JP3308917B2 - 電子写真方式の両面印刷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機・レーザプ
リンタ・ファクシミリなどに係り、特に、電子写真方式
の技術を用いた両面印字可能な印刷装置の転写装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、用紙の両面に未定着トナー画像を
転写したあと定着する、電子写真方式の両面印刷装置で
は、第１の画像形成手段と第２の画像形成手段の感光体
の帯電極性やトナーの帯電極性がそれぞれ異なる帯電極
性でなければならなかった。しかし、帯電極性の異なる
感光体やトナーが必要ということは、感光体を２種類、
トナーを２種類用意しなければならず、必然的にその周
辺の装置も２種類以上必要になってくるため、開発する
上で手間がかかり、非常に困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような問題点を解
決する手段として、特開平８−２１１６６４号公報に記
載されている技術で、第１の画像形成手段と第２の画像
形成手段の間の搬送路で、第１の画像形成手段で用紙に
転写された未定着トナー画像にコロトロン方式によりチ
ャージし、第２の転写手段の電圧極性と同極性にする手
段を設けている。しかしこの方法によれば、放電ワイヤ
からオゾンや窒素酸化物等の放電生成物が発生するた
め、環境に対して優しくなかった。さらに、余分な装置
を搬送路上に追加しているため、機械全体の小型化の妨
げになっている。

【０００４】本発明の課題は、用紙の第１面に未定着ト
ナー画像を形成する第１の画像形成手段と、該第１の画
像形成手段から用紙の搬送方向下流側に、用紙の第２面
に未定着トナー画像を形成する第２の画像形成手段とを
有し、前記第１の画像形成手段の感光体と前記第２の画
像形成手段の感光体の帯電極性が同極性で、かつトナー
の帯電極性もそれぞれ同極性であり、用紙の第１面の未
定着トナーの帯電極性を変換する手段を有する、電子写
真方式の両面印刷装置において、環境に優しく、機械全
体の小型化の妨げにならない、用紙の第１面の未定着ト
ナーの帯電極性を変換する手段を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、用紙の第１面に未定着トナー画像を形
成する第１の画像形成手段、該第１の画像形成手段から
用紙の搬送方向下流側に、用紙の第２面に未定着トナー
画像を形成する第２の画像形成手段を設け、前記第１の
画像形成手段の感光体と前記第２の画像形成手段の感光
体の帯電極性が同極性で、かつトナーの帯電極性も同極
性であり、前記第２の画像形成手段の転写手段は前記第
２の画像形成手段の感光体ドラムと用紙の搬送路を介し
て対向するバイアスローラであり、かつ該感光体ドラム
と接触し、さらに用紙の第１面の未定着トナーの帯電極
性と逆極性の１，０００Ｖ乃至６，０００Ｖのバイアス
を印加する。

【０００６】

【作用】第１の画像形成手段で、第１面に未定着トナー
画像を転写された用紙は、搬送路を経て、第２の画像形
成手段で用紙の第２面に未定着トナー画像を転写されつ
つ搬送される、この用紙の第２面に未定着トナー画像が
転写されるとき、同時に用紙の第１面の未定着トナー画
像は第２の画像形成手段の転写手段と接触する、第２の
画像形成手段の第２の転写手段であるバイアスローラに
は第１面に転写されている画像のトナーの帯電極性とは
逆極性の高電圧が印加されているため、バイアスローラ
と用紙の第１面が接触する直前の微小なギャップにおい
てコロナ放電が発生し、用紙の第１面の未定着トナーの
帯電極性変換が行われバイアスローラに印加されている
電圧と同極性になる。その後、用紙の第１面の未定着ト
ナーはバイアスローラに印加されている電圧極性と同じ
帯電極性の状態でバイアスローラと接触するため、用紙
の第１面の未定着トナーとバイアスローラの斥力によ
り、用紙の第１面の未定着トナーはバイアスローラに付
着しない。

【０００７】

【発明の実施形態】本発明の一実施形態が採用される両
面印字可能な印刷装置を図１に基づいて説明する。同図
面において、給紙カセット１から給紙ローラ２で一枚づ
つ給紙された用紙は、垂直搬送路３を経て、レジスト部
４で先端を整えられ待機し、所定のタイミングで第１の
画像形成手段へ搬送され、第１の画像形成手段６で形成
されたトナー画像が第１の転写手段６５で用紙の第１面
に転写される。第１面に未定着トナー画像を転写された
用紙は、搬送路７を搬送され、第２の画像形成手段９で
形成されたトナー画像が第２の転写手段９５で用紙の第
２面に転写される。この後、両面に未定着トナー画像を
転写された用紙は、定着装置１０に搬送され用紙の両面
の未定着トナー画像が同時に定着され、排紙部１１を経
て排紙トレイ１２に排出される。

【０００８】さらに、本発明の実施形態が採用される両
面印字可能な印刷装置の構成を、図１、図２に基づいて
詳細に説明する。

【０００９】第１の画像形成手段６は、一般的に使われ
ている電子写真プロセスを有するもので、本発明の実施
形態では、感光体表面に主帯電部６２によりプラス電荷
を付与し、レーザーユニット６３のレーザー光により露
光、形成された静電潜像は、現像装置６４のプラス帯電
トナーによって顕像化される。このプラス帯電トナーに
よる顕像は、用紙の第１面に第１の転写手段６５により
転写される。第１の転写手段６５は、本発明の実施形態
ではコロトロン方式を用いているが、バイアスローラ方
式、転写ベルト方式などのいずれを用いても構わない。

【００１０】第１画像形成手段６により、第１面にトナ
ー画像を転写された用紙は、搬送路７上では、プラスに
帯電しているトナー画像を載せている。

【００１１】第２の画像形成手段９は、これも一般的に
使われている電子写真プロセスを有するもので、本発明
の実施形態では、感光体表面に主帯電部９２によりプラ
ス電荷を付与し、レーザーユニット９３のレーザー光に
より露光、形成された静電潜像は、現像装置９４のプラ
ス帯電トナーによって顕像化される。このプラス帯電ト
ナーによる顕像は、用紙の第２面に第２の転写手段９５
により転写される。

【００１２】この第２の転写手段９５はバイアスローラ
９５、電圧印加手段９５３で構成され、詳しくは、バイ
アスローラ９５の軸芯は導電性の金属ローラで、その周
囲はゴムや樹脂であり、ポリエステル系エラストマー、
ポリウレタン系エラストマーなどの弾性体に、導電性カ
ーボンブラック、もしくは過塩素酸リチウムなどの無機
イオン、または４級アンモニウム塩などの有機イオンを
配合したもので、体積固有抵抗１０²〜１０¹⁰Ω・cm程
度に調整され、外周はフッ素コートを施したものがよ
い。本件発明に適用できるものは上記に限定されるもの
ではなく、一般的に転写ローラとして使用されるもので
よく、周辺の条件により適宜最適なものを選択すればよ
い。

【００１３】バイアスローラ９５と感光体ドラム９１は
接触して対向しているが、用紙一枚分以上の距離、約
０．５mmの距離をおいて対向していてもよく、いずれの
距離においてもほぼ同等の効果が得られる。

【００１４】バイアスローラ９５の電圧は、直流電源装
置９５３により、バイアスローラ９５の軸芯に印加され
る。

【００１５】第１面の画像とバイアスローラ９５は、用
紙の第１面の未定着トナー画像と擦れてはならないた
め、本実施形態では駆動手段（図示していない）により
駆動されている。駆動ムラを避けるためにもハスバ歯車
で駆動を伝達することが好ましい。

【００１６】従来、用紙の第１面の未定着トナーの帯電
極性と、それに接触するバイアスローラ９５の電圧極性
が逆極性の場合、用紙の第１面の未定着トナーがバイア
スローラ９５に付着するものと考えられていた。しか
し、表１〜表９に示すように、バイアスローラ９５への
印加電圧の設定次第では、バイアスローラ９５に、用紙
の第１面の未定着トナーが付着することなく、用紙の第
１面の未定着トナーの帯電極性を変換と、第２の画像形
成手段９のトナー画像が用紙の第２面に転写できること
がわかった。これは、用紙の第１面の未定着トナーの帯
電極性変換は、バイアスローラ９５と用紙のニップ位置
より用紙搬送方向の上流で行われるため、バイアスロー
ラ９５と用紙のニップではバイアスローラ９５の電圧極
性と用紙の第１面の未定着トナーの帯電極性は同極性と
なり、用紙の第１面の未定着トナーとバイアスローラ９
５の斥力により、用紙の第１面の未定着トナーがバイア
スローラ９５に付着することはない。

【００１７】本発明の請求項１に記載のバイアスローラ
９５への印加電圧を決定するための実験に使われたロー
ラは、 ・ローラＡ：ポリウレタン系エラストマーに過塩素酸リ
チウム添加，体積抵抗１０⁴Ω・cm，アスカーＣ硬度６
８°，弾性層５mm，外径φ２０mm，長さ２３０mm，軸芯
はアルミ ・ローラＢ：ポリエステル系エラストマーに過塩素酸リ
チウム添加，体積抵抗１０⁵Ω・cm，アスカーＣ硬度６
２°，弾性層５mm，外径φ２０mm，長さ２３０mm，軸芯
はアルミ ・ローラＣ：ウレタンゴムに導電性カーボンブラック添
加，体積抵抗１０⁶Ω・cm，アスカーＣ硬度７５°，弾
性層５mm，外径φ２０mm，長さ２３０mm，軸芯はアルミ
の３種類である。

【００１８】第２の転写手段であるバイアスローラ９５
と第２の画像形成手段の感光体ドラム９１は、０，０．
２，０．５mmの距離で対向している。

【００１９】各条件における結果を表１〜表９に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】

【表５】

【００２５】

【表６】

【００２６】

【表７】

【００２７】

【表８】

【００２８】

【表９】

【００２９】ここで、バイアスローラ９５の印加電圧が
２００〜９００Ｖの比較的低い電圧では、用紙の第２面
に画像が転写はできるが、用紙の第１面のトナーがバイ
アスローラ８１に付着し、汚れてしまう。

【００３０】本発明の請求範囲にも記載した、バイアス
ローラ９５印加電圧が１，０００〜６，０００Ｖの範囲
では、いずれの種類のローラにおいても、第１面のトナ
ーがバイアスローラ９５に付着することなく、かつ用紙
の第１面の画像を乱すことなく、用紙の第１面の未定着
トナーの帯電極性を変換し、さらに用紙の第２面に感光
体ドラム９１からのトナー画像を転写することが可能で
ある。

【００３１】バイアスローラ９５の印加電圧が６，００
０Ｖを少し越えたあたりから、バイアスローラ９５から
用紙へのアーク放電が発生するため、正常にトナーの極
性変換が行われない。さらに用紙の両面の画像を乱して
しまい画像の不具合も発生する。

【００３２】上記の結果より、第２の転写手段であるバ
イアスローラ９５には、１，０００Ｖ乃至６，０００Ｖ
を印加する必要がある。また、バイアスローラ９５の種
類、バイアスローラ９５と感光体ドラム９１との距離
は、通常の転写条件である限り影響は少ないようであ
る。

【００３３】定着装置１０は、第１の定着ローラ１０
１、第１定着ヒータ１０１１、第２の定着ローラ１０
２、第２の定着ヒータ１０２１、からなり、第１の定着
ローラ１０１は熱伝導性のよいアルミ等のローラの外周
にフッ素コートを施したものを用いる。第１の定着ヒー
タ１０１１を内蔵することにより、定着に必要な所定の
温度に制御されている。第２の定着ローラ１０２も熱伝
導性のよいアルミ等のローラの周囲が耐熱性のウレタン
ゴムでできた弾性層で覆われ、さらに外周はＰＴＦＥな
どのフッ素系樹脂の離型層をもつものを用いる。両面同
時定着を考慮し、第２の定着ローラ１０２にも定着ヒー
タ１０２１を内蔵し、定着に必要な所定の温度に制御さ
れている。

【００３４】

【発明の効果】本発明を用いれば、用紙の第１面に未定
着トナー画像を形成する第１の画像形成手段と、該第１
の画像形成手段から用紙の搬送方向下流側に、用紙の第
２面に未定着トナー画像を形成する第２の画像形成手段
とを有し、前記第１の画像形成手段と前記第２の画像形
成手段の感光体の帯電極性、トナーの帯電極性がそれぞ
れ同極性である電子写真方式の両面印刷装置において、
小型で、環境に優しい電子写真方式の両面印刷装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態が採用される両面印字可能
な印刷装置である。

【図２】本発明の一実施形態が採用される両面印字可能
な印刷装置の転写手段の詳細図である。

【図３】従来技術による両面印字可能な印刷装置であ
る。

【符号の説明】

Ｐ１〜Ｐ９：用紙 ５：搬送路 ６６：第１の分離チャージャー ６７：第１のクリーニング装置 ６８：第２の除電ランプ ８６：第２の分離チャージャー ８７：第２のクリーニング装置 ８８：第２の除電ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−211664（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−97984（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−258494（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−260616（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−171263（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−90785（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 15/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】用紙の第１面に未定着トナー画像を形成す
   る第１の画像形成手段、該第１の画像形成手段から用紙
   の搬送方向下流側に、用紙の第２面に未定着トナー画像
   を形成する第２の画像形成手段を設け、前記第１の画像
   形成手段の感光体と前記第２の画像形成手段の感光体の
   帯電極性が同極性で、かつトナーの帯電極性もそれぞれ
   同極性であり、前記第２の画像形成手段の転写手段は前
   記第２の画像形成手段の感光体ドラムと用紙の搬送路を
   介して対向するバイアスローラであり、かつ該感光体ド
   ラムと接触し、さらに用紙の第１面の未定着トナーの帯
   電極性と逆極性の１，０００Ｖ乃至６，０００Ｖのバイ
   アスが印加されていることを特徴とする電子写真方式の
   両面印刷装置。