JP3515236B2 - 両面画像形成装置 - 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、転写紙等の記録材
の両面に画像形成を行う、複写機、ファクシミリ、プリ
ンター等の両面画像形成装置に係り、詳しくは、記録材
の第一面にトナー像等の可視像を加熱定着した後に該記
録材の第二面に可視像を転写する両面画像形成装置に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】この種の両面画像形成装置で記録材の両
面に画像形成を行うには、各面に対して可視像を転写
し、この転写した可視像を該面に定着させる。また、転
写がなされたものの定着がなされていない可視像は記録
材表面で移動しやすく、該移動は画像最終的に形成され
る画像を乱す直接の原因となる。そこで、従来の両面画
像形成装置では、記録材の第一面に可視像の転写がなさ
れた後にまず該可視像を第一面に定着して画像の乱れが
生じない状態としてから、第二面に可視像を転写してい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可視像
の定着を行うために、該可視像を加熱して定着を実現す
る加熱定着装置を用いた場合、従来の両面画像形成装置
では弊害が発生してしまう。以下、係る弊害について説
明する。すなわち、第一面への可視像の定着のためにこ
の可視像が加熱されると、加熱に伴って可視像が転写さ
れている記録材も加熱されることになる。そして、加熱
がなされると、紙等の記録材に含まれる水分の量が低下
して記録材にゆがみが発生してしまう。これにより、第
二面に可視像を転写させる際に転写装置と記録材のとの
距離が記録材の部分ごとで一定しなくなり、転写時に記
録材にのる電荷の量が均一でなくなってしまう。よっ
て、この電荷の不均一により、記録材の部分ごとで可視
像を形成するトナーの量が一定しなくなるという画像不
良を発生させることがあるのである。 【０００４】また、第一面への可視像の定着のための加
熱にともなう記録材からの水分の蒸発は記録材の抵抗値
を高くすることにもなる。よって、像担持体から記録材
に可視像を転写する際に記録材にのる電荷量が低下し、
水分が蒸発していない記録材と比べて転写されるトナー
の量が少なくなるという画像不良を発生させる原因とも
なる。 【０００５】さらに、第一面への可視像の定着のための
加熱にともなう記録材からの水分の蒸発は、記録材にゆ
がみを発生させるのみならず記録材を縮ませる原因とも
なる。この縮む量は、記録材の種類によってまちまちで
はあるが、記録材として縮みやすい紙を用いた場合、１
パーセントにも及ぶ。これにより第一面に形成された画
像が小さくなってしまい第一面に形成される画像の大き
さと第二面に形成される画像の大きさとに差異が生じて
しまうことになる。また、例えばフルカラー画像形成装
置等の記録材の一方の面に複数の可視像を重ね合わせて
画像形成を行う画像形成装置においては、記録材の縮み
は各可視像の位置ズレの原因ともなってしまう。 【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、記録材の第一面に可
視像を加熱定着した後に該記録材の第二面に可視像を転
写する両面画像形成装置における、記録材のゆがみ、縮
み、もしくは記録材の抵抗値の上昇に起因する画像不良
の発生を防止する両面画像形成装置を提供することにあ
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の両面画像形成装置は、像担持体と、前記
像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、前記潜像を
現像して前記像担持体の表面に可視像を形成する現像装
置と、前記可視像を記録材に転写する転写装置と、前記
記録材に前記可視像を加熱定着させる定着装置と、前記
定着装置で前記可視像が定着された記録材の表裏を反転
する記録材反転装置と、該記録材反転装置で反転された
記録材を前記像担持体と前記転写装置との間の領域に搬
送する転写材搬送手段とを備えた、前記記録材の第一面
に可視像の加熱定着を行った後に前記記録材反転装置で
前記転写材の表裏を反転させ、前記転写材搬送手段で前
記像担持体と前記転写装置との間の領域に表裏反転した
転写材を搬送して該記録材の第二面に可視像の転写を行
う両面画像形成装置であって、前記定着装置と前記記録
材反転装置とを含む領域を覆い、かつ、前記記録材の第
一面に可視像が転写された転写材の進入口と、前記転写
材反転装置で表裏反転された転写材が前記像担持体と前
記転写装置との間の領域に向けて脱出する脱出口とを有
する気密ケースと、該ケース内に設けられていて該ケー
ス内を一定の湿度以上に保つ加湿器とからなり、前記記
録材の第二面に可視像の転写がなされる前に、該記録材
に水分を付与する水分付与装置を設けたことを特徴とす
るものである。係る請求項１の両面画像形成装置におい
ては、記録材の第二面に可視像の転写がなされる前に、
水分付与装置により該記録材に水分が付与される。よっ
て、第一面への可視像の加熱定着に伴い記録材に含まれ
る水分の量が不足しその抵抗値が上昇したり、この水分
の不足でゆがみや縮みが生じたりしたままの状態にある
記録材の第二面に可視像の転写がなされることがなくな
る。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【００２１】 【００２２】 【００２３】 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【００３１】 【００３２】 【００３３】 【発明の実施の形態】 〔実施形態１〕以下、本発明を両面画像形成装置である
電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した第一
の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係
る複写機の概略構成を示す説明図である。像担持体であ
る感光体ドラム１は複写時には一定速度で矢印ａ方向に
回転駆動される。そして、感光体ドラム１外周表面はメ
インチャージャー２より暗中にて一様に帯電された後、
潜像形成装置としての露光用レーザスキャナ３により現
像光像が照射結像されて潜像としての静電潜像が形成さ
れ、次にイレーサ４により感光体ドラム１外周表面上の
作像領域外部分が除電される。 【００３４】その後、上記静電潜像は、現像装置もしく
は湿式現像装置としての湿式現像装置５との対向領域を
通過する間に該湿式現像装置から供給される液体キャリ
アにトナーが分散されてなる現像液により現像されて可
視像としてのトナー像となる。該トナー像は、図示を省
略した給紙装置から給紙ローラ対７０と搬送ベルト７１
とを介して給送されてきた記録材としての記録紙６へ転
写装置としての転写チャージャ７により転写される。す
なわち、該トナー像は感光体ドラム１と記録紙６の間の
液体キャリア中を静電泳動して、感光体ドラム１から記
録紙６へと移動する。感光体ドラム１は記録紙６の分離
後、クリーニングブレード８により残留トナーが除去さ
れる。なお、クリーニングブレード８の配設方向はトレ
ーリング方向でもカウンタ方向でも良い。その後、感光
体ドラム１表面は除電ランプ９により残留電位が除去さ
れて次のトナー像形成に備えられる。 【００３５】トナー像が転写された記録紙６は、搬送ベ
ルト７１とガイド板（不図示）とにより、トナー像を記
録紙６に加熱定着する定着装置８０へと搬送される。定
着装置８０は、ヒータを内蔵した加熱ローラ８１と加熱
ローラ８１に接するように設けられた加圧ローラ８２と
からなり、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を記録
紙６が通過する際に、記録紙６に転写されたトナー像を
加熱して該トナー像を記録紙６に定着させる。 【００３６】トナー像が定着された記録紙６は、次に記
録材反転装置９０へと搬送される。この記録材反転装置
９０は、切換部材９１、正逆回転可能な搬送ローラ対９
２、及び反転通路９３から構成され、定着装置８０から
搬送されたきた記録紙６の裏表を反転させる。 【００３７】反転装置９０により反転した記録紙６は、
搬送ローラ対７５と搬送ベルト７１とにより感光体ドラ
ム１と転写チャージャ７との間の領域に搬送され、感光
体ドラム１に形成されたトナー像が再び転写される。し
かしながら、記録紙６のトナー像が転写される面は、最
初の転写においては第一面としての表面であったのに対
して、今回の転写では第二面としての裏面である。この
裏面にもトナー像が転写された記録紙は、その後に定着
処理が施されて複写機外へと排紙され、両面複写が完了
する。 【００３８】また、この複写機においては、定着装置８
０と記録紙反転装置９０とを含む領域が気密ケース９０
に覆われていて、該ケース内は加湿器（不図示）により
一定の湿度以上に保たれている。よって、定着装置８０
により記録紙６が加熱されても、水分の蒸発により該記
録紙が歪んだり縮んだりすることがない。なお、気密ケ
ース９５と上記加湿器とが記録紙６に水分を付与する水
分付与装置として機能する。 【００３９】上記湿式現像装置５について説明を加え
る。湿式現像装置５においては、現像容器５１内に作像
順に現像液担持体としての現像ローラ５２、余剰液除去
手段としてのスクイズローラ５７、及びトナー像を形成
するトナー粒子を感光体ドラム１に結着させる結着手段
としてのセットローラ６０が感光体ドラム１と近接対向
して配置されている。現像ローラ５２は、図示されない
モータ等の駆動手段によって感光体ドラム１と逆回転方
向である矢印ｂ方向へ回転駆動される。現像ローラ５２
の上方には、現像ローラ５２へ現像液を供給する現像液
供給部５４が配設されている。現像ローラ５２の図中右
側にはスクレーパ５５がその端部を現像ローラ５２外周
表面上に接触させて配設されている。現像液供給部５４
から供給された液体キャリアにトナーが分散されてなる
現像液は現像ローラ５２とスクレーパ５５とによって形
成される楔状部５６に溜り、現像ローラ５２の回転によ
って感光体ドラム１と現像ローラ５２とが対向する現像
部に供給される。また、現像ローラ５２には、現像バイ
アスが印加され、地肌部へのトナー付着が防止される。
すなわち、かぶり防止となる。 【００４０】また、スクイズローラ５７は図示されない
モータ等の駆動手段によって、感光体ドラム１と同方向
である矢印ｃ方向へ回転駆動されることにより、現像後
の感光体ドラム１上の余剰キャリア液をスクイズする。
スクイズローラ５７の感光体ドラム１との対向領域より
も回転方向下流側には、スクイズローラスクレーパ５８
がスクイズローラ５３外周表面上にその端部を接触して
配設されている。スクイズローラスクレーパ５８はスク
イズローラ５７上に付着した現像液をクリーニングす
る。 【００４１】また、セットローラ６０は導電体からな
り、感光体ドラム１と５０μｍ程度のの間隔で設けられ
ている。また、セットローラ６０の表面を絶縁体でコー
ディングしてもよい。このセットローラ６０には、図示
を省略する電圧印加手段からトナーと同極性の電圧が印
加され、感光体ドラム１とセットローラ６０との間にト
ナー粒子を感光体ドラム１に押し付ける方向の電界を発
生させる。印加する電圧としては、直流電圧で構わない
が、直流電圧に交流電圧を重畳させてもよい。交流電圧
を重畳すると、周波数の条件や直流分の電圧設定によっ
て、トナー粒子を押圧する条件を広範囲に設定すること
が可能となる。また、セットローラ６０外周面に、押圧
ローラスクレーパ６１をその端部が接触するように配設
してもよい。押圧ローラスクレーパ６１は、セットロー
ラ６０の回転に伴いセットローラ６０に付着した現像液
をクリーニングする。 〔実施形態２〕以下、本発明を両面画像形成装置である
電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した第二
の実施形態について説明する。なお、この実施形態は、
水分付与装置の構成がことなるものの、他の構成は第一
の実施形態と同じである。そこで、水分付与装置につい
てのみ説明を行い他の構成の説明は省略する。 【００４２】図２は、本実施形態に係る複写機の概略構
成を示す説明図である。図２に示すように、この複写機
は、定着装置８０の記録紙６の搬送方向上流に水分付与
手段としての加湿器９６が設けられている。この加湿器
９６は、定着装置８０によりトナー像が記録紙６の表面
に加熱定着されることに先立ち該記録紙に水分を付与す
る。よって、加熱定着処理時に記録紙６から水分が蒸発
しても、加熱定着処理後の記録紙６は十分な水分を含ん
だ状態となり、ゆがんだり縮んだりすることがない。 【００４３】また、この複写機においては、定着装置８
０の記録紙６の搬送方向上流に加湿器９６を設けること
に代えて、図３に示すように定着装置８０の記録紙６の
搬送方向下流に加湿器９６を設けても良い。係る構成を
採用すれば、定着装置８０による加熱定着処理により記
録紙６から水分が蒸発しても、該記録紙に加湿器９６か
ら水分が補給される。 【００４４】また、この複写機においては、定着装置８
０に加え水分付与装置としての加湿器を設けることに代
え、定着装置８０を水分付与装置としての機能もはたす
ように構成しても良い。具体的には加熱ローラ８１と加
圧ローラ８２とを蒸気を吹き出すことが可能な材料で形
成して、記録紙６へのトナー像の加熱定着処理と同時に
該記録紙に両ローラ８１、８２から水分を付与するよう
にする。係る構成を採用すれば、定着装置８０加湿器９
６との双方を設けた場合と比較して複写機を小型なもの
とすることができる。 〔実施形態３〕以下、本発明を両面画像形成装置である
電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した第三
の実施形態について説明する。なお、この実施形態は、
水分付与装置が設けられていないものの他の構成は図５
に示すように第一の実施形態と同じである。そして、こ
の複写機では、複写機を構成する各種部材を制御するこ
とで記録紙６の表面にトナー像の加熱定着がなされた後
の、記録紙６の裏面へのトナー像の転写が良好に行われ
るようにしている。そこで、係る制御についてのみ説明
を行い他の説明は省略する。 【００４５】この複写機では、記録紙６の裏面にトナー
像を転写する際の転写電界が、記録紙６の表面にトナー
像を転写する際の転写電界よりも強くなるような制御を
行う。具体的には、転写紙６の裏面に転写を行う際の転
写チャージャ７の電流値を高くする。これにより、表面
へのトナー像の加熱定着処理にともない記録紙６に多少
の歪みが生じても、該記録紙の裏面への転写が良好に行
われるようになる。 【００４６】また、転写チャージャ７の電流値を制御す
ることに代えて、記録紙６の裏面にトナー像を転写する
際に転写紙６を感光体ドラム６に圧接する圧接力を、記
録紙６の表面にトナー像を転写する際に転写紙６を感光
体ドラム６に圧接する圧接力よりも強くしても良い。具
体的には、図９（ａ）に示すように、搬送ベルト７１を
介して記録紙６を感光体ドラム１に押圧するブレード９
７を設け、このブレード９７が記録紙６を感光体１に圧
接する圧接力を裏面に転写を行う際に強くすれば良い。
また、図９（ｂ）に示すように転写装置として転写チャ
ージャに代えて転写ローラ９８を用いる場合は、転写ロ
ーラ９８を搬送ベルト７１に押しつける力を制御するこ
とで、記録紙６の感光体ドラム１への圧接力を制御すれ
ば良い。この制御によってもまた、表面へのトナー像の
加熱定着処理にともない記録紙６に多少の歪みが生じて
も、該記録紙の裏面への転写が良好に行われるようにな
る。 【００４７】また、これらの制御に代えて、記録紙６の
裏面に転写するトナー像のトナーの量（図７（ｂ）参
照）を転写紙６の表面に転写するトナー像のトナーの量
（図７（ａ）参照）よりも多くしても良い。具体的に
は、裏面に転写するトナー像を形成する際にメインチャ
ージャ２に流す電流を多くし感光体ドラム１の表面電位
を高くしてトナー像を形成するトナーの量を多くする。
もしくは、現像バイアスを低くして感光体ドラム１の表
面電位を相対的に高くすることで、トナーの量を多くす
る制御を採用することもできる。 【００４８】また、記録紙６の裏面に転写するトナー像
のトナーの量を多くするために、感光体ドラム１に供給
されるトナーの量を多くしても良い。具体的には、現像
ローラ５２の矢印ｂ方向の回転速度を裏面に転写するト
ナー像を形成する際に速くすれば良い。 【００４９】また、記録紙６の裏面に転写するトナー像
のトナーの量を多くするために、感光体ドラム１に供給
される現像液のトナー濃度を高くしても良い。具体的に
は、現像液供給部５４に、高トナー濃度の現像液を蓄え
たタンク（不図示）と通常の濃度の現像液を蓄えたタン
ク（不図示）とから選択的に現像液を供給できるようす
る。そして、表面に転写するトナー像を形成する際には
通常の濃度現像液を現像ローラ５２に供給し、裏面に転
写するトナー像を形成する際には高濃度の現像液を現像
ローラ５２に供給するようにする制御を採用すれば良
い。この制御によってもまた、表面へのトナー像の加熱
定着処理にともない記録紙６に多少の歪みが生じても、
該記録紙の裏面への転写が良好に行われるようになる。 【００５０】なお、湿式現像装置５に代えて乾式二成分
現像装置を用いる場合においては、記録紙６の裏面を転
写するトナー像をトナー量を多くするために、感光体ド
ラム１に供給される固形キャリアとトナーとが混合され
てなる現像剤のトナー混合比を高くすればよい。 【００５１】また、これらの制御に代えて、記録紙６の
裏面にトナー像を転写する際に記録紙６と感光体ドラム
１との間に存在する液体キャリアの量を、表面にトナー
像を転写する際に記録紙６と感光体ドラム１との間に存
在する液体キャリアの量よりも多くしても良い。具体的
には、裏面に転写するトナー像を形成する際に、スクイ
ズローラ５８の矢印ｃ方向の回転速度を低くする。これ
により、感光体ドラム１からスクイズされる液体キャリ
アの量が少なくなり、トナー像を転写紙１に転写する際
に、感光体ドラム１と記録紙６との間に存在する液体キ
ャリアの量が多くなる。この制御によってもまた、表面
へのトナー像の加熱定着処理にともない記録紙６に多少
の歪みが生じても、裏面へのトナー像の転写を行う際に
はトナー粒子の静電泳動がなされやすくなり該記録紙の
裏面への転写が良好に行われるようになる。 【００５２】また、これらの制御に代えて、記録紙６の
裏面転写するトナー像の感光体ドラム１への結着力を、
記録紙６の表面に転写するトナー像の感光体ドラム１へ
の結着力よりも弱くしても良い。具体的には、裏面に転
写するトナー像を形成する際にセットローラ６０に印加
するトナー像と同極性の電圧を弱くする。この制御によ
ってもまた、表面へのトナー像の加熱定着処理にともな
い記録紙６に多少の歪みが生じても、トナー像の感光体
ドラム１への結着力が弱くなるので該記録紙の裏面への
転写が良好に行われるようになる。 【００５３】以上、各種制御を示したが、これらの制御
を組み合わせて用いることもできる。また、第一の実施
形態、または第二の実施形態で示した複写機でこれらの
制御を行えばより効果的である。 【００５４】 【発明の効果】請求項１の発明によれば、水分付与装置
による水分補給で記録材のゆがみが防止または解消され
るので、該ゆがみにより記録紙にのる電荷の量が均一で
なくなったり、実際の電荷料が本来の電荷量と一致しな
くなることに起因する転写不良が生じることがなくな
る。よって、転写不良により最終的に形成される画像に
乱れが生じることがなくなり、良好な画像形成がなされ
る。また、水分付与装置による水分補給で記録材の縮み
が防止または解消されるので、記録紙の縮みにより第一
面に形成される画像が第二面に形成される画像よりも小
さくなることが防止される。 【００５５】 【００５６】 【００５７】 【００５８】 【００５９】 【００６０】

【図面の簡単な説明】 【図１】第一の実施形態に係る複写機の概略構成を示す
説明図。 【図２】第二の実施形態に係る複写機の概略構成を示す
説明図。 【図３】同複写機の第一の変形例の概略構成を示す説明
図。 【図４】図２に示す複写機の第二の変形例の概略構成を
示す説明図。 【図５】第三の実施形態に係る複写機の概略構成を示す
説明図。 【図６】（ａ）と（ｂ）とは、同複写機の変形例を示す
説明図。 【図７】（ａ）と（ｂ）とは、図５に示す複写機の動作
を示す説明図。 【符号の説明】 １ 感光体ドラム ２ メインチャージャ ３ 露光用レーザスキャナ ４ イレーサ ５ 湿式現像装置 ６ 記録紙 ７ 転写チャージャ ８ クリーニングブレード ９ 除電ランプ ５１ 現像容器 ５２ 現像ローラ ５４ 現像液供給部 ５５ スクレーパ ５６ 楔状部 ５７ スクイズローラ ５８ スクイズローラスクレーパ ６０ 押圧ローラ ６１ 押圧ローラスクレーパ ７０ 給紙ローラ対 ７５ 搬送ローラ対 ７１ 搬送ベルト ８０ 定着装置 ８１ 加熱ローラ ８２ 加圧ローラ ９０ 記録紙反転装置 ９１ 切換部材 ９２ 搬送ローラ対 ９５ 気密ケース ９６ 加湿器 ９７ ブレード ９８ 転写ローラ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−136443（ＪＰ，Ａ) 特開 平60−182463（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−106575（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130846（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−257355（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20723（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−186386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−64261（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−349473（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 510 - 534 G03G 15/00 106 G03G 15/16 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14 G03G 15/00 303

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】像担持体と、 前記像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、 前記潜像を現像して前記像担持体の表面に可視像を形成
   する現像装置と、 前記可視像を記録材に転写する転写装置と、 前記記録材に前記可視像を加熱定着させる定着装置と、 前記定着装置で前記可視像が定着された記録材の表裏を
   反転する記録材反転装置と、 該記録材反転装置で反転された記録材を前記像担持体と
   前記転写装置との間の領域に搬送する転写材搬送手段と
   を備えた、 前記記録材の第一面に可視像の加熱定着を行った後に前
   記記録材反転装置で前記転写材の表裏を反転させ、前記
   転写材搬送手段で前記像担持体と前記転写装置との間の
   領域に表裏反転した転写材を搬送して該記録材の第二面
   に可視像の転写を行う両面画像形成装置であって、 前記定着装置と前記記録材反転装置とを含む領域を覆
   い、かつ、前記記録材の第一面に可視像が転写された転
   写材の進入口と、前記転写材反転装置で表裏反転された
   転写材が前記像担持体と前記転写装置との間の領域に向
   けて脱出する脱出口とを有する気密ケースと、該ケース
   内に設けられていて該ケース内を一定の湿度以上に保つ
   加湿器とからなり、前記記録材の第二面に可視像の転写
   がなされる前に、該記録材に水分を付与する水分付与装
   置を設けたことを特徴とする両面画像形成装置。