(57)【要約】【課題】  画像形成時に発生するトナーブリスタの現象を解消する。【解決手段】  加熱定着部材と、該加熱定着部材に圧接する圧接部材とを持ち、前記加熱定着部材と前記圧接部材とが圧接して形成する定着ニップ部を、未定着トナー像が付着した記録紙を通過させて定着する定着装置９を有していて、１度トナー像を定着した記録紙の裏面に再度未定着トナー像を形成して定着する両面画像形成手段を有した画像形成装置において、記録紙の片面にトナー像を形成し、前記定着装置９を２度通過後に排紙する動作モードを有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図１
2006227157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱定着部材と、該加熱定着部材に圧接する圧接部材とを持ち、前記加熱定着部材と前記圧接部材とが圧接して形成する定着ニップ部を、未定着トナー像が付着した記録紙を通過させて定着する定着装置を有していて、１度トナー像を定着した記録紙の裏面に再度未定着トナー像を形成して定着する両面画像形成手段を有した画像形成装置において、
記録紙の片面にトナー像を形成し、前記定着装置を２度通過後に排紙する動作モードを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着装置の加熱定着部材は、加熱手段を有する加熱ローラと、前記加熱ローラと平行で離間して配設される支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトであって、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して圧接する外部加圧ローラとから成るベルト定着装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記動作モードは、選択された種類の記録紙に対して実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式により画像形成を行う複写装置、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に両面画像形成を可能とする画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、像担持体（感光体）又は中間転写体上に形成されたトナー像は転写手段によって記録紙（転写材ともいう）上に転写され、トナー像を保持した記録紙は、定着装置の圧接状態にある加熱定着部材と圧接部材とによって形成される定着ニップ部を通過する間に加熱加圧され、トナーは記録紙上に融着して定着が行われる。
【０００３】
高速処理がなされるカラー画像形成装置で用いられる定着装置は、加熱定着部材からの分離性に優れ、定着ニップ部のニップ幅がなるべく長いことが要求され、この要求を満たすために比較的小径で低硬度の定着ローラが使用されている。このような構成の定着装置にあっては定着ニップ部の平均ニップ面圧が小さくなり、トナーブリスタが発生し易いという問題がある。
【０００４】
トナーブリスタは、斤量の小さいコート紙が記録紙として用いられたときに顕著に発生する現象で、トナー粒子間の空気が外に逃げ切れずにトナー層内部で気泡となることによって生じる現象で、発生するとトナー層部分の光沢が低く、トナー表面もザラザラした状態で、画像品質が低下する。
【０００５】
このトナーブリスタ現象を回避するには、ニップ面圧を高くする、あるいはニップ時間を長くすることが必要である。
【０００６】
ニップ面圧を高くするには、定着ローラのローラ硬度を高くすることが必要で、ローラ硬度を高くするとニップ幅を確保することが困難となる。ニップ面圧を高くして、ニップ幅を確保するには、定着ローラを大径化することが必要であるが、大径化すると定着を終えた記録紙の分離性が確保できないという問題が生じて来る。
【０００７】
ニップ時間を長くするには、システムスピードを１／３〜１／４程度まで遅くすることが必要となるが、システムスピードを遅くすると生産性は落ちることとなる。
【０００８】
特許文献１又は特許文献２では、２つの定着手段を並列的に設けて、ニップ時間を長くして、画像の光沢を制御したり、ＯＨＴの投光性を向上させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３０４０７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３９０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
２つの定着手段を並列的に設けるようにした特許文献１，２の提案は、何れもニップ時間は長くなるが、装置の大型化は避けられない。
【００１０】
本発明は、特に装置に変更を加えることなく、トナーブリスタの発生を防止して良好な定着画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決して目的を達成するために、本発明は以下のように構成されている。
（請求項１）
加熱定着部材と、該加熱定着部材に圧接する圧接部材とを持ち、前記加熱定着部材と前記圧接部材とが圧接して形成する定着ニップ部を、未定着トナー像が付着した記録紙を通過させて定着する定着装置を有していて、１度トナー像を定着した記録紙の裏面に再度未定着トナー像を形成して定着する両面画像形成手段を有した画像形成装置において、
記録紙の片面にトナー像を形成し、前記定着装置を２度通過後に排紙する動作モードを有することを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記定着装置の加熱定着部材は、加熱手段を有する加熱ローラと、前記加熱ローラと平行で離間して配設される支持ローラと、前記加熱ローラと前記支持ローラとにエンドレスに掛け渡された定着ベルトであって、前記定着ベルトを介して前記支持ローラに対向して圧接する外部加圧ローラとから成るベルト定着装置であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
（請求項３）
前記動作モードは、選択された種類の記録紙に対して実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によるときは、両面画像形成手段の反転搬送路を用いて、片面にトナー画像を保持した記録紙を２度定着装置を通過したのち排紙される動作モードが設けられることによって、この動作モードによるプリント動作を行うときは、記録紙上のトナー画像は再溶融してトナー層内部の気泡が逃げ、また表面も平滑となってトナーブリスタは生じることがないので、定着画像について良好な画像品質が保証される。
【００１３】
請求項２記載の発明によるときは、定着装置としてカラー画像形成に適したベルト定着装置が用いられるので、カラー画像についてもトナーブリスタの発生を防止することが可能となる。
【００１４】
請求項３記載の発明によるときは、記録紙の紙種によってトナーブリスタが発生し易い紙種があるので、発生し易い紙種の画像形成に当たってのみ、定着装置を２度通過するようにした動作モードを実行することによって、効率よくトナーブリスタの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（１）  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。
【００１６】
本発明にかかわる両面画像形成を可能とした画像形成装置について、図１にて以下に述べる。
【００１７】
図１において、画像形成装置ＧＳは、画像形成装置本体ＧＨと画像読取装置ＹＳとから構成される。
【００１８】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び後述する定着装置９とからなる。
【００１９】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿Ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。この際、原稿台上から搬送される原稿Ｄは、光沢レベル選択手段として用いられる光沢度レベル検出センサＰＫａにより、原稿画像の光沢度、および原稿画像のモノクロ、カラーの判別や両面画像の判別が行われる。
【００２０】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行い、一旦メモリに記憶された後、画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００２１】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００２２】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の、小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する現像装置である。
【００２３】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００２４】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材としての記録紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置９に形成される加圧ニップ部Ｎ（図２参照、図１には不図示）において記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて記録紙Ｐ上に固定され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２５】
両面画像形成時には、一方の面（表面）にカラー画像（カラートナー像）が形成され、定着装置９から排出された記録紙Ｐは、分岐手段２６によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路２７Ａを経て、再給紙機構（ＡＤＵ機構）である反転搬送路２７Ｂにより表裏を反転され、再給紙搬送部２７Ｃを通過して、給紙ローラ２２Ｄにおいて合流する。反転搬送（循環反転搬送）された記録紙Ｐは、タイミングローラ２３を経て、再度２次転写ローラ７Ａに搬送され、記録紙Ｐの他方の面（裏
面）上にカラー画像（カラートナー像）が一括転写される。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置９により定着処理され、排紙経路側の排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００２６】
一方、転写手段７Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。
【００２７】
（２）  本発明の画像形成装置に用いられるベルト定着装置について、図２を用いて以下に説明する。
【００２８】
定着装置９は、金属基体もしくは耐熱樹脂基体とシリコンゴムをベルト状に成型した定着ベルト９１と、これを支持搬送し、転写材と定着ベルト９１を間に挟んで加圧加熱定着する支持加圧ローラ９２、及びこれと対向する外部加圧ローラ９３、定着ベルト９１を支持搬送するヒータ９４ａを内蔵した支持加熱ローラ９４より成る。また、外部加圧ローラ９３の表面温度を定着に適した温度に維持するため、外部加圧ローラ９３の外周に当接する外部加熱ローラ９５を設けることもなされる。上記構成のベルト定着装置９では、支持加圧ローラ９２と外部加圧ローラ９３により加圧ニップ部Ｎが形成される。
【００２９】
支持加圧ローラ９２は、肉厚２〜５ｍｍの円筒状の金属パイプ若しくは金属軸を用いた回転軸９２１と、該回転軸９２１の外周面に７ｍｍ厚のＳｉスポンジの弾性層９２２を固着した外径４０ｍｍのソフトローラである。
【００３０】
外部加圧ローラ９３は、肉厚２〜５ｍｍの円筒状の金属パイプを用いた回転軸９３１と、該回転軸９３１の外周面に３ｍｍ厚のＳｉゴムの弾性層９３２を固着し、更にその外側に離型層としてＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ９３３で被覆した外径５０ｍｍのソフトローラである。
【００３１】
外部加圧ローラ９３の弾性層９３２に対して支持加圧ローラ９２の弾性層９２２の方が軟らかい材料を使用し、しかも弾性層の厚みが厚いので、加圧ニップ部Ｎにおいては支持加圧ローラ９２が主に変形して圧接状態を保っている。実施例では、９００Ｎの荷重をかけて、１６ｍｍのニップ部を形成している。
【００３２】
支持加圧ローラ９２に掛け回された定着ベルト９１は、７０μｍ厚のポリイミド基体の外側に２００μｍのＳｉゴム層と３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブ層を有するφ８０ｍｍの無端ベルトである。定着ベルト９１は、同じく掛け回された支持加熱ローラ９４が内蔵するヒータ９４ａによって加熱ローラを介して伝熱加熱される。
【００３３】
支持加熱ローラ９４は肉厚２ｍｍのアルミ芯金の外周にフッ素樹脂層を設けた外径５０ｍｍのローラで、ローラ端部には寄り止め用の鍔が設けらていて、定着ベルトが軸方向へ滑らないよう位置規制を行っている。
【００３４】
（３）  図３には、電気制御系の概要を示している。１１０は演算制御処理を行うＣＰＵで、ＲＡＭ１１１、ＲＯＭ１１２が接続している。ＲＯＭ１１２には演算基礎データをはじめ、片面画像形成モードプログラム、両面画像形成モードプログラム、本発明の片面画像２度定着モードプログラム等を記憶していて、ＣＰＵ１１０はインターフェース１２０を介して外部機器に接続されている。
【００３５】
インターフェース１２０には、帯電手段２、露光手段３、現像装置４等の像露光手段１２１、現像装置９、記録紙の給紙、搬送、反転搬送、排紙等を行う記録紙搬送手段１２２が接続されている。
【００３６】
また、図１に示した画像形成装置には、操作・表示部３０が設けられていて、プリント動作の開始を指示するスタート釦、使用記録紙のサイズを選択するサイズ選択釦、記録紙のプリント枚数を指示するテンキー、画像濃度を選択する画像濃度選択釦等のほか、片面画像／両面画像プリントの選択釦が設けられている。
【００３７】
ユーザが操作・表示部３０の片面画像プリントを選択し、スタート釦をＯＮすると、ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１２から片面画像形成モードプログラムを呼び出し、呼び出したプログラムに従って画像形成の制御を行う。即ち、ＣＰＵ１１０は記録紙搬送手段１２２を制御して、該当する給紙カセット２０から記録紙Ｐを搬出し、像形成手段１２１を制御して中間転写体６上に形成されてトナー像を記録紙Ｐ上に転写し、トナー像を片面に保持した記録紙Ｐを定着装置９を通過して定着がなされたのち、排紙経路を通って機外に排出されるよう制御を行う。
【００３８】
また、ユーザが操作・表示部３０の両面画像プリントを選択し、スタート釦をＯＮすると、ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１２から両面画像形成モードプログラムを呼び出し、呼び出したプログラムに従って画像形成の制御を行う。即ち、ＣＰＵ１１０は記録紙搬送手段１２２を制御して、該当する給紙カセット２０から記録紙Ｐを搬出し、像形成手段１２１を制御して中間転写体６上に形成されたトナー像を記録紙Ｐの一方の面（表面）上に転写し、トナー像を一方の面（表面）に保持した記録紙Ｐを定着装置９を通過して定着がなされたのち、反転搬送路を経て再度転写手段７Ａへと搬送を行い、像形成手段１２１を制御して中間転写体６上に形成された次のトナー像を記録紙Ｐの他方の面（裏面）上に転写し、転写を終えた記録紙Ｐが定着装置９を通過して定着がなされたのち、両面に画像を有した記録紙Ｐを排紙経路を通って機外に排出されるよう制御を行う。
【００３９】
本発明の片面画像２度定着について説明する。
【００４０】
先に説明したトナーブリスタ現象は、発生し易い紙種と殆ど発生しない紙種とがあり、例えばＯＳコート１２７（商品名）、ＯＫトップコート１０４（商品名）等の印刷用コート紙（特殊紙）は通気性が悪いことが原因となってトナーブリスタが発生する。
【００４１】
本発明は、かかる特殊紙を用いて片面画像プリントを行った際生じるトナーブリスタも、２回定着装置を通過させることによって解消することが実験によって明らかとなったことから、かかる特殊紙を用いて片面画像プリントを行う場合に適用される片面画像２度定着モードを設けている。
【００４２】
ユーザは、かかる印刷用コート紙等の特殊紙の片面画像プリントを行うときは、特殊紙を指定された、通常は普通紙を装填する給紙カセット２０に装填し、操作・表示部３０の特殊紙選択釦を押釦して特殊紙を選択し、スタート釦をＯＮする。
【００４３】
ＣＰＵ１１０はこれを検知すると、ＲＯＭ１１２から片面画像２度定着モードプログラムを呼び出し、呼び出したプログラムに従って画像形成の制御を行う。即ち、ＣＰＵ１１０は記録紙搬送手段１２２を制御して、指定された給紙カセット２０から特殊紙ＰＳを搬出し、像形成手段１２１を制御して中間転写体６上に形成されたトナー像を特殊紙ＰＳの一方の面（表面）上に転写し、トナー像を一方の面に保持した特殊紙ＰＳを定着装置９を通過して定着がなされたのち、反転搬送路を経て再度転写手段７Ａへと搬送する。一方、ＣＰＵ１１０は像形成手段１２１を制御して、中間転写体６上にはトナー像を形成することなく、中間転写体６の回転のみを行い、特殊紙ＰＳは転写手段７Ａによる転写動作も受けることなく通過して定着装置９へと搬送し、定着装置９を通過して加圧・加熱がなされたのち、片面に画像を有した特殊紙ＰＳを排紙経路を通って機外に排出されるよう制御を行う。
【００４４】
かかる制御が行われることによって、排出される特殊紙ＰＳ上の画像は、トナーブリスタ現象は全く認められることはない。
【００４５】
（４）  本発明者らは、トナーブリスタの発生し易い印刷用コート紙（特殊紙）を用い、一様のマット面をもった画像について、各種の画像形成モードによるプリント動作を行い、排出される特殊紙上の画像について、目視によってトナーブリスタ発生状態からの評価を行っている。下表は、これらのテスト結果から、定着回数と画像評価との関係を表示している。
【００４６】
【表１】
2006227157.tif 000003
【００４７】
表中、画像とあるのは、トナー画像のある面が定着されることを示し、白紙とあるのは、トナー画像のない白紙状態にある面が定着されることを示している。
【００４８】
また、画像評価において、良とあるのはトナーブリスタが全く認められないことを示し、可とあるのはトナーブリスタが殆ど認められないことを示し、不良とあるのはトナーブリスタが認められ画質が低下していることを示している。
【００４９】
このテスト結果からは、トナー画像面が定着器を２回通過することによって、トナーが再溶融してトナー層内部の気泡が逃げ、トナーブリスタの発生が改善することを示している。また、片面画像２度定着（２）にあっては、白紙状態にある特殊紙が一度定着器を通紙することによって、特殊紙中の含水率が低くなり、トナー層中の空気が特殊紙中に吸収され易くなって、続いて転写されたトナー画像については、トナーブリスタが発生しにくくなる結果、画質が改善されたと理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】画像形成装置の概略断面図。
【図２】ベルト定着装置の断面図。
【図３】電気制御系の概要ブロック図。
【符号の説明】
【００５１】
６  中間転写体
７Ａ  転写手段
９  定着装置
２０  給紙カセット
３０  操作・表示部
１００  制御部
１１０  ＣＰＵ
１１２  ＲＯＭ
【図１】
2006227157.tif 000004
【図２】
2006227157.tif 000005
【図３】
2006227157.tif 000006