JPH08137329A - 多色画像形成装置の定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】転写材の両面にフルカラー画像を形成しても表
裏光沢差を著しく小さくでき、しかもマニュアル操作で
の両面を得る場合の不利がなく、片面定着でも定着ロー
ラの設定温度を高く設定すること必要のない多色画像形
成装置の定着装置を提供する。 【構成】フルカラー画像を転写材の両面に形成する際、
１回目の画像定着と２回目の画像定着とで定着ローラ２
及び加圧ローラ３の設定温度を切り換え、１回目及び２
回目の画像定着時における定着する画像Ａ、Ｂに与える
熱量ＡＱとＢＱをほぼ同量にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転写材の両面に多色画
像を形成可能な複写機、レーザプリンタ等の多色画像形
成装置に設けられ、それぞれ加熱手段を具備した定着ロ
ーラ及び加圧ローラを有する多色画像形成装置の定着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的な多色画像形成装置である
フルカラーの画像形成装置では異なる色成分毎に分解し
た光像を感光体上に個別に露光して各色成分毎の静電潜
像を異なった色の現像剤で現像して個別に顕像し、それ
らの顕像を１枚の転写材、例えば転写紙上に重ねて転写
することにより該転写材上にフルカラー画像を形成し、
このフルカラー画像を定着ローラ及び加圧ローラを有す
る定着装置で定着している。このとき、フルカラー画像
形成装置の定着装置は転写材上に積層されたトナーを良
好に溶融定着させるため、定着ローラだけでなく加圧ロ
ーラにも加熱手段としてのヒーターを内蔵させているも
のが多い。

【０００３】また、フルカラー画像形成装置において表
裏にフルカラー画像を形成する両面機能を備えた装置も
既に提案されている。かかる装置において両面のフルカ
ラー画像を得る場合、片面のフルカラー画像を定着後、
転写材を反転して裏面にフルカラー画像を形成し、これ
を再び定着ローラと加圧ローラのニップを通過させる。
従って、１回目の定着画像は２度定着装置を通り、２回
目の定着時では加圧ローラ側より熱を受けることにな
る。このため、表面と裏面のフルカラー画像は定着装置
から受ける熱量に大きな差が生じ、この差によって表面
と裏面の画像の光沢度に大きな差が生じてしまうという
問題があった。

【０００４】この問題を解消するため、特開平４−３０
８８８１号公報には片面定着時に熱量を落として半定着
させ、裏面定着時に通常設定温度にすることで表裏の光
沢差を少なくすることが開示されている。

【０００５】また、上記問題を解消するため、特開平５
−１８８８０７号公報には定着ローラのの表面温度に対
し加圧ローラの表面温度を２０％〜８０％に保持するこ
とが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では主に自動両面機能としては有効であるが、１度
定着した画像を再びユーザーが通紙を行うマニュアル操
作で両面を得る場合に不利である。

【０００７】また、後者の方法では１回目と２回目とも
同一温度で定着するため、使用頻度の高い片面定着のと
きでも同様に、定着ローラと加圧ローラの設定温度に差
が付けられていると、通紙時に定着ローラの熱が加圧ロ
ーラに奪われ、温度低下が発生しやすくなる。従って、
加圧ローラの熱量を落とす分を補うため、定着ローラを
高め温度に設定温度にしてする必要がある。しかし、定
着ローラの温度を高く設定すると、機内の温度上昇や部
品の耐熱性、耐久性を高めなければならず、経済的にも
不利であった。

【０００８】本発明は、上記した従来の不具合を解消
し、転写材の両面にフルカラー画像すても表裏光沢差を
著しく小さくでき、しかもマニュアル操作での両面を得
る場合の不利がなく、片面定着でも定着ローラの設定温
度を高く設定すること必要のない多色画像形成装置の定
着装置を提供することを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、転写材の両面に多色画像を形成可能な多
色画像形成装置に設けられ、それぞれ加熱手段を具備し
た定着ローラ及び加圧ローラを有する多色画像形成装置
の定着装置において、多色画像を転写材の両面に形成す
る際、１回目の画像定着と２回目の画像定着とで前記定
着ローラ及び前記加圧ローラの設定温度を切り換え、１
回目及び２回目の画像定着時における定着する画像に与
える熱量をほぼ同量にすることを特徴としている。

【００１０】さらに、上記課題を解決するために、転写
材の片面に多色画像を形成する際、前記定着ローラ及び
前記加圧ローラの設定温度が両面時の前記１回目の画像
定着時の設定温度と同温であることを特徴としている。

【００１１】さらにまた、上記課題を解決するために、
多色画像を転写材の両面に形成する際、前記定着ローラ
の設定温度は１回目より２回目が高い温度に、前記加圧
ローラの設定温度は１回目より２回目を低い温度にそれ
ぞれ切り換えられることを特徴としている。

【００１２】さらにまた、上記課題を解決するために、
多色画像を転写材の両面に形成する際、２回目の画像定
着時の前記定着ローラの設定温度を１回目の１０３％乃
至１１０％に、２回目の画像定着時の前記加圧ローラの
設定温度を１回目の９０％以下にそれぞれ切り換えられ
ることを特徴としている。

【００１３】さらにまた、上記課題を解決するために、
前記定着ローラ及び前記加圧ローラのそれぞれ表層側に
設けられた弾性体層は加圧ローラの弾性体層の層厚が定
着ローラの弾性体層の層厚より厚いことを特徴としてい
る。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、多色画像を転写材の両面に
形成する際、１回目の画像定着と２回目の画像定着とで
前記定着ローラ及び前記加圧ローラの設定温度を切り換
え、１回目及び２回目の画像定着時における定着する画
像に与える熱量をほぼ同量にするので、両面時の表裏の
画像をほぼ同様な光沢度にすることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。

【００１６】図１は、本発明に係る両面機能を有するフ
ルカラー画像を形成可能な画像形成装置に用いられた定
着装置を示す説明図である。

【００１７】図１において、定着装置１はヒーター４，
５をそれぞれ内蔵した定着ローラ２と該定着ローラ２に
圧接される加圧ローラ３とを有し、定着ローラ２はギヤ
等の駆動手段（図示せず）に駆動連結され、加圧ローラ
３は定着ローラ２によって従動回転される。定着ローラ
２の回りには、転写材Ｐの巻き付きを防ぐ分離爪６、定
着ローラ２の表面に離型剤を塗布する塗布フェルト７、
塗布された離型剤を均一に薄く伸ばすメタリングブレー
ド８及び表面温度を検知するサーミスタ９等が配置され
ている。他方、加圧ローラ３にはサーミスタ１０が配置
されている。なお、図１の定着装置１において、符号１
１は入口ガイド、１２は出口ガイドであり、また符号１
３は排出ローラである。

【００１８】上記多色画像形成装置において、転写材Ｐ
の両面にフルカラー画像を形成した際、転写材Ｐの表面
に形成された画像Ａを定着すると、すなわち１回目の画
像定着を終えると、その画像Ａは２回目の画像定着のと
き、図１に示すように、加圧ローラ３側になる。そし
て、２回目の画像定着では転写材Ｐの裏面に形成された
画像Ｂが定着ローラ２側となって定着ローラ２と加圧ロ
ーラ３のニップ部を通過する。従って、画像Ａは２度定
着ローラ２と加圧ローラ３のニップ部を通過したことに
なる。

【００１９】このとき、定着ローラ２と加圧ローラ３と
フルカラー画像に最適な設定温度に保持され、２回の画
像定着とも同温であったとすると、画像Ａは画像Ｂより
２回目の加圧ローラ３からの熱を余分に受けてしまい、
画像Ａは画像Ｂとで光沢度に差が生じてしまう問題があ
ることは先に説明した。

【００２０】そこで、本発明ではかかる問題を解消すべ
く、次のように措置を講じている。フルカラー画像を転
写材Ｐの両面に形成する際、１回目の画像定着と２回目
の画像定着とでフルカラー画像に与える熱量をほぼ同量
にするように、定着ローラ２及び加圧ローラ３の設定温
度を切り換えている。この場合、定着ローラ２の設定温
度は、待機時をＴｔ３、１回目の定着時をＴｔ１及び２
回目の定着時をＴｔ２とすると、図２のグラフに示すよ
うに、Ｔｔ１＜Ｔｔ３≦Ｔｔ２となるように切り換え
る。他方、加圧ローラ３の設定温度は待機時をＫｔ３、
１回目の定着時をＫｔ１及び２回目の定着時をＫｔ２と
すると、Ｋｔ１＞Ｋｔ３≧Ｋｔ２となるように切り換え
る。この具体例として、定着ローラ２は外径を６０mm、
１回目の定着時の設定温度Ｔｔ１を１６０℃、２回目の
定着時の設定温度Ｔｔ２を１６５℃〜１７０℃、待機時
の設定温度Ｔｔ３を１７０℃とした。また、加圧ローラ
３は外径を６０mm、１回目の定着時の設定温度Ｋｔ１を
１４０℃、２回目の定着時の設定温度Ｋｔ２を１００℃
〜１２０℃、待機時の設定温度Ｔｔ３を１２０℃とし
た。すなわち、２回目の画像定着時の定着ローラ２の設
定温度Ｔｔ２を１回目設定温度Ｔｔ１の１０３％乃至１
１０％に、２回目の加圧ローラの設定温度Ｋｔ２を１回
目の設定温度Ｋｔ１の９０％以下になるようにそれぞれ
切り換えている。

【００２１】ここで、定着時における画像Ａと画像Ｂが
受ける熱量について考察すると、１回目の定着で画像Ａ
が受ける熱量をＡＱとすると、熱量ＡＱは図３（ａ）に
示すように、定着ローラ２の設定温度Ｔｔ１にて決定さ
れる定着ローラ２からの熱量をＴＱ１、加圧ローラ３の
設定温度Ｋｔ１にて決定される加圧ローラ３からの熱量
をＫＱ１とし、この熱量ＫＱ１が転写材Ｐを介して画像
Ａに裏面から与える熱量Ｋｑ１とすると、 ＡＱ＝ＴＱ
１＋Ｋｑ１ となる。

【００２２】同様に、２回目の定着で画像Ｂが受ける熱
量をＢＱとすると、熱量ＢＱは図３（ｂ）に示すよう
に、定着ローラ２の設定温度Ｔｔ２にて決定される定着
ローラ２からの熱量をＴＱ２、加圧ローラ３の設定温度
Ｋｔ２にて決定される加圧ローラ３からの熱量をＫＱ２
とし、この熱量ＫＱ２が転写材Ｐを介して画像Ｂに裏面
から与える熱量Ｋｑ２とすると、 ＢＱ＝ＴＱ２＋Ｋｑ
２ となる。

【００２３】このとき、ＴＱ１＜ＴＱ２、Ｋｑ１＞Ｋｑ
２であるから、上記した設定温度のバランス関係から、
図４のグラフに示すほぼＡＱ＝ＢＱとなる関係が成立す
る。

【００２４】かくして、画像Ａ、画像Ｂに対しほぼ同じ
熱量を与えるＡＱ＝ＢＱの関係が成立することにより、
画像Ａ，Ｂのほぼ同様な光沢度にすることができる。

【００２５】また、片面にカラー画像を形成したとき、
定着ローラ２及び加圧ローラ３の設定温度は両面時の上
記画像Ａにおける１回目の定着時を同様にＴｔ１とＫｔ
１としている。従って、片面にカラー画像もフルカラー
画像に適した熱量ＡＱが与えられるだけでなく、両面時
でも１回目の定着では比較的頻繁に使用される片面時と
同じ設定になり、定着装置の制御が容易である。

【００２６】ところで、本発明により、画像Ａ，Ｂにほ
ぼ同じ熱量を与えたとき、画像Ａは画像Ｂの定着時に加
圧ローラ３に接してその熱を受けてしまう。この場合、
画像Ａは上記熱量ＡＱに２回目の画像定着時に加圧ロー
ラ３から熱量ＫＱ２を受け、最終的には画像ＡはＡＱ＋
ＫＱ２を受けることになる。そこで、加圧ローラ３の設
定温度は１回目のＫｔ１より２回目のＫｔ２を低い温度
になるように切り換えている。

【００２７】かく構成しているので、図５に示すよう
に、熱量ＡＱまたはＢＱに基づく光沢度をＧ１とする
と、画像Ｂの光沢度はＧ１となり、画像Ａの光沢度はＡ
Ｑ＋ＫＱ２に基づく光沢度Ｇ２となる。そこで、加圧ロ
ーラ３の設定温度を１回目と２回目を同温度にした場
合、その熱量に基づく光沢度をＧ３としたとき、画像Ｂ
の光沢度Ｇ１に対しては光沢度Ｇ２の方がＧ３よりも差
が小さく、両面画像の光沢度を違いを少なくすることが
できる。

【００２８】ところで、本例の定着ローラ２及び加圧ロ
ーラ３は図１に示すように、それぞれ芯金２ａ，３ａに
弾性体層２ｂ，３ｂを被覆し、さらに弾性体層２ｂ，３
ｂを離型性の高いゴム層（図示せず）を被覆している。
このとき、従来の定着装置では図７に示すように、転写
材Ｐが定着ローラ２への巻き付くことを防止するため、
定着ローラ２の弾性体層２ｂが加圧ローラ３の弾性体層
３ｂよりも厚く設定されている。すなわち、定着ローラ
２の弾性体層２ｂが加圧ローラ３のそれよりも厚けれ
ば、弾性体層２ｂが厚い定着ローラ２に加圧ローラ３が
喰い込み、定着ローラ２及び加圧ローラ３のニップ出口
が図７の如く下へ向く。従って、転写材Ｐが定着ローラ
２から離れる方向に搬送され、転写材Ｐの定着ローラ２
への巻き付けを防止できる。しかし、転写材Ｐの両面に
カラー画像を形成する場合では２回目の画像Ｂを定着す
るとき、画像Ａが加圧ローラ３に対して巻き付きやす
く、オフセット等の問題が発生しやすくなる。このた
め、加圧ローラ３は離型性の高いゴム層を選定せざるを
得なくなり、離型性が高いとゴム物性値が低いため耐久
性が悪く、加圧ローラ３の寿命が短くなってしまう。

【００２９】仮りに、図７のように定着ローラ２及び加
圧ローラ３のニップ出口が下へ向いてもオフセットしな
かったとする。この場合でも、両面にカラー画像を形成
する場合では２回目の画像Ｂを定着するとき、画像Ａが
ニップ過ぎても熱源に近いところを通るため、表裏の光
沢差が広がってしまう。

【００３０】そこで、図６に示すように、加圧ローラ３
の弾性体層３ｂを定着ローラ２の弾性体層２ｂよりも厚
く設定する。このように設定すれば、定着ローラ２及び
加圧ローラ３のニップ出口が上に向き、定着ローラ２の
離型性は常に高く設定しているので、両面時の紙分離性
も良好になる。なお、この具体例として定着ローラ２は
外径を６０mm、弾性体層２ｂの厚さを１．５mmで表層に
高離型性のシリコーンゴム（ＬＴＶ、ＲＴＶ等）をコー
ティングしてある。また、加圧ローラ３は外径を６０m
m、弾性体層３ｂの厚さを４mmで表層に高離型性のシリ
コーンゴム（ＬＴＶ、ＲＴＶ等）をコーティングしてあ
るが、離型性は加圧ローラ３の方が定着ローラ２より低
く、耐久性を高めている。

【００３１】

【発明の効果】請求項１に構成によれば、両面フルカラ
ー画像形成時において１回目及び２回目の画像定着時に
おける定着する画像に与える熱量をほぼ同量にしたの
で、両面時の表裏の画像をほぼ同様な光沢度にすること
ができる。

【００３２】請求項２に構成によれば、片面フルカラー
画像形成時において定着ローラ及び加圧ローラの設定温
度を両面フルカラー画像形成時の１回目と同温なので、
定着装置の制御が容易である。

【００３３】請求項３及び４に構成によれば、両面フル
カラー画像形成時において加圧ローラの設定温度は１回
目より２回目を低い温度にそれぞれ切り換えられるの
で、表裏の光沢差を最小限にすることができる。

【００３４】請求項５に構成によれば、加圧ローラの弾
性体層を定着ローラの弾性体層よりも厚く設定したの
で、定着ローラ及び加圧ローラのニップ出口が上に向
き、両面時の紙分離性も良好になり、光沢度の差も小さ
くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る定着装置の一実施例を示す説明図
である。

【図２】定着ローラ及び加圧ローラの設定温度を切り換
えを示すグラフである。

【図３】（ａ）は１回目の定着で画像が受ける熱量を示
し、（ｂ）は２回目の定着で画像が受ける熱量を示す説
明図である。

【図４】画像Ａと画像Ｂの受熱量を示すグラフである。

【図５】画像Ａと画像Ｂの熱量と光沢度との関係を示す
グラフである。

【図６】本発明に係る定着装置の定着ローラ及び加圧ロ
ーラの弾性体層を示す説明図である。

【図７】従来の定着ローラ及び加圧ローラの弾性体層を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 定着装置 ２ 定着ローラ ２ｂ 定着ローラの弾性体層 ３ 加圧ローラ ３ｂ 加圧ローラの弾性体層 ４，５ ヒーター Ｐ 転写材 Ａ，Ｂ 画像 ＡＱ Ａ画像の受熱量 ＢＱ Ｂ画像の受熱量 Ｔｔ１ １回目の定着の定着ローラの設定温度 Ｋｔ１ １回目の定着の加圧ローラの設定温度 Ｔｔ２ ２回目の定着の定着ローラの設定温度 Ｋｔ２ ２回目の定着の加圧ローラの設定温度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小平 康弘 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写材の両面に多色画像を形成可能な多
   色画像形成装置に設けられ、それぞれ加熱手段を具備し
   た定着ローラ及び加圧ローラを有する多色画像形成装置
   の定着装置において、 多色画像を転写材の両面に形成する際、１回目の画像定
   着と２回目の画像定着とで前記定着ローラ及び前記加圧
   ローラの設定温度を切り換え、１回目及び２回目の画像
   定着時における定着する画像に与える熱量をほぼ同量に
   することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の多色画像形成装置の定
   着装置において、転写材の片面に多色画像を形成する
   際、前記定着ローラ及び前記加圧ローラの設定温度が両
   面時の前記１回目の画像定着時の設定温度と同温である
   ことを特徴とする定着装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の多色画像形成
   装置の定着装置において、多色画像を転写材の両面に形
   成する際、前記定着ローラの設定温度は１回目より２回
   目が高い温度に、前記加圧ローラの設定温度は１回目よ
   り２回目を低い温度にそれぞれ切り換えられることを特
   徴とする定着装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の１つに記載の多色画像
   形成装置の定着装置において、多色画像を転写材の両面
   に形成する際、２回目の画像定着時の前記定着ローラの
   設定温度を１回目の１０３％乃至１１０％に、２回目の
   画像定着時の前記加圧ローラの設定温度を１回目の９０
   ％以下にそれぞれ切り換えられることを特徴とする定着
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の１つに記載の多色画像
   形成装置の定着装置において、前記定着ローラ及び前記
   加圧ローラのそれぞれ表層側に設けられた弾性体層は加
   圧ローラの弾性体層の層厚が定着ローラの弾性体層の層
   厚より厚いことを特徴とする定着装置。