JPH0731463B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は転写材（以下シートと称す）の両面に画像を形
成する複写機等の両面画像形成装置に関するものであ
り、特にシート上のトナー像を定着させる定着装置の改
良を図った両面画像形成装置に関するものである。

従来電子写真法を利用してシートの表裏両面に複写像を
形成する所謂両面複写を行うための複写機がすでに種々
提案実現されている。例えば、シートの表面に通常の片
面複写を行い、その片面複写済のシートを再び元の給紙
部、或は別の第２の給紙部へ導き、次にシートの裏面に
複写が行われるようにこれを再び複写処理部へ送り込ん
で裏面に表面と同じように複写を行う形式のものがあ
る。これは複写処理部が一組でよくまた構成が簡易でコ
ンパクトなものとなることから、最も実用的な両面複写
機である。この形式の両面複写機においてシート上にト
ナー像を定着させるための定着器としては、加熱圧接さ
れた一対のローラー間にシートを通過せしめることによ
り定着を行う熱ローラー定着器が効率の高いものとして
用いられている。この熱ローラー定着において定着の程
度即ち定着度を左右する要素はニップ量である。ニップ
量はローラーの圧接力により生ずるニップ巾、加熱量及
びシートの移動速度の関数であり定着度を決定するもの
である。

ところで従来の両面複写機では第１面の定着と第２面の
定着は共に同一のニップ量で行なわれるだけでなく、そ
の要素たる圧接力、加熱量、移動速度も全く同一量で行
なわれている。しかし定着されるシートの状態は第１面
定着時と第２面定着時とでは大巾に異なる。すなわち、
シートに通常含まれている水分が第１面の定着を終了し
た後はある程度除去されており、さらに第１面定着後の
シートは余熱を有しているといった具合である。また、
第１面の定着を高い定着度で行うとシートにシワやカー
ルが生じ易く、これがその後第２面の複写を行うための
シートの搬送、中断トレイへの収納、そこからの再給
紙、第２面像の転写等、それ以降のプロセスに支障を来
す恐れがある。

従って従来のように第１面の定着も第２面の定着も同じ
ニップ量で行うには必ずしも良策とはいえない。

そこで本発明は、上記従来装置の欠点を解消し、第１面
定着でのシワやカールを防止し、且つ省電力化及びロー
ラー軸受モーター等の長寿命化をも実現した熱ロール定
着器を備えた両面画像形成装置を提供することを目的と
している。

本発明の要旨は、加熱ローラと、この加熱ローラとニッ
プを形成する加圧ローラと、を有し、上記ニップで記録
材上に担持された未定着画像を定着し記録材の片面のみ
に画像を形成する片面モードと、上記ニップで記録材の
第１面に担持された未定着画像を定着しその後記録材の
第２面に担持された未定着画像を定着して記録材の両面
に画像を形成する両面モードとが可能な画像形成装置に
おいて、両面モードにおける記録材の第１面の定着度は
片面モードの場合における定着度より低く、且つ第２面
の定着度は第１面の定着度より高いことを特徴とする画
像形成装置にある。

以下本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る両面複写機の側断面
図である。

図に於いて、原稿１は原稿台の透明板２上に置かれ、光
学系は移動反射ミラー3,4、レンズ５及び固定反射ミラ
ー6,7により構成されている。即ち原稿１は、照明ラン
プ８と一体となって移動する移動反射ミラー３と、この
移動反射ミラー３のそれの1/2の移動速度をもって同一
方向へ移動する移動反射ミラー４により光路長を等しく
保たれながら、更にレンズ５と固定反射ミラー6,7を経
てスリット露光され、感光ドラム９上へ結像される。こ
こで感光ドラム９の表面は、導電体で裏打ちされた光導
電層の上を透明絶縁層で覆った感光体からなり、感光体
はその回転につれてまず高圧電源10から正の高電圧を供
給されているプラス帯電器11により正に帯電させられ
る。続いて露光部12に達すると、照明ランプ８に照明さ
れた原稿台の透明板２上の原稿１の像が移動反射ミラー
3,4及びレンズ５、固定反射ミラー6,7によりドラム９上
に結像される。感光ドラム９は原稿像を露光されると同
時に、高圧電源10からAC高電圧を供給されている交流コ
ロナ放電器13により交流コロナ放電を受ける。次いで、
感光体は全面露光ランプ14による全面露光を受けて、感
光ドラム９表面に静電潜像が形成され、次いで現像器15
に到る。現像は磁気スリーブ方式による粉体現像により
行なわれ、静電潜像は顕像化される。他方、シートは給
紙部より送り出されてくる訳であるが、給紙部の中断ト
レイ17、第１給紙台18はカセットタイプであり、第２給
紙台19は自動紙昇降装置を有する比較的多数枚積載可能
なデッキタイプであって、中断トレイ17は、両面複写時
の給紙台としても用いられる。17,18,19のいずれかより
送られてきたシートは、その第１面がドラム９に密着さ
せられる。そこで転写帯電器20は高圧電源10により正の
帯電をシートに行い、ドラム９上の像をシート上に転写
する。転写を終えたシートは、分離部21でドラム９から
分離され、搬送経路22を経て定着装置23に導かれる。定
着装置23は、加熱源53を有する定着ローラー51及び表面
にゴム層を有する加圧ローラー52により構成されてお
り、互いに圧接したこれらローラー間を粉体像を有する
シートが通過し、圧力及び熱により粉体像をシート上に
定着せしめる。

定着装置23を通過したシートは、両面複写の場合には、
搬送経路27aへ送り出され、さらに中断トレイ17へ第１
面に形成された画像側を上面にして収納される。同様の
複写過程を経て設定枚数分のシートが中断トレイ17内に
積載される。次にコピーボタン（図示せず）オンの信号
により、中断トレイ17内の第１面複写済シートは搬送路
46へ送り出され、シートの第２面が感光ドラム９に密着
されて第２面に画像が転写された後、搬送路22、定着装
置23そして搬送経路27bあるいは27cを経てソータ30ある
いはトレイ31内へ排出される。以下設定枚数分だけ同様
の複写過程を行う。なお片面複写だけの場合には、定着
装置23を通過したシートは搬送経路27bあるいは27cへ導
かれてソータ30あるいはトレイ31内へ搬出される。この
ように搬送経路は通常実線の27cの位置にあり、必要に
より信号を受けて点線27aあるいは27bの位置に切換わる
ものである。

第２図は第１図に示した定着装置の熱源53の詳細図を示
したものである。即ち熱源53は主発熱体53aと二つの補
助発熱体53b,53cを有する。片面複写のみの場合の定着
時においては主発熱体53a、補助発熱体53b,53cの全てに
通電されるが、両面複写の第１面複写の場合にはその複
写開始の信号により補助発熱体53b及び53cへの通電が断
たれ主発熱体53aのみに通電される。この状態で第１図
複写が終了し、次に第２面複写の場合その複写開始の信
号により補助発熱体53cへも通電され主発熱体53a及び補
助発熱体53cが通電状態となり、この状態で第２面複写
が行われる。

上記実施例において、定着ローラー51表面の温度は、片
面複写の場合には設定温度190℃、両面複写の第２面複
写のときには設定温度170℃、第１面複写のときには設
定温度160℃となるようにサーミスタの検知レベルを変
化させて制御を行なう。これにより上記の各場合にシー
トに与えられる熱量が異なり定着度が異なることにな
る。このような温度変更は既応性に若干欠けるが両面コ
ピーを多数枚作成する場合には効果がある。

第３図，第４図，第５図は本発明の他の実施例における
定着装置の断面図であり、第１図の定着装置23に相当す
るものである。（本実施例は、定着装置以外の構成は全
体として第１図に示したのと同じである。）第３図は非
通紙時の断面図、第４図は片面の断面図、第５図は第１
面通紙時の断面を図示している。

これらの図において、51は定着ローラであり、内部に熱
源53を有している。52は加圧ローラである。定着ローラ
51の表面には表面温度を制御するためのサーミスタ55が
押し当てられておりこのサーミスタ55により上記熱源53
がオン・オフ制御されるようになっている。また、加圧
ローラ52の両端部を支持するアーム57は端が軸支され他
端が圧縮バネ58を介してレバー59の一端と結合してお
り、このレバー59は他端にカム60のピン60′が係合さ
れ、このカム60の回転によりｂ点を中心として図のＡ又
はＢ方向に揺動して前記圧縮バネ58を圧縮、伸長させる
ように設けられている。67は加圧ローラの表面弾性層で
ある。

非通紙時においては第３図に示す如くレバー59はカム60
により偏奇されておらず、加圧ローラ52は定着ローラ51
に対し離隔状態にある。他方、通紙時には、レバー59は
図示しないモータによりカム60が回転されることにより
偏奇されてＡ方向に揺動し、アーム57は圧縮バネ58のバ
ネ力により軸ａを中心として回動することにより、加圧
ローラ52を定着ローラ51に加圧接触させる。

さて、この定着装置における定着のためのローラ動作に
ついて以下に述べる。まず、片面のみの複写の場合には
複写開始信号により駆動モータ（図示せず）により定着
ローラー51及び加圧ローラ52が回転を開始し、さらに加
圧モーター（図示せず）が動作してカム60が回転しその
ピン60′によりレバー59を偏奇して第４図に示す如く加
圧ローラー52を定着ローラー51に圧接せしめる。このカ
ム60の外周部に設けられた凹部64をカム60の近傍に設け
られたセンサー61が検出すると該加圧モータ従ってカム
60は停止されて、該モーター自身が有するブレーキ機構
により前記一対のローラー51,52の加圧状態が保持され
るようにロックされる。この状態を第４図に示す。なお
このカム60の停止位置は、後の加圧解除時のカム60の動
きを自動的に生じさせるために、レバー59に対して逃げ
勝手位置としておくことが好ましい。このようなレバー
59の動きにより、アーム57は圧縮バネ58のバネ力を受け
て加圧ローラ52を定着ローラ51に加圧接触させ、これら
ローラは加圧接触状態で回転する。未定着画像を有する
シートは上記ローラー間を通過することにより定着せし
められる。

以上述べたような片面複写の場合のように凹部64をセン
サー61が検知したときの停止位置における定着動作を第
１位置の定着と称する。

通常片面複写が終了すると、コピーシートは前記経路27
c又は27bを経て機外に排出される。その機外排出完了の
信号によりローラー51,52の回転停止およびカム60を駆
動する前記加圧モータのブレーキ解除が行なわれる。こ
のとき前記した如くカム60は逃げ勝手状態にレバー59に
当接しているので、該モータのブレーキが解除されると
バネ58の反発力、およびローラ52の重量等によりレバー
59との安定接触位置（第３図に示した位置）まで逆回転
せしめられる。

次に両面複写の第１面複写の場合には、その複写開始の
信号により前記と同様にローラ対の回転及びカム60の回
転が開始するが、この場合は第５図に示す如くカム60の
外周部に設けられた凹部62をセンサー61が検出した時、
前記したブレーキ機構により、この位置でカム60が停止
しロックされ、ローラー対はこれに対応した加圧状態に
保持される。両面複写の第１面複写シートは上記した加
圧状態のローラー対間を通過することにより定着せしめ
られる。この状態を第５図に示す。以上述べたような両
面複写の第１面の場合のように凹部62をセンサー61が検
知したときの停止位置における定着動作を第３位置の定
着と称する。

次に両面複写の場合の第２面複写のときは、その複写開
始の信号により同様にローラ対の回転及びカム60の回転
が開始するが、この場合は、カム60の外周部に設けられ
た凹部63をセンサー61が検出した時に前記したブレーキ
機構によりこの位置でカム60が停止しロックされ、ロー
ラー対51,52はこれに対応した加圧状態に保持される。
第２面はこの加圧状態のローラー対間を通過することに
より定着せしめられる。以上述べたような両面複写の第
２面複写の場合のように凹部63をセンサー61が検出した
時の停止位置での定着動作を第２位置の定着と称する。

図から明らかなように、カム60の駆動回転方向（矢印）
で見て凹部62、凹部63及び凹部64の順に下流側に位置
し、前記第１位置、第２位置、第３位置はカム60の回転
につれセンサ61が３個目,2個目,1個目の凹部を検知した
位置に相当する。そして凹部64に対するレバー59の偏奇
位置は最下点に最も近くなっている。従って第１面，第
２面，片面の順に定着時の加圧力は高くなる。つまりこ
の順に定着度は高くなっている。

第６図は上記の如き三通りのローラ加圧動作を行うフロ
ーチャートである。

以上述べた二つの実施例においては、設定温度もしくは
加圧力を変化させることにより定着度を片面＞第２面＞
第１面となるように変えるようにしたが、この定着度の
大小関係を実現するには、上記二つの実施例の如く温度
又は加圧力を夫々三通りに変更する手段を必ずしも設け
る必要はなく、設定温度の変更と加圧力の変更を組合せ
た実施例も可能である。例えば、第２図における熱源53
の構成を主発熱源53a、補助発熱源53bのみとし、且つ第
３図，第４図，第５図におけるカム60に凹部63,64のみ
すなわち第１位置，第２位置のみを設け、設定温度と加
圧力を共に変化させる実施例が可能である。一例を述べ
れば片面複写の場合の定着を設定温度190℃にて第１位
置で行い、両面複写の第２図定着を設定温度170℃にて
第１位置で行い、第１面定着を設定温度170℃にて第２
位置で行うようにしてもよい。また上記例示では第２面
定着の場合の温度を変化させ第１面定着の場合の加圧力
を変化させたが、逆に第２面定着のとき加圧力を変化さ
せ第１面定着のとき設定温度を変化させてもよい。

つまり、定着度を片面＞第２面＞第１面にするように設
定温度及び加圧力を変化させる組合せは設定温度の程
度、加圧力の程度等を考慮して数多く考えられる。

定着度を片面＞第２面＞第１面となるように変化させる
理由は、第１面では仮定着として片面より定着度を低く
し、使用されているシートが厚手紙の場合には第１面定
着により充分に除湿されてなく、余熱の残りが少ないた
め第２面に対しては片面複写よりも定着度を低くでき
る。コピー処理能力が遅い高速機においてもこの傾向が
強いので上記のような定着度で効果がある。さらにトナ
ーの定着度が温度依存性の強いものや圧力依存性の強い
ものかでは定着度イコールニップとはならず上記の状態
となる。

以上説明したように本発明によれば、両面モードにおけ
る記録材の第１面の定着度が片面モード、即ち片面のみ
の定着モードの場合における定着度より低いので、記録
材のカールを仰えることができ、カールによって第２面
の画像形成時に転写不良や記録材の搬送不良を生じるこ
とを防止することができ、更に、両面モードにおける記
録材の第２面の定着度は第１面の定着度より高くなって
いるが、これは第１面の定着を終了した記録材ではある
程度水分が除去されているため第２面の定着度を高くし
ても記録材のカールを生じることがなく、第１面及び第
２面を確実に定着することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る両面複写機の側断面
図、第２図は同実施例におけるローラ加熱源の図、第３
図，第４図，第５図は本発明の他の実施例における定着
装置の異る動作状態を示す断面図、第６図は該定着装置
の動作を示すフローチャートである。 ９……感光ドラム、17……中断トレイ 18,19……給紙台、20……転写帯電器 23……定着装置、30……ソータ 31……排紙トレイ、51……定着ローラー 52……加圧ローラー、53……加熱源 55……サーミスタ、57……アーム 58……圧縮バネ、59……レバー 60……カム、61……センサー 62,63,64……凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱ローラと、この加熱ローラとニップを
   形成する加圧ローラと、を有し、上記ニップで記録材上
   に担持された未定着画像を定着し記録材の片面のみに画
   像を形成する片面モードと、上記ニップで記録材の第１
   面に担持された未定着画像を定着しその後記録材の第２
   面に担持された未定着画像を定着して記録材の両面に画
   像を形成する両面モードとが可能な画像形成装置におい
   て、 両面モードにおける記録材の第１面の定着度は片面モー
   ドの場合における定着度より低く、且つ第２面の定着度
   は第１面の定着度より高いことを特徴とする画像形成装
   置。