JPH02284169A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像形成装置、詳細には、例えば複写機やプリ
ンターなど静電転写方式の画像形成装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来の画像形成装置の例を第６図に示す。ｌは感光ドラ
ム、２は１次帯電器、３は露光ビーム、４は現像器、５
はカセット、６は転写用紙、７は給紙ローラ、８は給紙
ガイド、９はレジスターローラ、１゜は転写ガイド、１
１は抵抗、１２は転写帯電器、１３は分離除電器、１４
はクリーナ、１５は前露光ランプ、１６は搬送ガイド、
１７は定着入口ガイド、１８は定着器、１９は上ローラ
、２０は下ローラ、２１は排紙ローラである。感光ドラ
ムｌは１次帯電器２により一様にマイナス帯電された後
、図示せぬレーザー発光源より与えられる露光ビーム３
のオン・オフにより感光ドラム１上に静電潜像が形成さ
れる。

その潜像は現像器４により反転現像にてマイナスチャー
ジを有するトナーを付与され顕像化される。

一方、カセット５内に多数枚収容されている転写用紙６
は、給紙ローラ７により１枚ずつ取出され、給紙ガイド
８を経てレジスタローラ９に至る。レジスターローラ９
は感光ドラム１上に形成された顕像と転写用紙６の同期
をとって、転写用紙６を感光ドラムｌへ転写ガイド１０
を経て導く。感光ドラム１と接触した転写用紙６には転
写帯電器１２よりプラスチャージが付与され、マイナス
チャージのトナーである顕像は転写用紙６上に転移する
。分離除電器１３はＡＣコロナ放電により顕像を戴いた
転写用紙６′　の背面の過剰電荷を除去し、感光ドラム
ｌから転写用紙６′　を容易に分離できるようにする。

感光ドラム１は転写残りのトナーをクリーナー１４によ
り除去され、前露光１５で一様露光を付与され残留電位
を消去して次の画像形成工程に入る。転写用紙６′　は
搬送ガイド１６及び定着入口ガイド１７に沿って搬送さ
れ、定着器１８で粉体顕像は永久定着される。その際、
上ローラ１９は内部に加熱ヒータを有しており、下ロー
ラ２０と協働して転写用紙６′　を加熱・加圧する。定
着された転写用紙６′　は排紙ローラ２１を経て装置外
に出る。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来例では転写用紙６が高湿の環境
で吸湿して、そのインピーダンスが減少する或は逆に低
湿の環境で脱湿されて、そのインピーダンスが増大する
ために転写・分離工程において次のような欠点を生じて
いた。

（’１　’）高湿時の転写抜け・・・高湿時において、
転写用紙６は低インピーダンスとなり、転写コロナ電流
が転写用紙６′　を介して分離除電器１３に流れ込み転
写不良を生じる。又、転写ガイド１０へも転写用紙６を
介して転写コロナ電流が流れ込み転写不良となる。これ
らを防ぐべ（従来は■高湿時には分離除電を゛弱くした
り、■転写ガイド１０を抵抗１１を介して接地する等の
対策を施している。

しかしくｉ）湿度により分離条件の切換えを行う煩雑さ
を伴ったり、（ｉｉ）転写ガイドＩＯがトナーを吸引す
る電位に保たれるためガイド汚れを生じ、転写紙６を汚
す場合がある等の不具合が避けられなかった。

（２）低湿時の分離不良・・・低湿時には転写用紙６は
高インピーダンスとなるため、転写コロナ電流は転写用
紙６の裏面に蓄積され、感光ドラム１と転写用紙６の密
着力が増加し、分離不良を生じクリーナ１４と転写用紙
６′　が衝突してジャムを生じることがある。これを防
ぐために低湿下では分離除電を強めの設定にする必要が
あるが、強（しすぎると−担転写した顕像トナー粒子が
感光ドラムｌに戻されてしまう。所謂「再転写」の不良
画像を生じる。

（３）自動両面プリント機における１面目又は２面目の
転写不良・・・転写用紙６の１面目にプリントをした後
、引続いてその２面目にプリントを行う自動両面機能を
備えた画像形成装置（第１図にて詳細を後述する）にお
いては、２面目の転写時には、転写用紙６は一担定着器
１８を通過して加熱・加圧され脱湿されているため、１
面目よりは転写用紙６は高インピーダンス化しており、
２面目の転写に際しては、１面目に比べて転写電流を小
さ（するか、又は分離除電を強くする等の転写・分離条
件の切替えを行う必要が生ずる。こうした切替え機構は
、転写帯電器１２、分離帯電器１３の電源のコストアッ
プにつながり好ましいものではない。

〔課題を解決するための手段（及び作用）〕本発明は自
動両面機能を備えた画像形成装置において、画像形成を
行う以前に転写用紙６を定着器１８を通過させて再搬送
路を通した後に画像形成を行うことにより、環境条件と
は無関係に常に良好な転写性能を得られるようにしたも
のである。

しかもこの予備搬送をホストコンピュータからの画像信
号転送時間中に行うようにして、高速化に対応している
。

〔第１実施例〕 第１図及び第２図に本発明の第１実施例を示す。

前出と同符号は同部材を示す。２２は転写ガイドバイア
ス電源、２３は転写ローラ、２４は除電針、２５は排紙
／両面切換えフラッパー、２６．　２Ｂ、　　３０゜３
４、３６は両面搬送ガイド、２７，２９．３５は両面搬
送ローラ、３１は両面反転フラッパー、３２は中間トレ
イ、３３は再給紙ローラ、３７はランプ、３８は受光器
である。

本実施例は自動両面プリントを行う画像形成装置で、具
体的にはレーザービームによる露光３を行うレーザープ
リンターを示している。図示せぬ走査光学系により感光
ドラムｌ上を走査するレーザー光３はホストコンピュー
タより送られてくる画像信号に応じてオン・オフし、感
光ドラム１上に静電潜像が形成され、前出と同様、現像
器４により反転現像されて顕像を得る。後述する本発明
の方法によりレジスタローラ９に送られてくる転写用紙
６′　は転写ローラ２３と感光ドラム１の成すニップに
送られ、図示せぬ転写バイアス電源よりトナーと逆極性
の電荷を背面に付与されて顕像が転写される。その後、
除電針２４により過剰な電荷が除去されて、転写用紙６
′　は感光ドラムｌから分離され、搬送ガイド１６、定
着入口ガイド１７を経て定着器１８により顕像は転写用
紙６′　に永久定着される。

ここに転写ローラ２３による転写を用いた理由は、裏の
プリントが透けないので両面プリントに好まれる厚手の
転写用紙６の転写性・搬送性がコロナ転写に比べて格段
に安定するからである。（コロナ転写では厚手の場合、
転写ズレや極端な場合には搬送不良を生ずる。） 定着器１８から排出された転写用紙６′　はフラッパ２
５の位置に応じて装置外に排出される（第１図のフラッ
パ２５点線位置の場合）か、両面プリント用搬送路に導
かれるか（第１図のフラッパ２５実線位置の場合）が決
まる。両面プリント用搬送路に入った場合、ガイド２６
，２８，３０、ローラ２７゜２９を経て転写用紙６′　
は中間トレイ３２に送り込まれる。このときフラッパ３
１は点線位置にある。

中間トレイ３０上で転写用紙６′　は−担停止し、プリ
ント開始信号を待つ。第１図に示したのは１面目のプリ
ントを終え、２面目のプリント開始に備え中間トレイ３
０上で待機状態にある転写用紙６′　である。プリント
開始信号によって、再給紙ローラ３３が駆動され、転写
用紙６′　はガイド３４．３６、ローラ３５を経てレジ
スタローラ９に送り込まれ、以後は上述した転写プロセ
スほかを経て完成したプリントが出来る。

本実施例の特徴は定着器１８を転写用紙６の加熱脱湿手
段として、ホストコンピュータからレーザープリンター
へ１頁ごとに送られてくる画像情報の送信時間を利用し
て、−担転写用紙６を定着器１８により加熱・脱湿して
中間トレイ３２にまで送り込み、送信終了にともない再
給紙ローラ３３を駆動して１面目のプリントを行うこと
にある。以下、第２図に示した本実施例のシーケンスチ
ャートに従い詳述する。

ホストコンピュータよりデータ送信が開始されると同時
に、感光ドラム１１給紙ローラ７、レジスタローラ９、
定着器１８は駆動され転写用紙６は両面搬送路を経て中
間トレイ３２に収容される。この間、転写ローラ２３は
感光ドラムｌに従動して回るが、トナーを反発するバイ
アスを印加されており、転写用紙６にはトナーが付着せ
ぬように配慮されている。（タイミングチャートの「−
１」は反発バイアス、ｒ＋ＩＪは転写バイアスを示す。

）従って、この時点で中間トレイ３２上の転写用紙６に
はトナー像は何ら形成されておらず白紙の状態である。

１面目データ送信工程（便宜的に、１面目データ送信開
始から送信終了迄をこのように呼ぶ。）が終了すると同
時に、レーザープリンタ側で１面目の画像形成工程が開
始する。まず、再給紙ローラ３３により転写用紙６はフ
ラッパ３１（実線位置）を経てレジスターローラ９に向
けて送り込まれ、前述したプロセスで転写を終えた転写
用紙６′　は定着器１８で１面目の顕像を定着した後、
フラッパ２５（実線の位置）により再び両面搬送路に入
り、中間トレイ３２上に収容される。（第１図はこの状
態を示している。） １面目画像形成工程（便宜上、１面目のデータ送信終了
から２面目のデータ送信開始までをこう呼ぶ）が終了す
ると、ホストコンピュータより２面目のデータがレーザ
プリンタに送られてくる。２面目のデータ送信中はレー
ザープリンターはプリント信号待機状態を維持している
。２面目データ送信工程（便宜上、２面目のデータ送信
開始から送信終了までをこう呼ぶ）が終了するとレーザ
ープリンタ側で、２面目の画像形成工程が開始する。２
面目の転写を終えた転写用紙６′　は定着器１８で定着
され、フラッパー２５（点線の位置）を経て装置外に出
て完成した両面プリントを得る。

２面目画像形成工程（便宜上、２面目のデータ送信終了
から、感光ドラム１の停止する迄をこう呼ぶ）が終わる
と、両面にプリントされた転写用紙６′　が１枚装置外
に排出されるが、更に、プリントを続行する場合には、
１面目データ送信工程に戻ってシーケンスを繰返せば良
い。又、両面プリントではなく、片面のプリントを行う
には１面目データ送信工程・１面目画像形成工程を実行
し、１面目画像形成工程の最後にフラッパ２５を点線位
置に切換えて機外に排出すれば良い。

尚、第２図は定着器１８が十分に高温になった状態から
スタートする前提であるが、定着器１８が冷えた状態か
らスタートする場合には、上ローラ１９の温度が転写用
紙６の脱湿に必要な温度にまで暖まるのを待って１面目
データ送信工程をスタートすれば良い。

本実施例と従来の自動両面プリント機と比べた改善点は
以下のとおりである。

（１）転写用紙６が常に脱湿された状態で転写工程が行
えるので、転写分離条件を環境で切換える必要がない。

又、装置にもともと備わっている定着器を加熱脱湿手段
として用いるので、余分なコストを何ら要しない。

（２）高湿時における転写電流の転写用紙６を介した転
写ガイドへのリークが顕像転写時に無いため、転写ガイ
ド１３にはトナーと同極性のバイアス３８を印加できる
。この結果、転写ガイド１３はトナーを引付けず、全（
汚れを生じなくなり、多数枚のプリントを行っても転写
用紙６′　のトナー汚れを生じない。

（３）トナー顕像を定着する前に、必ず定着器１８を転
写用紙６が通過するので、金儲加熱を行うことになり定
着性が格段に向上する。

（４）従来、ホストコンピュータからレーザープリンタ
ーへのデータ送信時間はレーザープリンターにとっては
、単なる待ち時間であったが、多（の場合スルーブツト
の支配的要因であるデータ送信時間を利用して安定した
転写・定着を得ることができスルーブツトは何ら影響さ
れない。

（５）低湿環境において、給紙ローラ７とレジスターロ
ーラ９の間の張力により転写用紙６が摩擦帯電し、転写
工程において顕像トナーが電気的に乱され画像不良とな
ることが従来あったけれども、本方式では転写用紙６は
画像形成時には必ず中間トレイから１枚のみレジスター
ローラ９に搬送され、重送防止のために生じる給紙ロー
ラ７のパックテンションは介在しないので、摩擦帯電も
なく画像不良も生じない。

〔実験例１〕 感光ドラム１としてＯＰＣドラムをプロセススピード９
０ｍｍ／ｓｅｃで駆動し、１次帯電器２により一様帯電
を行い表面電位−７００ｖを得た。レーザー光３は露光
量３．０μＪ／ｃｒｒｆを有するものを用い、明部電位
−１００Ｖを得るようにした。現像器４にはｌ成分絶縁
ネガトナーが入っており、明部に付着して顕像が形成さ
れる。転写ローラ２３としては１０’〜１０”Ωの中抵
抗を有するＥＰＤＭローラを用い、これを感光ドラム１
に押圧して図示せぬ電源より＋３ＫＶを印加した。除電
針２４には−ＩＫＶを印加した。

レジスターローラ９は外径１６ｍｍのステンレスメタル
ローラ（上）と、外径１６　ｍ　ｍのＥＰＤＭローラ（
下）で形成した。これは両ローラの成すニップを凹状に
することで定着上ローラ１９により生ずる凸状紙カール
を矯正するためである。転写ガイド１３は板金で一７０
０ｖのバイアス電圧を印加した。

定着上ローラ１９は外径３０ｍｍ、肉厚３　ｍ　ｍ　、
長さ２５０　ｍ　ｍのアルミバイブ上に薄いＰＦＡコー
トを施したもので、内部に７００Ｗのハロゲンヒーター
を配したもので、定着下ローラーは外径３０ｍｍで肉厚
１１　ｍ　ｍのシリコンゴムローラである。定着温度は
上ローラ１９の表面を１６０℃に制御した。これは従来
のシーケンスにおいては１８０℃に制御することを要し
たもので、転写用紙６の金儲加熱・脱湿工程を入れるこ
とにより定着温度を下げることが可能になったもので、
この副次効果として装置内の昇温が抑えられる利点があ
る。

深さ５０　ｍ　ｍのカセット５に坪量６０〜１３５ｇ／
イの転写用紙６を満載して、１５°ＣＲＴ中ｌＯ％ＲＨ
，２３℃ＲＴ・６０％ＲＨ，３５°ＣＲＴ・８０％ＲＨ
の３環境で第２図のシーケンスによりプリントを行った
結果、いずれの環境でも転写不良や転写用紙汚れは発生
せず、カール量も１０　ｍ　ｍ以内に納まり大変良好な
プリントを得ることが出来た。

この実験には、８ビツトのホストコンピュータを用い、
印字サンプルとしてドツト比率（用紙の面積に対して、
文字を構成する画素の総面積の占める割合）が５％のＡ
４サイズテキスト文書を用いたけれども、データ送信に
は約３０秒を要した。この時間内で、プロセス９０　ｍ
　ｍ　／　ｓ　ｅ　ｃで転写用紙６を搬送すれば、約２
７０ｃｍの距離を移動でき、カセット５から中間トレイ
３２までの搬送距離は十分にカバーできる。従って、ホ
ストコンピュータとレーザープリンターの通信時間も含
めたスループットは従来に比べて何ら影響を受けること
なく、高性能の転写性能が実現できることが判った。

〔第２実施例〕 第３図に本発明の第２実施例のシーケンスチャートを示
す。本実施例はホストコンピュータのデータ転送スピー
ドが速い３２ビツト等のものを用いて、ドツト比率の少
ない画像をプリントする場合などにデータ送信時間が短
くなり、その時間内ではカセット５から出た転写用紙６
を中間トレイ３３まで送入できない場合゛の応用例であ
る。Ａで示した区間はデータはプリンターに転送され終
っているが、転写用紙６が中間トレイ３３に収納され終
るまで、１面目画像形成工程の開始を保留している待期
区間である。

本実施例においては、従来例に比べると区間Ａだけ余計
に時間が掛るためスルーブツトは低下するが、その分転
写抜は等の不良画像の発生を抑制できる訳である。

尚、１面目データ送信工程において、感光ドラムｌの周
速を通常のプロセススピードよりも大きくすることで、
区間Ａの時間を短縮する或はゼロとすることか出来、こ
の場合はスループットは従来例と全く変わらない。

〔第３実施例〕 第４図及び第５図に本発明の第３実施例を示す。

本実施例はレーザープリンタ側にハードディスク等のペ
ージメモリーがあり、複数頁の情報をホストコンピュー
タより一挙に送信して、その後にレーザープリンターを
連続的に駆動して複数頁のプリントを得る場合に関し、
第４図は転写用紙６の挙動を示す概略図、第５図はそれ
に対応するシーケンスチャートである。

第４図において、前出と同符号は同部材を示し、破線は
転写用紙６，６′　の搬送径路を示す。６は両面とも未
印字の白紙、６′　は１面目の印字を終えているが２面
目は未印字の片面印字された用紙、６′は両面の印字が
完了した用紙であり、転写用紙上の数字は頁の順番を示
し、括弧に入っているのは未印字、括弧ないものは印字
済を示す。

第４図において、 （Ｉ）はデータ送信工程が終了し、プリントを開始する
状態で、中間トレイ３２より白紙状態の転写用紙６が送
り出される様子を示す。

（ＩＩ）は１頁目のプリントを終えた転写用紙６′　が
定着器１８を経て両面搬送ガイド２６部のランプ３７と
受光器３８部を通過している状態を示す。

転写用紙６′　の先端がランプ３７と受光器３８部（第
１図）に達すると受光器３８への光が遮られ、受光器３
８の出力変化として信号が取り出され、これを受けて給
紙ローラ７が駆動されカセット５より白紙の転写用紙６
が送り出される。このとき感光ドラム１上には顕像は無
く、転写ローラ２３のバイアス電圧もトナーを反発する
ものであり、転写用紙６は転写ローラ２３を経たのちも
白紙のままである。

（ｍ）は転写用紙６′　が中間トレイ３２に収納された
後、直ちに２頁目の画像形成工程に入った処を示し、転
写用紙６′　は再給紙ローラ３３を作動させて、レジス
ターローラ９に向けて送り出されようとしている。一方
、白紙の転写用紙６は両面搬送路に入り、ランプ３７と
受光器３８部を通過しているが、このときカセット５か
らの給紙は行われない。

（ＩＶ）は２頁目の印字を終了した両面プリント６′が
装置外に排出され、３頁目の画像形成工程が開始し、転
写用紙６が中間トレイ３３から送り出されようとしてい
る状態を示す。

（ＩＶ）の状態は（Ｉ）に同等であり、連続して両頁も
のプリントを行う場合には（Ｉ）から（ＩＶ）の過程を
繰返し実行すれば良い。

第５図は４頁のプリントを２枚の転写用紙６に行うシー
ケンスを示すもので、データ送信時間中に感光ドラム１
１転写ローラ２３、給紙ローラ７、レジスターローラ９
、定着器１８が作動し、転写用紙６が１枚中間トレイ３
２上に収容される。データ送信終了以降の手順は第４図
に概説した通りである。

以上説明したように、画像形成工程を実行する以前に転
写用紙６を定着器１８を通過させることにより、環境条
件とは無関係に常に良好な転写性能を得ることが出来、
更に自動両面機能を備えた画像形成装置に適用してスル
ーブツトを実質的に落とすことな（良好な画像形成を行
うことが出来る。

尚、第１〜第３実施例はレーザープリンタを例示して説
明したが、ＬＥＤ等の他の光プリンタを用いることが出
来、プリンターに限らず複写機やファクシミリ等の装置
にも本発明が適用できることは明らかであろう。

また、必ずしもシート材を収納する中間トレイは必要で
はなく、単なる再搬送パスを備えていれば本発明は実施
できる。

〔発明の効果〕

本発明に係る画像形成装置は上述の通りであるので、画
像の形成が良好に行えるとともに、高速画像形成も可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す自動両面機能を有す
るレーザープリンタの縦断面図、第２図は本発明の第１
実施例のレーザープリンタのシーケンスチャート、 第３図は本発明の第２実施例であ、るレーザープリンタ
のシーケンスチャート、 第４図は本発明の第３実施例における転写紙の搬送状態
を示す概略図、 斗 第５図は第→図のレーザープリンターのシーケンスチャ
ート、 第６図は従来の画像形成装置の縦断面図である。 １は感光ドラム、５はカセット、６は転写用紙、７は給
紙ローラ、９はレジスターローラ、１８は定着器、２２
はバイアス電源、２３は転写ローラ、２５は排紙／両面
切換えフラッパー、３１は両面反転フラッパー、３２は
中間トレイ、３３は再給紙ローラ、３７はランプ、３８
は受光器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の画像担持体上にホストコンピュータより送
   られた信号により静電潜像を形成し、これを粉体粒子に
   より顕像化し、第２の画像担持体に転写した後、該顕像
   及び第２の画像担持体を加熱定着する工程を有し、かつ
   第２の画像担持体の第１面に印字した後、これを再搬送
   路を通して第２面に印字を行う自動両面印字機能を備え
   た画像形成装置において、 ホストコンピュータからの画像信号転送時間中に、少な
   くとも信号をオフした状態で、第２の画像担持体を加熱
   定着工程を経させて、再搬送路を通して後、画像形成工
   程に入ることを特徴とする画像形成装置。
2. （２）転写ガイドに１次帯電と同極性のバイアス電圧を
   印加したことを特徴とする特許請求範囲第１項に記載の
   画像形成装置。