質の画像を維持しつつ消費電力の低減を図ることができる。
【００１６】
これは次の理由に基づいている。第２面定着時は、第１面定着時よりも記録媒体の温度が高く、記録媒体の含水分量も少なくなっているので、定着温度目標値を第１面定着時よりも低く設定しても、記録媒体にトナー画像を定着させることができる。このとき、記録媒体の幅方向のサイズが大きい場合や、記録媒体の厚さが大きい場合には、記録媒体によって定着手段の熱が多く奪われるので、定着不良を起こすことがあるが、本発明では、そのような場合には、定着温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定するので、そのような不具合が生じることはない。
【００１７】
なお、請求項１，２の装置において、低い温度目標値は待機温度以上とする。
【００１８】
また、上記構成要素は、下記の実施形態では、それぞれ次の部品等で構成される。
【００１９】
（ａ）画像形成部：感光ドラム２１、スコロトロンチャージャー２２、ＬＳＵ２４、供給ローラ２５、現像ローラ２６、転写ローラ２９等
（ｂ）定着手段：ヒータランプ３１ａを有する加熱ローラ３１、プレスローラ３３等
（ｃ）反転搬送手段：反転搬送路Ｒ、排出ローラ９１、搬送ローラ９２，９３等
（ｄ）温度検出手段：温度センサ３４
（ｅ）制御手段：ヒータ駆動回路３２
（ｆ），（ｇ）設定手段：プリンタコントローラ１２
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。
【００２１】
その実施形態に係る両面画像形成装置の内部構造の概略図を図１に示す。装置本体５０の上部にはフラットベッドスキャナ（ＦＢＳ）６０が設けられ、ＦＢＳ６０は、装置本体５０の奥寄りの位置にヒンジ連結されて手前側が開閉可能なブックプラテンカバー６１を有する。このブックプラテンカバー６１は、その左側に自動原稿供給装置（ＡＤＦ）７０が配置されており、ＡＤＦ７０により読み取る原稿が載置される原稿供給トレイ６２をその上部に、読み取り後の原稿が排出される原稿排出トレイ６３を原稿供給トレイ６２の下側にそれぞれ備えている。
【００２２】
ＡＤＦ７０内において、原稿供給トレイ６２の原稿出口に近接した位置に、原稿を１枚ずつ分離するための分離ローラ７１が設けられ、更に原稿搬送路中に移送ローラ７２が設けられ、原稿排出トレイ６３の原稿入口に近接した位置に排出ローラ７３が設けられている。
【００２３】
ＡＤＦ７０で搬送された原稿の画像を読み取る読取位置には、２枚のミラー７５とＣＣＤ７６が配置され、原稿の画像がミラー７５により反射されて、ＣＣＤ７６により撮像される。なお、図面には示してないが、原稿を照射する光源も配置されている。
【００２４】
一方、装置本体５０の下部には装置本体５０に対して出入可能な給紙カセット８０が配置され、その上方に排紙トレイ８１が配置されている。給紙カセット８０から排紙トレイ８１までは、給紙カセット８０の用紙Ｐに片面印字するときの用紙搬送路Ｆになっており、この用紙搬送路Ｆとは別に両面印字するときの反転搬送路Ｒも用紙搬送路Ｆの外側に設定されている。この装置では、下部の給紙カセット８０から用紙搬送路Ｆ（及び反転搬送路Ｒ）を経て排紙トレイ８１に至る経路が横向きのＵ字状になっており、給紙カセット８０と排紙トレイ８１との間に、後記ＬＳＵ２４、現像器ユニット９０等が配置され、スペースが有効活用されている。
【００２５】
用紙搬送路Ｆには、感光体として外周面に光導電膜を有する感光ドラム２１が配置され、感光ドラム２１は、ＲＸモータ４１により回転される。この感光ドラム２１の周囲には、帯電器のスコロトロンチャージャー２２が配置され、用紙に対する印字を行う場合には、このスコロトロンチャージャー２２に帯電バイアス印加回路２３により所定のバイアス電圧が印加される。バイアス電圧が印加されたスコロトロンチャージャー２２は、感光ドラム２１の外周面を一様に帯電させる。
【００２６】
排紙トレイ８１の下方に配置された露光部としてのレーザスキャンユニット（ＬＳＵ）２４は、ポリゴンモータによりスキャンレーザ光を感光ドラム２１に照射し、入力された画像情報に基づき感光ドラム２１の外周面に画像情報に対応する静電潜像を形成する。
【００２７】
更に、感光ドラム２１の周囲には現像器ユニット９０が配置されている。現像器ユニット９０は、トナーを入れたトナーケース、供給ローラ２５、現像ローラ２６等により構成される。供給ローラ２５は、トナーケースからトナーを帯電させつつ現像ローラ２６に供給するもので、この供給ローラ２５には現像バイアス印加回路２８により所定のバイアス電圧が印加される。この供給ローラ２５と感光ドラム２１に接触して配置された現像ローラ２６にも、現像バイアス印加回路２８により所定のバイアス電圧が印加される。
【００２８】
更に、用紙搬送路Ｆには、転写器として転写ローラ２９が配置され、転写ローラ２９は、用紙搬送路Ｆを挟んで感光ドラム２１の外周面と接触し、ＲＸモータ４１により回転される。この転写ローラ２９には転写バイアス印加回路３０により所定のバイアス電圧が印加される。
【００２９】
用紙搬送路Ｆの用紙送り出し側に配置された定着器は、ヒータランプ３１ａを有する加熱ローラ３１、プレスローラ３３等で構成される。加熱ローラ３１はヒータランプ３１ａにより所定の温度に加熱される。加熱ローラ３１とプレスローラ３３とは、転写ローラ２９による転写後の用紙を加熱圧接することにより、用紙上のトナー画像を定着させる。
【００３０】
また、感光ドラム２１の周囲には拡散手段としてのメモリ除去ブラシ３５が配置されている。このメモリ除去ブラシ３５は、転写後にも感光ドラム２１の外周面に画像の輪郭に沿って残るトナー画像（メモリ画像）を除去するためのものである。
【００３１】
片面印字時には、給紙カセット８０の用紙Ｐは、ピックアップローラ３６により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ３８により搬送され、感光ドラム２１と転写ローラ２９との間（ニップ部）、加熱ローラ３１とプレスローラ３３との間を順に通過し、ＤＵＰモータ４２で正回転される排出ローラ９１により排紙トレイ８１に排出される。
【００３２】
両面印字時には、加熱ローラ３１とプレスローラ３３との間を通過した片面印字終了後の用紙Ｐは、排出ローラ９１に挟持されているときに、ＤＵＰモータ４２により排出ローラ９１が逆回転するので、両面印字用の反転搬送路Ｒの搬送ローラ９２，９３で給紙カセット８０側に搬送され、表裏が逆転した状態で再び用紙搬送路Ｆに送り込まれ、搬送ローラ３８により感光ドラム２１と転写ローラ２９とのニップ部に向けて搬送される。両面印字が終了した用紙Ｐ′は、正回転の排出ローラ９１により排紙トレイ８１に排出される。
【００３３】
この装置の概略構成のブロック図を図２に示す。図２において、この装置のプリンタは、プリンタ各部を制御するプリンタコントローラ１２を備える。プリンタコントローラ１２は、用紙の幅方向のサイズが大きい場合には、第２面（裏面）の定着時の温度目標値を第１面（表面）の定着時の温度目標値と同じに設定し、用紙の幅方向のサイズが小さい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する機能と、用紙の厚さが大きい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定し、用紙の厚さが小さい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する機能とを有する。
【００３４】
プリンタ内部には、前記感光ドラム２１が配置され、感光ドラム２１はＲＸモータ４１により回転される。この感光ドラム２１の周囲には、帯電器としてスコロトロンチャージャー２２が配置され、このスコロトロンチャージャー２２には帯電バイアス印加回路２３により所定のバイアス電圧が印加される。バイアス電圧が印加されたスコロトロンチャージャー２２は、感光ドラム２１の外周面を約＋８００Ｖに一様に帯電させる。感光ドラム２１の周囲に配置された露光部としてのＬＳＵ（レーザスキャンユニット）２４は、ポリゴンモータによりスキャンレーザ光を照射し、入力された画像情報に基づき感光ドラム２１の外周面にレーザ光を照射し、外周面に画像情報に対応する静電潜像を形成する。
【００３５】
更に、感光ドラム２１の周囲に配置された現像器は、供給ローラ２５、現像ローラ２６、ブレード２７及び現像バイアス印加回路２８等により構成される。供給ローラ２５は、トナーを入れたトナーケースからトナーを帯電させつつ現像ローラ２６に供給するもので、この供給ローラ２５には現像バイアス印加回路２８により所定のバイアス電圧（＋３００Ｖ〜＋７００Ｖ）が印加される。この供給ローラ２５と感光ドラム２１に接触して配置された現像ローラ２６には、現像バイアス印加回路２８により所定のバイアス電圧（＋３００Ｖ〜＋６００Ｖ、好適には約＋４５０Ｖ）が印加される。
【００３６】
ブレード２７は、現像ローラ２６の外周面に弾性的に接触し、現像ローラ２６の外周面に付着したトナーの層厚を均一にするもので、このブレード２７には現像バイアス印加回路２８により所定のバイアス電圧（＋３００Ｖ〜＋７００Ｖ）が印加される。
【００３７】
更に、感光ドラム２１の周囲に配置された転写器としての転写ローラ２９は、用紙搬送路Ｆを挟んで感光ドラム２１の外周面と接触するように配置され、ＲＸモータ４１により回転される。この転写ローラ２９には転写バイアス印加回路３０により所定のバイアス電圧が印加される。
【００３８】
用紙搬送路Ｆの用紙送り出し側に配置された定着器は、ヒータランプ３１ａを有する加熱ローラ３１、ヒータ駆動回路３２及びプレスローラ３３等で構成される。加熱ローラ３１のヒータランプ３１ａはヒータ駆動回路３２により、加熱ローラ３１の外周面が所定の温度となるよう加熱する。加熱ローラ３１の温度は、温度センサ３４によって検出される。加熱ローラ３１とプレスローラ３３は、転写ローラ２９による転写後の用紙を加熱圧接することにより、用紙上のトナー画像を定着させる。また、感光ドラム２１の周囲のスコロトロンチャージャー２２と転写ローラ２９との間に、メモリ除去ブラシ３５が設けられている。
【００３９】
この他、用紙搬送路Ｆに沿って、ピックアップローラ３６、搬送ローラ３８を備え、ＲＸモータ４１の他に、ＤＵＰモータ４２を備えている。
【００４０】
上記のように構成された両面画像形成装置の動作を概説すると、スコロトロンチャージャー２２により感光ドラム２１が約＋８００Ｖに一様に帯電され、その感光ドラム２１にＬＳＵ２４により画像情報に対応する静電潜像が形成され、現像ローラ２６により感光ドラム２１上の静電潜像にトナーが吸着されて、感光ドラム２１上にトナー画像が形成される。そして、転写ローラ２９により感光ドラム２１上のトナー画像が用紙に転写される。転写後は、加熱ローラ３１とプレスローラ３３により用紙が加熱・加圧され、用紙にトナー画像が定着される。
【００４１】
この装置の特徴は、両面印字の場合に、第２面定着時に用紙の幅方向のサイズや厚さに応じて温度目標値を設定する点である。具体的には、図３の表に示すように、用紙の幅方向のサイズが大きく、且つ用紙の厚さが薄い場合、用紙の幅方向のサイズが大きく、且つ用紙の厚さが厚い場合、及び用紙の幅方向のサイズが小さく、且つ用紙の厚さが厚い場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定する。これに対して、用紙の幅方向のサイズが小さく、且つ用紙の厚さが薄い場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する。この温度目標値は、例えばプリンタコントローラ１２が設定する。
【００４２】
後者の場合の第１面定着時及び第２面定着時の温度目標値の関係は、図４に示すとおりである。すなわち、第２面定着時の温度目標値は、第１面定着時の温度目標値より低いが、待機温度以上である（待機温度を下回ることはない）。第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低くする場合、第１面定着済みの用紙が反転搬送路Ｒを通過して再び用紙搬送路Ｆに送り込まれるまで或る程度の時間があるので、その間に第２面定着時の定着温度を低くすることができる。
【００４３】
加熱ローラ３１の温度は温度センサ３４で検出されるので、検出温度に応じて加熱ローラ３１が第１面及び第２面定着時の温度目標値を維持するようにヒータランプ３１ａによる加熱がヒータ駆動回路３２により制御される。両面印字時は、図３の表に示す条件に基づいて、プリンタコントローラ１２が温度目標値を設定し、この指示を受けて、ヒータ駆動回路３２がヒータランプ３１ａによる加熱を制御する。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によれば、サイズや厚さが異なる種々の記憶媒体に対して第１面と第２面によらず均一な品質の画像を維持しつつ消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に係る両面画像形成装置の内部構造の概略図である。
【図２】同両面画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】同両面画像形成装置において、用紙の幅方向のサイズ及び用紙の厚さに対する第２面（裏面）定着時の温度目標値を示す表である。
【図４】同両面画像形成装置において、第１面（表面）及び第２面（裏面）定着時の温度目標値を示す図である。
【符号の説明】
１２ プリンタコントローラ
２１ 感光ドラム
２２ スコロトロンチャージャー
２４ ＬＳＵ（レーザスキャンユニット）
２６ 現像ローラ
２９ 転写ローラ
３１ 加熱ローラ
３１ａ ヒータランプ
３２ ヒータ駆動回路
３３ プレスローラ
３４ 温度センサ
Ｆ 用紙搬送路
Ｒ 反転搬送路

Claims (3)

1. 記録媒体の一方面にトナー画像を担持させる画像形成部と、
   加熱源を有し、画像形成部よりも記録媒体搬送方向の下流側に設けられ、記録媒体を加熱して記録媒体にトナー画像を定着させる定着手段と、
   定着手段を出た記録媒体を表裏反転して画像形成部よりも記録媒体搬送方向の上流側まで搬送する反転搬送手段と、
   定着手段の温度を検出するための温度検出手段と、
   定着手段の温度の目標値を維持するように加熱源への電力供給を制御する制御手段と、
   記録媒体の幅方向のサイズが大きい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定し、記録媒体の幅方向のサイズが小さい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する設定手段と、
   を備えたことを特徴とする両面画像形成装置。
2. 記録媒体の一方面にトナー画像を担持させる画像形成部と、
   加熱源を有し、画像形成部よりも記録媒体搬送方向の下流側に設けられ、記録媒体を加熱して記録媒体にトナー画像を定着させる定着手段と、
   定着手段を出た記録媒体を表裏反転して画像形成部よりも記録媒体搬送方向の上流側まで搬送する反転搬送手段と、
   定着手段の温度を検出するための温度検出手段と、
   定着手段の温度の目標値を維持するように加熱源への電力供給を制御する制御手段と、
   記録媒体の厚さが大きい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値と同じに設定し、記録媒体の厚さが小さい場合には、第２面定着時の温度目標値を第１面定着時の温度目標値より低く設定する設定手段と、
   を備えたことを特徴とする両面画像形成装置。
3. 前記低い温度目標値は、待機温度以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の両面画像形成装置。

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