JPH1091016A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表裏両面にトナー像を転写した記録紙が中間
転写体より分離する際、中間転写体の曲面に巻き付いて
転写したトナー像が損なわれるのを防止する。 【解決手段】 定着装置１７を構成する定着ローラ１７
ａと圧着ローラ１７ｂが圧接によって平面形状のニップ
部Ｎを形成するようにすると共に、ニップ部Ｎを含む平
面と記録紙Ｐの搬送面とがなす交点の位置Ｉを、トナー
像受像体１４ａの曲率の始まる位置IIの搬送下流側と
し、かつ分離極１４ｈの搬送下流側端の位置IIIの搬送
上流側に傾斜角φを出来る限り小さくして配置すること
により、記録紙Ｐのトナー像受像体１４ａよりの分離を
良くし、同時に分離極１４ｈとの接触を防止出来るよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体の周辺に
帯電手段、像露光手段と現像手段を配置して像担持体に
形成されたトナー像を転写材の両面に転写、定着する複
写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の両面画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、両面コピーにおいては、像担持体
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紙装置に収納し、再び像担持
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
給紙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】この両面コピー装置は、上記の如く、両面
反転給紙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、ジ
ャム等を引き起こす原因となっていた。これに対し、特
公昭４９−３７５３８号公報、特公昭５４−２８７４０
号公報、特開平１−４４４５７号公報、特開平４−２１
４５７６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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の両面反転給紙装
置を用いて両面画像を形成する画像形成装置は、周知の
如く転写材の搬送距離が長くなるためコピーに多くの処
理時間がかかり、また転写材が画像定着のため２度加熱
を受けることから紙質を傷める等の問題があった。

【０００５】そこで本発明者は先に、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、両面コピー
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は、定着装置による１度の
加熱処理により両面のトナー像が同時に定着されるの
で、転写材の紙質を傷めるおそれがなく、また転写材の
搬送路を短縮してコピーの処理速度も早められるように
なっている。

【０００７】前記の定着装置としては共に熱源を内蔵し
た一対のローラによる圧着加熱方式の両面同時定着を行
うローラ定着器が用いられ、これに関しては特開平２−
３０６２６２号、特開平３−７２３９０号の各公報によ
る改良の提案があるが、転写した両面のトナー像を損な
うことなく安全に転写材を定着器のニップ部に受け入れ
られるようにした機能をもつ定着装置の提案については
未だ見当たらない。

【０００８】本発明は、この点を解決して改良した結
果、定着装置を構成する加熱ローラ対のニップ部の形状
とニップ部へと搬送される転写材の搬送面に対する位置
ならびに角度を規制することにより上記の課題を解決し
た画像形成装置の提供を目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体
と、像形成体上にトナー像を形成する手段と、転写材を
静電吸着して搬送する手段でありかつ前記像形成体上に
形成されたトナー像を転写可能な中間転写体と、像形成
体上のトナー像を前記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、中間転写体上に転写された
トナー像を転写材の裏面に転写する第２の転写手段と、
転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを
設けた画像形成装置において、前記定着手段は、ともに
弾性変形可能な層を有する転写材の表面側の第１の定着
部材と裏面側の第２の定着部材と、前記第１および第２
の定着部材をそれぞれ加熱する第１および第２の加熱手
段とを有し、第１の定着部材と第２の定着部材とを変形
圧接状態に保持したときのニップ部をほぼ平面形状にす
るとともに、前記ニップ部を含む平面を、中間転写体上
に静電吸着して転写材が搬送される方向に向かって転写
材の裏面側に傾かせ、さらに、前記ニップ部の入口を、
中間転写体上に静電吸着して転写材が搬送される方向に
向かって転写材の裏面側に位置させる、ことを特徴とす
る画像形成装置（請求項１に係わる発明）および、像形
成体と、像形成体上にトナー像を形成する手段と、転写
材を静電吸着して搬送する手段でありかつ前記像形成体
上に形成されたトナー像を転写可能な中間転写体と、像
形成体上のトナー像を前記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、中間転写体上に転写さ
れたトナー像を転写材の裏面に転写する第２の転写手段
と、転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段
とを設けた画像形成装置において、前記定着手段は、転
写材の表面側の第１の定着部材と、弾性変形可能な層を
有する裏面側の第２の定着部材と、前記第１の定着部材
を加熱する第１の加熱手段と、前記第２の定着部材を加
熱する第２の加熱手段とを有し、前記第１の定着部材と
前記第２の定着部材とを変形圧接状態に保持したときの
ニップ部を転写材の裏面側に凸の形状にするとともに、
前記ニップ部の入口および出口を含む平面を、中間転写
体上に静電吸着して転写材が搬送される面に対してほぼ
平行にし、さらに、前記ニップ部の入口を、中間転写体
上に静電吸着して転写材が搬送される方向に向かって転
写材の裏面側に位置させる、ことを特徴とする画像形成
装置（請求項４に係わる発明）によって達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、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い。また、以下の、本発明の
実施の形態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。また、以下の実施形態の説明にお
いて、カラートナー像の転写材への転写の際に、転写域
において像形成体に対向する側の転写材の面（転写材の
表面という）に転写する画像を表面画像、転写材の他方
の側の面（転写材の裏面という）に転写する画像を裏面
画像という。

【００１１】本発明の画像形成装置の一実施形態の画像
形成プロセスおよび各機構について、図１〜図３のカラ
ー画像形成装置を用いて説明する。図１は、本発明の一
実施形態を示すカラー画像形成装置の断面構成図であ
り、図２は、図１の像形成体の側断面図であり、図３
は、両面のトナー像の形成状態を示す図である。

【００１２】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を内側に設け、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
該基体の外周に形成したものであり、接地された状態で
図１の矢印で示す時計方向に回転される。

【００１３】感光体ドラム１０は図２に示す如く、それ
を係合固定する両面端のフランジ部材１０ａ及び１０ｂ
が装置本体に架設固定されるドラム軸１１０に対し両面
端のフランジ部材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。

【００１４】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
はイエロー（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、像
形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して直交
する方向に感光体ドラム１０と対峙して取り付けられ、
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、例えば鋸歯状電極から
なる放電電極１１ａとを有し、トナーと同極性のコロナ
放電によって帯電作用（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。放電電極１１ａとしては、その他ワイヤ電極を用
いることも可能である。

【００１５】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、スコロト
ロン帯電器１１の放電電極１１ａと現像器１３の現像位
置との間に位置するように配置される。

【００１６】露光ユニット１２は、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光発光
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。保持部
材２０に、各色毎の露光ユニット１２、一様露光器１２
ｃ及び転写同時露光器１２ｄが取付けられて感光体ドラ
ム１０の基体内部に収容される。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
データがメモリより順次読み出されて各色毎の露光ユニ
ット１２にそれぞれ電気信号として入力される。

【００１７】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もの
が用いられる。この実施形態で使用される発光素子の発
光波長は、外部から像露光を行う際は通常Ｙ，Ｍ，Ｃの
トナーの透過性の高い７８０〜９００ｎｍの範囲のもの
が用いられるが、裏面から像露光を行う方式であること
からカラートナーに対して透光性を十分に有しないこれ
より短い４００〜７８０ｎｍの波長でもよい。

【００１８】画像形成される色順序と、回転される感光
体ドラムに、該色順序に従って設けられる現像器１３
は、本実施形態においては、図１の感光体ドラム１０に
対してＹ，Ｍの現像器１３が感光体ドラム１０の左側
に、また、Ｃ，Ｋの現像器１３が感光体ドラム１０の右
側に配置され、Ｙ，Ｍの現像器１３の現像ケーシング１
３８の下方にＹ，Ｍのスコロトロン帯電器１１が、ま
た、Ｃ，Ｋの現像器１３の現像ケーシング１３８の上方
にＣ，Ｋのスコロトロン帯電器１１が配置される。

【００１９】各色毎の現像手段としての現像器１３は、
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の一成分あるいは二成分の現像剤をそれぞれ
収容し、それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し所定の
間隙を保って、現像位置において感光体ドラム１０の回
転方向と同方向に回転する例えば厚み０．５ｍｍ〜１ｍ
ｍ、外径１５〜２５ｍｍの円筒状の非磁性のステンレス
あるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１３１を備
えている。

【００２０】現像器１３が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１００μｍ
〜１０００μｍをあけて非接触に保たれ、各色毎の現像
器１３による現像作用に際しては、現像スリーブ１３１
に対し直流電圧あるいはさらに交流電圧を加えた現像バ
イアスが印加され、現像器の収容する一成分或いは二成
分現像剤によるジャンピング現像が行われて、負荷電の
感光体ドラム１０に対してトナーと同極性（本実施形態
においてはマイナス極性）の直流バイアスを印加して、
露光部にトナーを付着させる非接触の反転現像が行われ
る。この時の現像間隔精度は画像ムラを防ぐために２０
μｍ程度以下が必要である。

【００２１】上記の各色毎の現像器１３は、前述したス
コロトロン帯電器１１による帯電と露光ユニット１２に
よる像露光によって形成される感光体ドラム１０上の静
電潜像を、現像バイアスの印加による非接触現像法によ
り非接触の状態で帯電極性と同極性のトナー（本実施形
態においては感光体ドラムは負帯電であり、マイナス極
性のトナー）を反転現像する。

【００２２】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し格納され
る。

【００２３】画像記録の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駆動用の歯車を通して感光体ド
ラム１０の後フランジ１０ｂに設けられた歯車Ｇが回動
され感光体ドラム１０を図１の矢印で示す時計方向へ回
転し、同時に感光体ドラム１０の左方でイエロー（Ｙ）
の現像器１３の現像ケーシング１３８の下方に配置され
た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。

【００２４】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光ユニット１２において第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が開始
され、感光体ドラム１０の回転走査によってその表面の
感光層に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成
する。

【００２５】前記の潜像はＹの現像器１３により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光体
ドラム１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形
成される。

【００２６】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、さらに感光体ドラム１０の左
方、イエロー（Ｙ）の上部でマゼンタ（Ｍ）の現像器１
３の現像ケーシング１３８の下方に配置されたマゼンタ
（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１２の第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の現像器１３による非接触の反転現像によって
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。

【００２７】同様のプロセスにより感光体ドラム１０の
右方でシアン（Ｃ）の現像器１３の現像ケーシング１３
８の上方に配置されたシアン（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、また感光体ドラム１０の右方、Ｃの下部で黒
色（Ｋ）の現像器１３の現像ケーシング１３８の上方に
配置された黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、露光
ユニット１２および現像器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カ
ラーのトナー像が形成される（トナー像形成手段）。

【００２８】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光ユニット１
２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。従って第２，第３および第４の色信号に対応する画
像の露光は何れ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。

【００２９】上記の画像形成プロセスによって像形成体
としての感光体ドラム１０（像形成体）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、感光体ドラ
ム１０上の裏面画像の重ね合わせカラートナー像が転写
域１４ｂにおいて、トナーと反対極性（本実施形態にお
いてはプラス極性）の直流電圧が印加される転写器１４
ｃ（第１の転写手段）により、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に近接
あるいは接触して設けられたトナー像受像体１４ａ（中
間転写体）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、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）
を用いた転写同時露光器１２ｄによる一様露光が行われ
る。

【００３０】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーは像形成体ＡＣ除電器１６により除電を受けた
後、クリーニング装置１９にいたり、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、更に、前プリントまでの感
光体の履歴をなくすために、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
よる感光体周面の除電がなされ、前回プリント時の帯電
が除去されて引き続き次の表面画像のカラー画像形成が
行われる。

【００３１】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
た後、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。このとき、トナー像受像体１４
ａ上に形成されている裏面画像と感光体ドラム１０上に
形成される表面画像とは転写域１４ｂにおける同期がと
られ、図３に示すようなトナー像の形成状態となる。な
お、この時に形成される表面画像は、感光体ドラム１０
上では裏面画像形成とは互いに鏡像になる様に画像デー
タを変更する必要がある。

【００３２】転写材である記録紙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により給送されてタイ
ミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００３３】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆
動によって、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、転写
材帯電手段としての紙帯電器１４ｆによりトナーと同極
性に紙帯電され、トナー像受像体１４ａに吸着されて転
写域１４ｂへ給送される。トナーと同極性に紙帯電を行
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。また、転写材帯電手段としては、トナー像受像体１
４ａに当接及び当接解除可能な導通ローラやブラシ帯電
器等を用いることも可能である。

【００３４】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第１の転写手段として
の転写器１４ｃにより感光体ドラム１０の周面上の表面
画像が一括して記録紙Ｐの上面側（表面側）に転写され
る。この際、トナー像受像体１４ａの周面上の裏面画像
は記録紙Ｐに転写されないでトナー像受像体１４ａに存
在する。次に、トナーと反対極性（本実施形態において
はプラス極性）の電圧を印加した第２の転写手段として
の裏面転写器１４ｇによりトナー像受像体１４ａの周面
上の裏面画像を一括して記録紙Ｐの下面側（裏面側）に
転写する。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ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）を用いた転写同時露光器１２ｄによる一様露光が行
われる。

【００３５】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。このことから、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ないことか
ら、転写が不良となるので好ましくない。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】トナー像受像体１４ａは厚さ０．５〜２．
０ｍｍの無端状のゴムベルトで、シリコンゴム或いはウ
レタンゴムの１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍの抵抗値をもつ半
導電性基体と、ゴムの基体の外側にトナーフィルミング
防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを
行った２層構成とされる。この層も同様な半導電性が好
ましい。ゴムベルト基体の代わりに厚さ０．１〜０．５
ｍｍの半導電性のポリエステルやポリスチレン、ポリエ
チレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等を
使用することもできる。

【００３９】両面にカラートナー像が形成された記録紙
Ｐが、転写材分離用としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈ
（以後分離極ともいう）により除電され、トナー像受像
体１４ａから分離され、両方のローラの内部にヒータを
有する２本のローラで構成される定着手段としての定着
装置１７へと搬送される。定着ローラ１７ａと、圧着ロ
ーラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えられることにより
記録紙Ｐ上の表裏の付着トナーが定着され、両面画像記
録がなされた記録紙Ｐが排紙ローラ１８により送られ
て、装置外部のトレイへ排出される。

【００４０】転写後のトナー像受像体１４ａの周面上に
残ったトナーは、トナー像受像体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に設けら
れトナー像受像体１４ａに当接及び当接解除可能なブレ
ードによりクリーニングされる。また、転写後の感光体
ドラム１０の周面上に残ったトナーは像形成体ＡＣ除電
器１６により除電を受けた後、クリーニング装置１９に
いたり、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装置１
９内に掻き落とされ、スクリュウ１９ｂによって図示せ
ぬ排トナー容器に回収される。クリーニング装置１９に
より残留トナーを除去された感光体ドラム１０はＹのス
コロトロン帯電器１１によって一様帯電を受け、次の画
像形成サイクルにはいる。

【００４１】上記の方法を用いることにより、重ね合わ
せカラートナー像の一括転写であるので、トナー像受像
体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
形成がなされる。

【００４２】前記のカラー画像形成装置に入力される原
稿の各色別の画像データは、例えば図４に示す装置本体
とは別体又は装置本体上部に設けた画像読取装置５０に
よって読み取られる。

【００４３】前記の画像読取装置５０による場合、原稿
Ｄは表面を下向きとして下側よりページ順に積層されて
いて、搬出ベルト５１とさばきローラ５２の作動により
最下層の原稿Ｄが搬送路５３に向け搬出される。

【００４４】搬出された原稿Ｄは実線にて示す位置に付
勢されているガイド板Ｇを排除して破線にて示す位置に
退避させ、搬送ベルト５４を介して透明体のプラテンガ
ラス５５上に給紙されて、裏面を下向きにした状態で原
稿読取位置に一時停止される。

【００４５】プラテンガラス５５上の原稿Ｄの裏面画像
は、走査光学系を構成する照明ランプと第１ミラーから
成る第１ミラーユニット５６と、Ｖ字状に位置した第２
ミラーと第３ミラーから成る第２ミラーユニット５７
の、第１ミラーユニット５６の速度Ｖによる読み取り動
作と、第２ミラーユニットによる同方向への速度Ｖ／２
による移動露光により読み取られて、投影レンズＬとダ
イクロイックプリズムＭを通して３個の撮像素子ＣＣＤ
上に結像される。色分離して撮像素子ＣＣＤ上に結像し
た裏面画像は、画像処理がなされた後各色の画像データ
として画像メモリ（Ｉ）に格納されると共に、前記の各
露光ユニット１２に電気信号として出力されて感光体ド
ラム１０上に潜像が形成され、現像を終えて形成された
トナー像は転写器１４ｃによって転写されて、前述した
トナー像受像体１４ａ上には裏面画像の形成が行われ
る。

【００４６】画像読取装置５０では裏面画像の読み取り
が終了すると、原稿Ｄは搬送ベルト５４の一時的な逆回
転により反転給紙路５８を経て表裏を反転し、再び搬送
路５３を経て搬送ベルト５４を介してプラテンガラス５
５上に給紙され、表面を下向きにした状態で原稿読取位
置に一時停止される。

【００４７】プラテンガラス５５上の原稿Ｄは表面画像
を前記の走査光学系によって読み取られ、画像処理がな
された後各色毎の画像データとして画像メモリ（II）に
一旦格納されると共に前記の各露光ユニット１２に電気
信号として出力されて前述した感光体ドラム１０上の表
面画像の形成が行われる。

【００４８】トナー像受像体１４ａ上に形成された前記
の裏面画像と感光体ドラム１０上に形成された前記の表
面画像は給紙カセット１５より給紙される１枚目の記録
紙Ｐの表裏に転写されて１枚目のコピーサイクルが終了
される。表面トナー像及び裏面トナー像を保持した記録
紙Ｐは定着装置１７によって定着され、表裏を反転して
表面を下側にして装置外のトレイ上に排出される。

【００４９】２枚目以降のコピーに際しては原稿Ｄの画
像読み取りは行われず、前記の画像メモリ（Ｉ）からの
画像データを出力することによって裏面画像が、また前
記の画像メモリ（II）からの画像データを出力すること
によって表面画像が形成されて、給紙カセット１５より
給紙される２枚目以降の各記録紙Ｐの表裏に対してそれ
ぞれ表面画像及び裏面画像の転写がなされる。表面トナ
ー像及び裏面トナー像を保持した記録紙Ｐは定着装置１
７によって定着され、表面を下側にして先に排出した記
録紙上にページ順に積層される。

【００５０】一方、画像読取装置５０では、画像の読み
取りを終了した原稿Ｄは、搬送ベルト５４の作動により
排紙ローラ５９を介してトレイ６０上に表面が下向きの
状態で下側よりページ順に積み重なるように排紙され
る。

【００５１】図５は前記の装置における画像の転写部と
定着部の一構成例を示したもので、本例においては前記
の駆動ローラ１４ｄに径の比較的小さいローラを使用
し、分離極１４ｈを当該個所に設けることによって記録
紙Ｐのトナー像受像体１４ａからの分離性を高め、ロー
ラ１４０ｄと１４０ｅをさらに追設し、ローラ１４０ｄ
を付勢することによってトナー像受像体１４ａにテンシ
ョンを加え、一方ローラ１４０ｅに対向してクリーニン
グ装置１４ｉを設けることにより、トナー像受像体１４
ａは前記のクリーニング装置１４ｉのブレードの圧接を
受けてクリーニングを行う構成をとっている。

【００５２】トナー像受像体１４ａを用いた両面画像形
成装置では、記録紙Ｐはトナー像受像体１４ａの曲率部
すなわち駆動ローラ１４ｄの周面に沿った位置から分離
し、定着ローラへと導かれる。記録紙Ｐが厚紙の場合
は、トナー像受像体１４ａの曲率部が始まった位置に近
いところで用紙がトナー像受像体１４ａから分離し、そ
のまま定着ローラのニップ部に用紙が進入する。一方、
記録紙Ｐが薄紙の場合は、トナー像受像体１４ａの曲率
部が始まった位置から遠いところ、即ち用紙がある程度
曲率部に巻き付いてから分離する。このためにトナー像
受像体１４ａから分離した用紙が定着ローラのニップ部
に進入するときの経路は、最初トナー像受像体１４ａの
曲率に沿って用紙裏面側に曲げられ、用紙分離後は表面
側に逆に曲げられてから定着ローラのニップ部に進入す
ることとなる。

【００５３】このような記録紙Ｐの搬送経路をとった場
合、用紙内には用紙の曲折に基づくエネルギーが内在
し、用紙分離時には用紙裏面のトナー像の乱れが生じ易
く、得られ画像は荒れた印象になってしまう。特に網点
画像ではトナー像の乱れが目立ちやすい。また記録紙Ｐ
のトナー像受像体１４ａからの分離時には分離した瞬間
に用紙が跳ね上がるために用紙裏面のトナー像の乱れは
一層顕著となる。

【００５４】また記録紙Ｐは後端跳ね上がりの際に分離
極１４ｈに接触するおそれもあり、さらに記録紙Ｐの先
端が定着ローラのニップ部に進入する際に記録紙Ｐに外
部応力を加えられてトナー像受像体１４ａからの分離の
タイミングを変動し円滑な分離に支障を与えることにも
なる。

【００５５】以下説明する各実施の形態は、前記の諸問
題に対処するための定着ローラのニップ部の形状や記録
紙Ｐの搬送面に対する位置・角度の規制を行って、トナ
ー像を乱すことなく、定着がなされるようにした実施の
形態である。

【００５６】（実施の形態１）請求項１ないし３に係わ
る発明を図６によって説明する。

【００５７】本実施の形態で用いる定着装置１７におい
ては、記録紙Ｐの表面側を定着する第１の定着部材たる
前記の定着ローラ１７ａと裏面側を定着する第２の定着
部材たる前記の圧着ローラ１７ｂは、第１、第２の加熱
手段としてのヒータＨ１とＨ２をそれぞれ内包し、さら
に弾性変形を可能とする外周部の弾性層Ｅが弾性ならび
に層厚を同じくする共通の弾性体、もしくは異なる弾性
と層厚の組み合わせにより変形量を等しくする弾性体に
よって形成されていて、定着ローラ１７ａと圧着ローラ
１７ｂとの圧接状態においては図６（ａ）の各図に示す
如く圧着面すなわちニップ部Ｎは略平面状に形成される
ようになっている。

【００５８】本実施の形態においては、記録紙Ｐがトナ
ー像受像体１４ａの曲率部に巻き付くことによる裏面ト
ナー像の乱れを防止する手段として、定着ローラのニッ
プ面を傾かせてニップ部への用紙の進入角度を変更する
ことにより、分離部において用紙が表面側に行き易くし
て解決した。

【００５９】即ち、前記の定着ローラ１７ａと圧着ロー
ラ１７ｂは、図６（ｂ）に示す如く、トナー像受像体１
４ａに密着して搬送される記録紙Ｐの搬送面（一点鎖線
をもって示す）に対し、前記のニップ部Ｎの入口を記録
紙Ｐの裏面側に位置させた状態にて、ニップ部Ｎを含む
平面（破線をもって示す）と記録紙Ｐの搬送面との交点
Ｉが、トナー像受像体１４ａの曲率を有し始める位置す
なわち図示の位置IIよりも記録紙Ｐの搬送下流側にあ
り、かつ前記の分離極１４ｈの搬送下流側端（下流側ガ
イドプレート）の位置すなわち図示の位置IIIより搬送
上流側に交点Ｉが位置するようニップ部Ｎを含む平面が
φの角度だけ傾斜した位置関係に配設されている。

【００６０】前記の定着装置１７においては、記録紙Ｐ
は先端部が前記のニップ部Ｎに挟着されることにより分
離部に図６（ｃ）に示す如き上向きの力ｆが作用し、そ
の結果記録紙Ｐは薄紙であってもトナー像受像体１４ａ
の曲率部に対し極僅か巻き付くのみで分離極１４ｈのコ
ロナ放電により除電がなされて容易に分離される。

【００６１】この場合ニップ部Ｎを含む平面の傾斜角度
φが大きくなりすぎると、記録紙Ｐがトナー像受像体１
４ａから分離した瞬間に跳ね上がった用紙の後端部が分
離極１４ｈの下流側端部に接触してしまうことがあり、
この場合には用紙表面のトナー像を乱してしまう。これ
を防止するには、記録紙Ｐがトナー像受像体１４ａから
分離して跳ねた状態でも用紙後端が接触しないように、
ニップ部Ｎへの用紙の進入する傾斜角度φを設定し、か
つニップ部Ｎを含む平面を分離極１４ｈの下流側端部II
Iよりも搬送上流側に交点Ｉが位置するよう配設するこ
とによって記録紙Ｐの後端部が跳ねたときでも分離極１
４ｈに接触しなくなる。

【００６２】図６（ｂ）に示す実施の形態では上記の条
件を満たすことにより記録紙Ｐの後端部がトナー像受像
体１４ａから分離する時点においても分離極１４ｈのガ
イドプレートに接触することもなく、従って転写した表
裏両面のトナー像は乱れを生ずることなくニップ部Ｎに
挟着され定着されることとなる。

【００６３】なお、本実施の形態において、分離極１４
ｈを設けることは記録紙Ｐの分離を容易にするための要
件であり、ニップ部Ｎを含む平面をトナー像受像体１４
ａが曲率を有しはじめる位置より下流側で接するような
位置関係にすることが記録紙Ｐがトナー像受像体１４ａ
に巻き付かないための要件である。

【００６４】本実施の形態において、記録紙Ｐのトナー
像受像体１４ａからの分離をより確実にするためには、
前記の駆動ローラ１４ｄの径を小さくするのが効果的で
あり、また記録紙Ｐをトナー像受像体１４ａから定着装
置１７へと円滑に移送するためには、駆動ローラ１４ｄ
の径を小さくすると同時に前述したニップ部Ｎを含む平
面の記録紙Ｐの搬送面に対する傾斜角φを小さく設定す
る。

【００６５】さらに、トナー像受像体１４ａから分離し
た記録紙Ｐがニップ部Ｎに進入するときの経路は、ニッ
プ部入口では圧着ローラ１７ｂの曲率に沿って曲げられ
ながらニップ部Ｎへと導入される形となるので、記録紙
Ｐの曲がりを少なくしスムーズな経路とするためには圧
着ローラ１７ｂの径を大きくすることが好ましく、少な
くとも圧着ローラ１７ｂの半径Ｒを駆動ローラ１４ｄの
半径ｒより大きく設定することが必要とする構成要件で
ある。

【００６６】（実施の形態２）請求項４ないし６に係わ
る発明を図７によって説明する。

【００６７】本実施の形態で用いる定着装置１７におい
ては、記録紙Ｐの表面側を定着する第１の定着部材たる
前記の定着ローラ１７ａと裏面側を定着する第２の定着
部材たる前記の圧着ローラ１７ｂは、第１、第２の加熱
手段としてのヒータＨ１とＨ２をそれぞれ内包し、さら
に弾性変形を可能とする外周部の弾性層Ｅが弾性あるい
は層厚を異にすることによって、定着ローラ１７ａと圧
着ローラ１７ｂとの圧接状態においては図７（ａ）に示
す如く圧着面すなわちニップ部Ｎが下向きの凸面状に形
成されるようになっている。

【００６８】本実施の形態においては、記録紙Ｐがトナ
ー像受像体１４ａの曲率部に巻き付くことによる裏面ト
ナー像の乱れを防止する手段として、定着ローラのニッ
プ部の形状を変更してニップ部への用紙の進入角度を変
更することにより、分離部において用紙が表面側に行き
易くして解決するもので、ニップ部入口とニップ部出口
を含む平面がトナー像受像体１４ａ上での用紙搬送面に
対して平行である場合、定着ローラのニップ部における
断面形状を図７（ａ）に示すように転写材の裏面側に凸
形状とすると、ニップ部で挟まれた用紙がニップ部形状
に従って表面側に持ち上げられるため、分離部において
記録紙Ｐは表面側に持ち上げられ、記録紙Ｐが薄紙であ
ってもトナー像受像体１４ａの曲率部に巻き付かなくな
ることを利用している。

【００６９】即ち、前記の定着ローラ１７ａと圧着ロー
ラ１７ｂは、図７（ｂ）に示す如く、トナー像受像体１
４ａに密着して搬送される記録紙Ｐの搬送面（一点鎖線
をもって示す）に対し、前記のニップ部Ｎの入口と出口
を含む平面ＡＡをほぼ平行にすると共に記録紙Ｐの裏面
側に位置させた状態にて、ニップ部Ｎの入口における定
着ローラ１７ａの外接線（破線をもって示す）と記録紙
Ｐの搬送面との交点Ｉがトナー像受像体１４ａの曲率を
有し始める位置すなわち図示の位置IIよりも記録紙Ｐの
搬送下流側にあり、かつ前記の分離極１４ｈの搬送下流
側端（下流側ガイドプレート）の位置すなわち図示の位
置IIIより搬送上流側に置かれるよう水平の位置関係に
配設されている。

【００７０】前記の定着装置１７においては、記録紙Ｐ
は先端部が前記のニップ部Ｎに挟着されることにより分
離部に図７（ｃ）に示す如き上向きの力ｆが作用し、そ
の結果記録紙Ｐはたとえ薄紙であっても、トナー像受像
体１４ａの曲率部に対し極僅か巻き付くのみで分離極１
４ｈのコロナ放電により除電がなされて容易に分離され
る。かつ後端部が分離極１４ｈのガイドプレートに接触
することもなく従って転写した表裏両面のトナー像乱れ
を生ずることなく定着されることとなる。

【００７１】この場合ニップ部における凸形状が大きく
なりすぎる（曲率半径が小さくなりすぎる）と、記録紙
Ｐがトナー像受像体１４ａから分離した瞬間に跳ね上が
った用紙の後端部が分離極１４ｈの下流側端部に接触し
てしまうことがあり、この場合には用紙表面のトナー像
を乱してしまう。これを防止するには、記録紙Ｐがトナ
ー像受像体１４ａから分離して跳ねた状態でも用紙後端
が接触しなうように、ニップ部Ｎへの用紙の進入する傾
斜角度θを設定し、かつニップ部Ｎの入口において定着
ローラ１７ａに接する平面と記録紙Ｐの搬送面との交点
Ｉが分離極１４ｈの搬送下流側端IIIよりも上流側とな
るよう配設することによって記録紙Ｐの後端部が跳ねた
ときでも分離極１４ｈに接触しなくなる。

【００７２】なお、本実施の形態においても、分離極１
４ｈを設けることは記録紙Ｐの分離を容易にするための
要件であり、ニップ部Ｎの入口において定着ローラ１７
ａに接する平面をトナー像受像体１４ａが曲率を有しは
じめる位置より下流側で接するような位置関係にするこ
とがトナー像受像体１４ａに巻き付かないための要件で
ある。

【００７３】本実施の形態において、記録紙Ｐのトナー
像受像体１４ａからの分離をより確実にするためには、
前記の駆動ローラ１４ｄの径を小さくするのが効果的で
あり、また記録紙Ｐをトナー像受像体１４ａから定着装
置１７へと円滑に移送するためには、駆動ローラ１４ｄ
の径を小さくすると同時に前述したニップ部Ｎの入口に
おける定着ローラ１７ａの外接線の記録紙Ｐの搬送面に
対する傾斜角θを小さく設定する。

【００７４】さらにトナー像受像体１４ａから分離した
記録紙Ｐがニップ部Ｎに進入するときの経路は、ニップ
部Ｎの入口では定着ローラ１７ａの曲率に沿って曲げら
れながらニップ部Ｎへと導入される形となるので、記録
紙Ｐの曲がりを少なくしスムーズな経路とするためには
定着ローラ１７ａの径を大きくすることが好ましく、少
なくとも定着ローラ１７ａの半径Ｒを駆動ローラ１４ｄ
の半径ｒより大きく設定するのが必要とする構成要件で
ある。

【００７５】

【発明の効果】請求項１あるいは請求項４によるとき
は、表裏両面にトナー像を転写した転写材は中間転写体
に巻き付くことなくその周面より容易に分離して裏面側
のトナー像を保持し、また請求項２あるいは請求項５に
より、前記の転写材は分離手段接触することなく表面側
のトナー像を保持して共に定着手段へと搬送され、さら
に請求項３あるいは６により、中間転写体から定着手段
への転写材の搬送が円滑かつ確実に行われることとなっ
た。

【００７６】その結果、本発明によるときは、中間転写
体から分離した両面にトナー像を有した転写材は、トナ
ー像を損なうことなく両面定着を行う定着装置へと導か
れ良好な画像が得られることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の断面構成図。

【図２】像形成体の側断面図。

【図３】トナー像の形式状態を示す説明図。

【図４】画像読取装置の断面構成図。

【図５】画像形成装置の要部構成図。

【図６】請求項１に係わる発明の説明図。

【図７】請求項４に係わる発明の説明図。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム 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 １４ｂ 転写域 １４ｃ 転写器 １４ｄ 駆動ローラ １４ｇ 裏面転写器 １４ｈ 分離極 １５ 給紙カセット １７ 定着装置 １７ａ 定着ローラ １７ｂ 圧着ローラ Ｎ ニップ部 Ｅ 弾性層 φ，θ 傾斜角度 Ｐ 記録紙

フロントページの続き (72)発明者 松原 昭年 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 池田 忠義 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 福地 真和 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体と、像形成体上にトナー像を形
   成する手段と、転写材を静電吸着して搬送する手段であ
   りかつ前記像形成体上に形成されたトナー像を転写可能
   な中間転写体と、像形成体上のトナー像を前記中間転写
   体または転写材の表面に転写する第１の転写手段と、中
   間転写体上に転写されたトナー像を転写材の裏面に転写
   する第２の転写手段と、転写材上に転写されたトナー像
   を定着する定着手段とを設けた画像形成装置において、 前記定着手段は、ともに弾性変形可能な層を有する転写
   材の表面側の第１の定着部材と裏面側の第２の定着部材
   と、前記第１および第２の定着部材をそれぞれ加熱する
   第１および第２の加熱手段とを有し、 第１の定着部材と第２の定着部材とを変形圧接状態に保
   持したときのニップ部をほぼ平面形状にするとともに、 前記ニップ部を含む平面を、中間転写体上に静電吸着し
   て転写材が搬送される方向に向かって転写材の裏面側に
   傾かせ、 さらに、前記ニップ部の入口を、中間転写体上に静電吸
   着して転写材が搬送される方向に向かって転写材の裏面
   側に位置させる、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 転写材と中間転写体とが分離する位置の
   近傍に分離手段を有し、 前記ニップ部を含む平面と、中間転写体上に静電吸着し
   て転写材が搬送される面との交点が中間転写体が曲率を
   有しはじめる位置よりも転写材搬送方向の下流側にする
   とともに、前記分離手段の下流側端部よりも上流側にす
   る、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ニップ部の入口における前記第２の
   定着部材の曲率半径を、転写材が分離する位置における
   中間転写体の曲率半径よりも大きくする、ことを特徴と
   する請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 像形成体と、像形成体上にトナー像を形
   成する手段と、転写材を静電吸着して搬送する手段であ
   りかつ前記像形成体上に形成されたトナー像を転写可能
   な中間転写体と、像形成体上のトナー像を前記中間転写
   体または転写材の表面に転写する第１の転写手段と、中
   間転写体上に転写されたトナー像を転写材の裏面に転写
   する第２の転写手段と、転写材上に転写されたトナー像
   を定着する定着手段とを設けた画像形成装置において、 前記定着手段は、転写材の表面側の第１の定着部材と、
   弾性変形可能な層を有する裏面側の第２の定着部材と、
   前記第１の定着部材を加熱する第１の加熱手段と、前記
   第２の定着部材を加熱する第２の加熱手段とを有し、 前記第１の定着部材と前記第２の定着部材とを変形圧接
   状態に保持したときのニップ部を転写材の裏面側に凸の
   形状にするとともに、 前記ニップ部の入口および出口を含む平面を、中間転写
   体上に静電吸着して転写材が搬送される面に対してほぼ
   平行にし、 さらに、前記ニップ部の入口を、中間転写体上に静電吸
   着して転写材が搬送される方向に向かって転写材の裏面
   側に位置させる、ことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 転写材と中間転写体とが分離する位置の
   近傍に分離手段を設け、 前記ニップ部入口において第１の定着部材に接する平面
   と、中間転写体上に静電吸着して転写材が搬送される面
   との交点が中間転写体が曲率を有しはじめる位置よりも
   転写材搬送方向の下流側にするとともに、前記分離手段
   の下流側端部よりも上流側にする、ことを特徴とする請
   求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記ニップ部の入口における前記第１の
   定着部材の曲率半径を、転写材が分離する位置における
   中間転写体の曲率半径より大きくする、ことを特徴とす
   る請求項４又は５記載の画像形成装置。