JP2933684B2

JP2933684B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2933684B2
Application number: JP2188009A
Authority: JP
Inventors: 康則河石; 龍夫広野; 伸夫笠原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2014-08-16
Also published as: JPH0475069A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は画像形成装置に係り、特に単色複写時、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、単色または多色複写時、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、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
と同じく充分な定着熱量、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。

上記，のごとく、相反する条件を共に満足させる
ため、例えば、実開昭59−192158号公報には、転写紙が
転写部を離れ、かつ転写紙先端が定着装置手前側の所定
位置にあることを検出して紙搬送速度、複写プロセス速
度を変える技術が提案されている。

また、特開昭60−229041号公報には、単色コピー時と
多色コピー時とで複写プロセス速度、紙搬送速度を異な
らせる技術が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術のうち前者においては、
転写部から定着装置までの距離が最大通紙長さ以上必要
となり、装置が大型化する欠点があつた。また後者にお
いては、複写速度が全体として低下するという不具合が
あつた。

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、単色複写時、多色複写時にそれぞれの複写条件を満
足しつつ、複写速度を最大限に上げることを目的とす
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、単色また
は多色複写時、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、表
面モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等
速とし、裏面モード時は、作像プロセス速度は変化させ
ずに紙搬送速度を作像プロセス速度よりも低速とする制
御手段を備えた第１の手段により達成される。

また、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、単
色または多色複写時、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、表面モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度を
ほぼ等速とし、裏面モードであつて多色複写時は、紙搬
送速度を作像プロセス速度よりも低速とし、かつ裏面モ
ードであつて単色複写時は、裏面モード側の定着ローラ
温度を上げて作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速
とする制御手段を備えた第２の手段によつても達成され
る。

さらに、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、
単色または多色複写時、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、表面モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度
をほぼ等速とし、裏面モードであつて多色複写時に紙搬
送速度を作像プロセス速度よりも低速のv₁とし、同じく
多色複写時に厚紙検知手段からの信号を受信した時には
上記紙搬送速度をv₁よりもさらに低速のv₂とし、かつ裏
面モードであつて単色複写時は、定着条件を変更して作
像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速とする制御手段
を備えた第３の手段によつても達成される。

〔作用〕

第１の手段によれば、制御手段により、表面モード時
は、作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速とし、裏
面モード時は、作像プロセス速度は変化させずに紙搬送
速度を作像プロセス速度よりも低速とするように制御す
る。

また第２の手段によれば、制御手段により、表面モー
ド時は、作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速と
し、裏面モードであつて多色複写時は、後搬送速度を作
像プロセス速度よりも低速とし、かつ裏面モードであつ
て単色複写時は、裏面モード側の定着ローラ温度を上げ
て作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速とするよう
に制御する。

さらに第３の手段によれば、制御手段により、表面モ
ード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速と
し、裏面モードであつて多色複写時に紙搬送速度を作像
プロセス速度よりも低速のv₁とし、同じく多色複写時に
圧紙検知手段からの信号を受信した時には上記紙搬送速
度をv₁よりもさらに低速のv₂とし、かつ裏面モードであ
つて単色複写時は、定着条件を変更して作像プロセス速
度と紙搬送速度をほぼ等速とするように制御する。

〔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
図であつて、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Ｄを載置するコンタクトガラス
１、原稿Ｄ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取り光電変換するカ
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Ｄが照明走査されると原稿
画像はカラー撮像素子７によつ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じて書き込
まれる。なお、感光体８への書き込み順を不図示のバツ
フア（フレームメモリではない）に一旦記憶し、変更す
ることによつて感光体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つて書き込まれた潜像
は現像手段13によつてトナー像として可視化される。現
像手段13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1
3C、およびブラツ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、チヤージヤ16によつて転写
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、カセツト17（または18）上にストツクされて
いる転写紙は、給紙コロ19（または20）によつて上面よ
り順次給紙され、送りローラ21によつてレジストローラ
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、チヤージヤ16によつ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、
チヤージヤ23,24によつて転写紙に転写され、最後にチ
ヤージヤ25によつ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によつて
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によつ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
よつて転写紙は中間スタツク手段である中間トレイ38に
スタツクされる。その後、再度の複写指令によつて再給
紙ローラ39によつて転写紙はレジストローラ22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。

チヤージヤ40は、トナー像下の感光体８の電位低下用
のチヤージヤであり、トナー像の転写効率のアツプ等の
効果がある。チヤージヤ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によつ
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、チヤージヤ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・紙粉等によつて
書き込み手段が汚れるのを防ぐ。チヤージヤ46は中間転
写体ベルト15面の極性転換用の除電チヤージヤ、チヤー
ジヤ47はクリーニング後の極性転換用の除電チヤージヤ
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
ブロツクの一実施例を第３図を用いて説明する。

この画像データ処理ブロツクは画像読取部、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
/mm）に応じてCCD102を駆動させる。CCD102によつて電
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、シエーデイング補正お
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104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、クロツク発生部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
ニツト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Ｄ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、LD111（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図のブロツ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入力制御部（不図示）からな
る。入力された各種複写モードは、キー入力制御部にて
処理され、画像処理部105へデータを出力する。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（スキヤナ・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26,27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ツチ、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。オプシヨン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Ｐ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13によつて現像後、中間転写
体ベルト15上に順次重ね転写され、感光体８から中間転
写ベルト15への転写終了後、作像プロセス速度v₀より低
速のv₁で中間転写体ベルト15上の画像と同期をとつてレ
ジストローラ22が駆動される。このレジストローラ22に
より転写紙Ｐは裏面に画像を転写されながら搬送され、
定着後排紙される。この時、感光体８は上記した低速v₁
で駆動されていると転写紙Ｐの擦れによる劣化などもな
いため、都合がよい。

さらに、厚紙を検知すると紙搬送速度はv₁よりもさら
に低速のv₂に制御される。なお、厚紙検知手段は公知の
技術が適宜応用される。

第６図は白黒原稿、カラー原稿を混載した原稿におけ
る転写紙ページ揃えモード選択時の白黒原稿の作像モー
ドの説明図である。但し、カラー原稿は第５図に示す作
像モードと同じである。

白黒原稿時、感光体８上に正像潜像を形成後、この潜
像を黒現像器13Bにて可視化し、中間転写体ベルト15上
にこの可視化されたトナー像を転写後、第１の実施例に
よれば作像プロセス速度より低速でトナー像が転写紙Ｐ
の裏面に転写される。

また第２の実施例によれば、転写時、下定着ローラ27
の温度を低温（140℃〜180℃）から高温（185℃）に切
り換えた上で転写紙Ｐ上の画像は定着される。（紙搬送
速度は作像プロセス速度と同じ）。

第７図は定着装置の一例を示す縦断面図であり、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10〜50μ
ｍ、高硬度シリコンゴム0.1〜0.5mmで構成され、芯金26
bをコーテイングしている。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、高信頼
性が要求されるので、テフロンもしくはシリコンゴム
（HTV）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27b、離型
層27cから構成され、芯金27bの上に、比較的厚肉（１〜
10mm）の低硬度シリコンゴム（RTVまたはLTV）からなる
離型層27cがコーテイングされている。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、ニツプを得る効
果もあるが、ニツプ形状により転写紙が上向き方向に搬
送されるので（第８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つても違う
が、一般に上定着ローラ27の表面温度は140〜180℃程度
（150〜160℃が多い）に制御される。なお、第７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がそれぞれ載つている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、
制御手段により、表面モード時は、作像プロセス速度と
紙搬送速度をほぼ等速とし、裏面モード時は、作像プロ
セス速度は変化させずに紙搬送速度を作像プロセス速度
よりも低速とするように制御したので、１）作像プロセス速度が一定であるため、作像条件を切
換える手間が省ける、２）多色複写速度を上げながら定着性能を満足した画像
が得られる、等の効果を奏する。

また、請求項２記載の発明によれば、制御手段によ
り、表面モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度を
ほぼ等速とし、裏面モードであつて多色複写時は、紙搬
送速度を作像プロセス速度よりも低速とし、かつ裏面モ
ードであつて単色複写時は、裏面モード側の定着ローラ
温度を上げて作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速
とするように制御したので、上記に加え、裏面モード時
であつても単色時の紙搬送速度を作像プロセス速度とほ
ぼ同じにする（定着温度を上げて）ことにより複写速度
を上げることが可能になるという効果を奏する。

さらに、請求項３記載の発明によれば、制御手段によ
り、表面モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度を
ほぼ等速とし、裏面モードであつて多色複写時に紙搬送
速度を作像プロセス速度よりも低速のv₁とし、同じく多
色複写時に厚紙検知手段からの信号を受信した時には上
記紙搬送速度をv₁よりもさらに低速のv₂とし、かつ裏面
モードであつて単色複写時は、定着条件を変更して作像
プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速とするように制御
したので、請求項２記載の発明の効果に加え、厚紙、特
にOHP（オーバヘツドプロジエクト用紙）での多色複写
時に十分な定着が行え、色再現性が良くなるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される画像形成装置の全体ブロツ
ク図、第２図は画像形成装置の構成図、第３図は画像デ
ータ処理ブロツクの一例を示す図、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図は転写紙ページ揃
えモード選択時の白黒原稿の作像モードの説明図、第７
図は定着装置の一例の縦断面図、第８図はニツプ形状に
より転写紙が上向きに搬送される様子を示す説明図であ
る。１……コンタクトガラス、２……照明ランプ、3,4,5…
…第1,第2,第３ミラー、６……結像レンズ、７……カラ
ー撮像素子、９……LD、10……回転多面鏡、11……結像
光学系、12……ミラー、13……現像手段、15……中間転
写体ベルト、16,23……チヤージヤ、28,35……第1,第２
の切換爪、38……中間トレイ、121……システムコント
ローラ（制御手段）、130……記憶部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−239786（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−264768（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−98869（ＪＰ，Ａ) 特開平１−224779（ＪＰ，Ａ) 特開平３−21973（ＪＰ，Ａ) 特開平４−60571（ＪＰ，Ａ) 実開平１−171470（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−193243（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、単色または
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、表面
モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速
とし、裏面モード時は、作像プロセス速度は変化させず
に紙搬送速度を作像プロセス速度よりも低速とする制御
手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】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、単色または
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、表面
モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速
とし、裏面モードであつて多色複写時は、紙搬送速度を
作像プロセス速度よりも低速とし、かつ裏面モードであ
つて単色複写時は、裏面モード側の定着ローラ温度を上
げて作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速とする制
御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】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、単色または
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、表面
モード時は、作像プロセス速度と紙搬送速度をほぼ等速
とし、裏面モードであつて多色複写時に紙搬送速度を作
像プロセス速度よりも低速のv₁とし、同じく多色複写時
に厚紙検知手段からの信号を受信した時には上記紙搬送
速度をv₁よりもさらに低速のv₂とし、かつ裏面モードで
あつて単色複写時は、定着条件を変更して作像プロセス
速度と紙搬送速度をほぼ等速とする制御手段を備えたこ
とを特徴とする画像形成装置。