JP3302337B2

JP3302337B2 - 両面印刷装置

Info

Publication number: JP3302337B2
Application number: JP10823399A
Authority: JP
Inventors: 芳典和田; 克己足立
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2019-04-15
Also published as: US6192213B1; EP1045295A3; EP1045295A2; DE60010569T2; EP1045295B1; JP2000298413A; DE60010569D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体の両面に
印刷を行う両面印刷装置に関し、特に、電子写真記録ユ
ニットを複数配置した両面印刷装置に関する。

【０００２】コンピュータの出力装置として、印刷装置
が広く利用されている。この印刷装置として、普通紙に
印刷できる電子写真装置が利用されている。近年の省資
源化の要請に従い、紙面の両面に印刷する両面印刷装置
が求められている。そして、印刷速度の向上のため、記
録媒体の表面を印刷する印刷機構と、記録媒体の裏面を
印刷する印刷機構とを設けた装置が求められる。

【０００３】

【従来の技術】図７は、従来技術の説明図である。

【０００４】両面印刷装置は、記録紙Ｐの表面を印刷す
る電子写真印刷部（第２の画像形成部）９１と、記録紙
Ｐの裏面を印刷する電子写真印刷部（第１の画像形成
部）９２とを有する。記録紙Ｐは、各頁毎にミシン目を
有する連続紙である。

【０００５】裏面の印刷部９２は、感光ドラムを有す
る。感光ドラムは、前帯電器により帯電された後、露光
器により光像を露光される。これにより、感光ドラムに
は、光像に応じた電気潜像が形成される。この感光ドラ
ムの潜像は、現像器により現像される。そして、感光ド
ラムの現像像は、転写器により、記録紙Ｐに転写され
る。このようにして、記録紙Ｐの裏面の印刷が行われ
る。

【０００６】記録紙Ｐの表面の印刷も同様である。即
ち、表面の印刷部９１は、感光ドラムを有する。感光ド
ラムは、前帯電器により帯電された後、露光器により光
像を露光される。これにより、感光ドラムには、光像に
応じた電気潜像が形成される。この感光ドラムの潜像
は、現像器により現像される。そして、感光ドラムの現
像像は、転写器により、記録紙Ｐに転写される。このよ
うにして、記録紙Ｐの表面の印刷が行われる。

【０００７】次に、記録紙Ｐは、第１の定着部９３によ
り、記録紙の表面のトナー像の定着が行われる。そし
て、第２の定着部９４により、記録紙の裏面のトナー像
の定着が行われる。このように、両面印刷プロセスが、
片面のトナー像を形成した後、裏面のトナー像を形成す
る。そして、その後、定着するプロセスをとると、両面
印刷装置の構成を小型にできる。このような連続紙を印
刷する両面印刷装置は、日本国特許公開７ー７７８５１
号公報や日本国特許公開８ー２１１６６４号公報に記載
されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、次の問題があった。

【０００９】(1) 定着部９３、９４に、フラッシュ光に
より定着を行うフラッシュ定着器を用いると、用紙に非
接触により定着できる。このため、未定着像を連続して
定着しても、未定着像を乱すことがない。しかし、フラ
ッシュ光は、強力であるため、漏れたフラッシュ光が、
電子写真印刷部の感光ドラムに照射され、感光ドラムを
劣化するという問題があった。特に、第１の定着部９３
のフラッシュ光が、記録紙Ｐを介して第２の電子写真印
刷部９１の感光ドラムに回り込み、その感光ドラムを劣
化するという問題があった。

【００１０】(2) 第１の定着部と第２の電子写真印刷部
９１の間に、ガイド部材を設けることが、用紙搬送の安
定のため、必要となる。しかし、ガイド部材は、用紙の
未定着像と接触するため、ガイド部材に、トナー像がオ
フセットされ、用紙上の未定着像が乱れるという問題が
あった。

【００１１】本発明の目的は、定着部にフラッシュ定着
器を用いても、画像形成部の感光体の劣化を防止するた
めの両面印刷装置を提供するにある。

【００１２】本発明の他の目的は、ガイド部材を設けて
も、未定着像の乱れを防止するための両面印刷装置を提
供することにある。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の両面印刷装置は、記録媒体の一面にトナー
像を形成する第１の画像形成部と、前記第１の画像形成
部の下流に設けられ、前記記録媒体の他面にトナー像を
形成する第２の画像形成部と、前記記録媒体の一面のト
ナー像を定着する第１の定着部と、前記第１の定着部の
下流に設けられ、前記記録媒体の他面のトナー像を定着
する第２の定着部と、前記第１の定着部と前記第２の画
像形成部との間に設けられ、前記記録媒体をガイドする
ガイド部材と、前記ガイド部材が接触する前記記録媒体
の面と反対の面に設けられ、前記ガイド部材への未定着
像のオフセットを防止するための帯電器とを有する。

【００２０】本発明の他の形態では、定着部と画像形成
部との間に、記録媒体をガイドするガイド部材を設け
た。このため、定着部での記録媒体の搬送を安定にする
ことができる。次に、ガイド部材は、記録媒体の未定着
像に接触するため、未定着像が、ガイド部材に付着する
おそれがある。このため、帯電器を設け、記録媒体の未
定着トナー像を記録媒体に引きつけ、ガイド部材に、記
録媒体の未定着像が付着するのを防止した。

【００２１】本発明の別の形態では、前記帯電器は、前
記記録媒体のトナー像の電位と反対極性の電位を前記記
録媒体に付与する。

【００２２】本発明の更に別の形態では、前記帯電器の
帯電電流の設定値が、２００μＡ〜１２００μＡの範囲
内である。

【００２３】本発明の更に別の形態では、前記帯電器の
設定値を、周囲環境又は記録媒体の厚み又は現像条件に
よって、制御する制御部を設けた。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態の
両面印刷装置の構成図、図２は、図１の部分拡大図であ
る。

【００２５】図１は、送り穴を有する連続紙の両面を印
刷する両面印刷装置を示す。ホッパー１は、未印刷の連
続紙Ｐを積載しておくものである。連続紙Ｐは、各頁毎
にミシン目が設けられている。用紙搬送トラクタ２は、
連続紙Ｐの送り穴に係合して、連続紙Ｐを矢印方向に搬
送する。裏面印刷機構（第１の画像形成部）３は、電子
写真印刷機構で構成され、連続紙Ｐの裏面を印刷する。

【００２６】この裏面印刷機構３は、感光ドラム３７
と、感光ドラム３７を帯電する帯電器３０と、感光ドラ
ム３７に１ラインの光像を露光するＬＥＤヘッド３１と
を有する。このＬＥＤヘッド３１は、１ライン分の個数
のＬＥＤ（発光ダイオード）を配列したＬＥＤアレーで
構成されている。

【００２７】現像器３２は、感光ドラム３７の潜像を現
像する。現像器３２は、二成分現像剤で現像を行う二成
分現像器で構成されている。転写帯電器３３は、感光ド
ラム３７の現像像を連続紙Ｐに転写する。転写ガイドロ
ーラ３４は、転写時に、連続紙Ｐを感光ドラム３７に押
しつけるものである。クリーナー３５は、感光ドラム３
７の残留トナーを回収する。除電ランプ３６は、感光ド
ラム３７の残留電位を除電する。

【００２８】表面印刷機構（第２の画像形成部）４も、
電子写真印刷機構で構成され、連続紙Ｐの表面を印刷す
る。表面印刷機構４は、裏面印刷機構３に対し、用紙搬
送方向の下流に配置されている。

【００２９】この表面印刷機構４は、感光ドラム４７
と、感光ドラム４７を帯電する帯電器４０と、感光ドラ
ム４７に１ラインの光像を露光するＬＥＤヘッド４１と
を有する。このＬＥＤヘッド４１は、１ライン分の個数
のＬＥＤ（発光ダイオード）を配列したＬＥＤアレーで
構成されている。

【００３０】現像器４２は、感光ドラム４７の潜像を現
像する。現像器３２は、二成分現像剤で現像を行う二成
分現像器で構成されている。転写帯電器４３は、感光ド
ラム４７の現像像を連続紙Ｐに転写する。転写ガイドロ
ーラ４４は、転写時に、連続紙Ｐを感光ドラム４７に押
しつけるものである。クリーナー４５は、感光ドラム４
７の残留トナーを回収する。除電ランプ４６は、感光ド
ラム４７の残留電位を除電する。

【００３１】中和帯電器７０は、裏面印刷機構３と、表
面印刷機構４との間に設けられ、裏面印刷機構３で電位
を帯びた連続紙Ｐの表面の電位を中和する。これによ
り、表面印刷機構４での転写動作を安定に行うことがで
きる。

【００３２】ガイドローラ７１は、表面印刷機構４と、
定着器５０、５１との間で、用紙Ｐの挙動を安定にする
ために、設けられている。このガイドローラ７１は、表
面印刷機構４の感光ドラム４７側に設けられている。こ
のため、用紙をガイドするとともに、定着器５０の光
が、感光ドラム４７に回り込むことを防止する。

【００３３】帯電器７２は、表面印刷機構４とガイドロ
ーラ７１との間に設けられ、用紙Ｐのトナー像の電荷と
反対極性の電荷を、用紙Ｐに付与する。これにより、用
紙Ｐと未定着トナー像の拘束力を増幅する。このため、
用紙Ｐの未定着像がガイドローラ７１にオフセット付着
することを防止できる。

【００３４】定着器は、一対のフラッシュ定着器５０、
５１で構成されている。第１のフラッシュ定着器５０
は、用紙Ｐの裏面側に設けられ、フラッシュ光により用
紙Ｐの裏面のトナー像を定着する。第２のフラッシュ定
着器５１は、用紙Ｐの表面側に設けられ、フラッシュ光
により用紙Ｐの表面のトナー像を定着する。フラッシュ
定着器５０、５１の間には、用紙Ｐを折り返す折り返し
ローラ６６が設けられている。

【００３５】スタッカ６は、印刷された連続紙Ｐをスタ
ックする。スカッフローラ６３、６４、６５は、定着器
からスタッカ６へ用紙Ｐをガイドする。スイングガイド
６０は、スイング動作を行い、用紙Ｐの折り畳みを補助
する。羽車６１、６２は、用紙Ｐの折り畳み動作を補助
する。

【００３６】この両面印刷装置では、両面印刷時に、裏
面印刷機構３が表面印刷機構４に対し先行して、印刷を
開始する。又、搬送パスを縦方向にし、且つ搬送パスを
挟んで裏面印刷機構３と、表面印刷機構４とを設けてい
る。このため、両面印刷装置を小型にできる。

【００３７】図２は、図１のガイドローラ７１の部分の
拡大図である。

【００３８】ガイドローラ７１は、用紙Ｐの表面側に設
けられ、回転可能である。このガイドローラ７１は、表
面印刷機構４の感光ドラム４７からの用紙Ｐをガイドす
る。このガイドローラ７１は、裏面のフラッシュ定着器
５０での用紙Ｐの挙動が安定になる位置に設けられてい
る。又、フラッシュ定着器５０からのフラッシュ光が感
光ドラム４７に回り込むことを防ぐ位置に設けられてい
る。

【００３９】ガイドローラ７１は、モータ７２によりベ
ルト７５を介して回転される。このガイドローラ７１の
回転方向は、用紙Ｐの搬送方向である。又、ガイドロー
ラ７１の回転速度は、用紙Ｐの搬送速度とほぼ同一であ
る。このため、ガイドローラ７１が、用紙Ｐの搬送の抵
抗にならない。従って、用紙Ｐの未定着トナー像が、ガ
イドローラ７１により乱れることがない。又、未定着ト
ナー像が、ガイドローラ７１にオフセット付着すること
を防止することができる。

【００４０】クリーニングブレード７３は、ガイドロー
ラ７１の付着トナーを除去する。回収スクリュー７４
は、クリーニングブレード７３で除去されたトナーを回
収する。このように、ガイドローラ７１のクリーニング
部材を設けることにより、例え、ガイドローラ７１に用
紙のトナーが付着しても、ガイドローラ７１のトナーを
除去することができる。このため、ガイドローラ７１に
より未定着トナー像を有する用紙をガイドしても、ガイ
ドローラ７１から用紙Ｐへのトナー像の再転写を防止す
ることができる。このため、用紙Ｐの未定着像を乱すこ
とを防止できる。

【００４１】更に、帯電器７２を、ガイドローラ７１の
直前の位置で、用紙Ｐを挟んでガイドローラ７１の面と
反対面に設ける。帯電器７２は、用紙Ｐのトナー像の電
荷と反対極性の電荷を付与する。これにより、用紙Ｐの
表面において、用紙と未定着トナー像との拘束力を増強
することができる。このため、用紙Ｐの表面の未定着ト
ナー像が、ガイドローラ７１にオフセットすることを防
止できる。

【００４２】更に、ガイドローラ７１の表面を、低摩擦
材料（例えば、フッ素樹脂）で覆う。これにより、用紙
への抵抗を更に小さくすることができる。このため、ガ
イドローラ７１への未定着トナー像のオフセットを防止
できる。又、ガイドローラ７１の寿命を増加することが
できる。

【００４３】次に、この帯電器７２の帯電電流の最適値
について、説明する。図３は、オフセット量の特性図、
図４は、ＯＤ値の特性図である。

【００４４】図３は、図２の構成において、帯電電流値
を０μＡから１６００μＡまで変化させた時のガイドロ
ーラ７１のオフセット量を測定したものである。即ち、
図２の構成において、所定量のトナー像を有する用紙を
搬送させる。そして、帯電器の帯電電流値を変化させ
て、各帯電電流値におけるガイドローラ７１に付着する
トナー量を測定したものである。

【００４５】そして、測定したトナー量を所定量で割っ
て、パーセントで表示したものである。この測定結果か
ら、帯電電流値が０μＡの時は、オフセット量は１０％
もあった。帯電電流値が２００μＡでは、オフセット量
は、４％に減少した。以下、帯電電流値を増加するにつ
れ、オフセット量は少なくなった。

【００４６】この結果、帯電電流値が２００μＡ以上で
あると、オフセット量の減少に寄与することがわかっ
た。

【００４７】又、図４は、図２の構成において、帯電電
流値を０μＡから１６００μＡまで変化させた時の、用
紙の白紙部分の汚れを測定したものである。即ち、図２
の構成において、トナー像を有する用紙を搬送させる。
そして、帯電器の帯電電流値を変化させて、各帯電電流
値における用紙の白紙部分のＯＤ（Optical Density)を
測定したものである。

【００４８】この測定結果から、帯電電流値が０μＡ〜
１２００μＡでは、白紙部分のＯＤ値は、ほぼ白紙の状
態と同一であった。帯電電流値が１４００μＡ以上で
は、白紙分のＯＤ値が上昇することを示す。帯電電流値
が大きいと、用紙上のトナー像が乱れ、白紙部分にトナ
ーが乗ってしまうものと考えられる。

【００４９】この結果、帯電電流値が１２００μＡ以下
であると、白紙部分のＯＤ値に変化がないことが判っ
た。

【００５０】図３、図４の結果からは、帯電電流値が、
２００μＡから１２００μＡの範囲であると、トナー像
を乱すことなく、ローラへのオフセットを防止できるこ
とが判明した。

【００５１】次に、帯電器の帯電電流値を制御すること
について、説明する。

【００５２】図５は、本発明の一実施の形態のブロック
図である。図５において、パネル１０は、オペレータが
操作を指示するためのものである。パネル１０からは、
用紙の厚み（連量）が入力される。温度検出器１２は、
装置の温度を検出するものである。湿度検出器１３は、
装置の湿度を検出するものである。機構制御ユニット１
１は、パネル１０や全体制御部（図示せず）からの指示
に応じて、装置の各部を制御する。機構制御ユニット１
１は、ＭＰＵ１４と、ＲＯＭ１５と、ＲＡＭ１６と、Ｉ
／Ｏポート１７と、Ｄ／Ａコンバータ１８とを有する。

【００５３】高圧制御ユニット２１は、機構制御ユニッ
ト１１からの指示に応じて、帯電器７２に印加する帯電
電圧を制御する。高圧制御ユニット２１は、Ｉ／Ｏポー
ト１７からのオン／オフ指示及びＤ／Ａコンバータ１８
からの制御量を受け、高圧電源２０の電圧値を制御する
高圧制御部１９を有する。

【００５４】この実施例では、機構制御部１１のＭＰＵ
１４が、パネル１０からの用紙の厚み指示に応じて、帯
電器７２の帯電電圧を変化する。例えば、用紙の厚みが
薄い時には、帯電電圧を小さくする。用紙の厚みが厚い
時には、帯電電圧を大きくする。

【００５５】又、ＭＰＵ１４は、温度検出器１２からの
検出温度に応じて、帯電器７２の帯電電圧を変化する。
例えば、温度が低い時には、帯電電圧を大きくする。温
度が高い時には、帯電電圧を小さくする。

【００５６】同様に、ＭＰＵ１４は、湿度検出器１３か
らの検出温度に応じて、帯電器７２の帯電電圧を変化す
る。例えば、湿度が低い時には、帯電電圧を大きくす
る。湿度が高い時には、帯電電圧を小さくする。

【００５７】このように、周囲環境や用紙の厚みに応じ
て、帯電器７２の帯電電圧を制御する。このため、周囲
環境や用紙の厚みに応じた最適の帯電電圧値に設定する
ことができる。

【００５８】更に、感光ドラムの表面電位、露光パワ
ー、トナー濃度、現像バイアス電圧、転写電流等の現像
条件によっても、用紙のトナー像の電位は変化する。こ
れに対応するために、ＭＰＵ１４は、現像条件の設定値
を受け、帯電器７２の帯電電圧の設定値を制御するよう
にしても良い。

【００５９】図６は、本発明の他の実施の形態の構成図
であり、ガイドローラ部分の他の形態を示す。

【００６０】図６において、ガイドローラ７１は、接触
する用紙に従って、つれ回りするローラである。クリー
ニングローラ７６は、ガイドローラ７１の付着トナーを
除去する。

【００６１】この実施例では、ガイドローラ７１は、用
紙Ｐにつれ回りして、用紙Ｐとほぼ同一の回転速度で回
転する。このため、用紙搬送の抵抗にならない。従っ
て、用紙のトナー像のオフセットを防止することができ
る。又、クリーニングローラ７６により、ガイドローラ
７１をクリーニングするため、ガイドローラ７１の付着
トナーを除去することができる。

【００６２】このガイドローラ７１の磨耗を管理するた
め、例えば、感光ドラムの回転時間を計測するドラムカ
ウンタや、印刷枚数を管理するプリントチャージカウン
タの内容を参照する。そして、これによるガイドローラ
７１の回転時間が、所望の値になった時に、交換メッセ
ージを表示し、交換を促すこともできる。

【００６３】上述の実施の態様の他に、本発明は、次の
ような変形が可能である。

【００６４】(1) 印刷機構を、感光ドラムを用いた電子
写真機構で説明したが、他の感光体を用いて、トナー像
を形成する印刷機構を適用できる。

【００６５】(2) 定着器をフラッシュ定着器により説明
したが、熱ローラ定着器等他の定着器を用いることがで
きる。

【００６６】以上、本発明の実施の形態により説明した
が、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。

【００６８】(1) 表面と裏面のトナー像の形成の後、表
面と裏面のトナー像の定着を行う場合に、最も近い第２
の画像形成部と第１の定着部との間に、第１の定着部か
らの光を遮断する遮断部材を設けた。このため、第１の
定着部に、フラッシュ光により定着を行うフラッシュ定
着器を設けても、フラッシュ光が第２の画像形成部の感
光体に回り込むことを防止できる。これにより、画像形
成部の感光体の劣化を防止することができる。

【００６９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の両面印刷装置の構成図
である。

【図２】図１の構成の部分拡大図である。

【図３】図１の帯電器のオフセット量の特性図である。

【図４】図１の帯電器のＯＤ値の特性図である。

【図５】図１の帯電器の制御ブロック図である。

【図６】本発明の他の実施の形態の構成図である。

【図７】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１ホッパー２搬送トラクタ３裏面印刷機構４表面印刷機構５０、５１定着器６スタッカ７１ガイドローラ７２帯電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−260611（ＪＰ，Ａ) 特開平10−153888（ＪＰ，Ａ) 実開平４−137381（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/00 106 G03G 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体の両面に印刷を行う両面印刷装
置において、前記記録媒体の一面にトナー像を形成する第１の画像形
成部と、前記第１の画像形成部の下流に設けられ、前記記録媒体
の他面にトナー像を形成する第２の画像形成部と、前記記録媒体の一面のトナー像を定着する第１の定着部
と、前記第１の定着部の下流に設けられ、前記記録媒体の他
面のトナー像を定着する第２の定着部と、前記第１の定着部と前記第２の画像形成部との間に設け
られ、前記記録媒体をガイドするガイド部材と、前記ガイド部材が接触する前記記録媒体の面と反対の面
に設けられ、前記ガイド部材への未定着像のオフセット
を防止するための帯電器とを有することを特徴とする両
面印刷装置。
【請求項２】請求項１の両面印刷装置において、前記帯電器は、前記記録媒体のトナー像の電位と反対極性の電位を前記
記録媒体に付与することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項３】請求項１の両面印刷装置において、前記帯電器の帯電電流の設定値が、２００μＡ〜１２０
０μＡの範囲内であることを特徴とする両面印刷装置。
【請求項４】請求項１の両面印刷装置において、前記帯電器の設定値を、周囲環境又は記録媒体の厚み又
は現像条件によって、制御する制御部を設けたことを特
徴とする両面印刷装置。