JP4748562B2 - 両面印刷機，および両面印刷機の印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は，用紙の両面に画像を印刷する両面印刷機および両面印刷機の印刷方法に関する。

一般的に電子写真方式を利用する印刷機は，一定の電位に帯電された感光媒体に光を走査して静電潜像を形成し，現像器を利用して静電潜像を所定色相のトナーで現像した後，これを用紙に転写および定着させて単色画像またはカラー画像を印刷する装置をいう。

電子写真方式印刷機は，使われる現像剤によって湿式電子写真方式印刷機と乾式電子写真方式印刷機とに大別される。湿式電子写真方式印刷機は，液状のキャリアに粉末状のトナーが分散された現像剤を使用する。乾式電子写真方式印刷機は，粉末状のキャリアとトナーとが混合された二成分現像剤またはキャリアのない一成分現像剤を使用する。以下では，乾式電子写真方式印刷機について説明し，便宜上現像剤はトナーと称する。

カラー画像を印刷する場合には普通イエロー（Ｙ；ｙｅｌｌｏｗ），マゼンタ（Ｍ；ｍａｇｅｎｔａ），シアン（Ｃ；ｃｙａｎ）およびブラック（Ｋ；ｂｌａｃｋ）色相のトナーが必要であり，したがって，４色相のトナーをそれぞれ現像する４個の現像器が必要である。カラー画像を形成する方式には，転写体が４個のカラー画像をそれぞれ形成した感光体を１回過ぎる時にカラー画像が順次に転写されるシングルパス方式と，転写体が感光体を過ぎる時に一つの感光体からのみ画像が転写され，このような転写過程が反復されてイメージ画像が形成されるマルチパス方式とがある。いずれの場合にも現像器は通常的に前述したような４個の現像器が必要である。

マルチパス方式は，カラー画像を印刷する場合には単色画像を印刷する場合より算術的に少なくとも４倍の時間がかかるが，装置の構造がシングルパス方式に比べて簡単である。シングルパス方式は，単色画像を印刷する場合とカラー画像を印刷する場合との印刷速度が同一であるので，高速カラー印刷が可能である。

図１は，従来のシングルパス方式の電子写真方式の画像形成装置を概略的に示す図面である。

図１を参照すれば，画像形成装置は一定の電位に帯電された感光ドラム１０に光を走査して所望の画像の静電潜像を形成する光走査ユニット２０と，静電潜像をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色相のトナーで現像して感光ドラム１０上にトナー画像を形成する４個の現像器３０と，感光ドラム１０に形成された４色相のトナー画像が順次に重畳されるように転写される用紙を移送する移送ベルト４０と，トナー画像が転写された用紙を加熱および圧着して画像を用紙上に定着させる定着器５０とを備える。用紙Ｐを供給する給紙カセット６０は画像形成装置本体に出し入れ可能に設置され，給紙カセット６０に積載された用紙はピックアップローラ７０によって印刷経路に進入する。現像器３０の前端には現像ローラ３１が配置され，この現像ローラ３１が感光ドラム１０上の静電潜像を現像する。これら感光ドラム１０および現像器３０が水平に配列されており，シングルパス方式でカラー印刷を行うことによってコンパクト画像形成装置を構成する。転写ローラ１１は，各感光ドラムに対応し，感光ドラム上のトナー画像を用紙上に転写し，トナーの電極と異なる極性の電圧が印加される。

一方，特許文献１にはガイドプレートで片面印刷経路および両面印刷経路を形成した両面印刷機が開示されている。上記両面印刷機は，転写過程が水平になされ，カラー印刷のためには複数の感光ドラムが配置される空間を必要とするのでコンパクトなカラー印刷機を構成し難い。また，上記両面印刷機は，用紙の背面印刷のための経路をなすために用紙をガイドする上部プレートおよび下部プレートを設置し，これらプレート間に用紙を移送するローラおよびローラの駆動ギア列を備える等その構造が複雑である。

したがって，コンパクトな両面印刷機を構成するためには垂直面でカラー印刷がなされることが望ましく，このためには図１に示す方式の用紙移送ベルトの活用が要求される。しかし，図１に示す従来の印刷機では両面印刷することができない。

米国特許出願公開第２００３−１０８３５９号明細書 米国特許第４４５６２３７号明細書 大韓民国特許出願公開第１９９３−０１３８７９号明細書 大韓民国特許出願公開第１９９５−００８１４７号明細書 特開昭６１−１５１６３７号公報 特開昭６４−００８１５６号公報

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，用紙移送ベルトを垂直に設置し，その一側を印刷経路として使用し，他側を用紙の背面移送経路として使用することができるコンパクトな両面印刷機および両面印刷機の印刷方法を提供ことである。

上記課題を解決するために、本発明の一特徴による両面印刷機は、垂直に設置され、第１垂直面及び該第１垂直面に対向する第２垂直面を形成して循環走行する用紙移送ベルトと、前記第１垂直面に接触するように設置される感光ドラムと、前記感光ドラムと接触する前記第１垂直面の裏面に接触するように設置されて前記感光ドラム上のトナー画像を前記感光ドラムと前記用紙移送ベルトとの間に供給される用紙に転写する転写ローラと、前記用紙の進行方向を逆転させる逆転ローラと、を備え、前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面を有する領域に、前記用紙の第２面を印刷するために該用紙を前記第１垂直面へ再供給する供給経路が形成され、該供給経路において前記用紙が前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面に吸着されて移送され、前記用紙移送ベルトの前記第１垂直面で前記用紙の第１面を印刷し、前記供給経路を通じて前記用紙を前記第１垂直面へ再移送して前記用紙の第２面を印刷し、前記第２垂直面の供給経路において、前記用紙移送ベルトの上流に前記用紙を所定の電荷に帯電させる帯電ロールを更に備える。本発明によれば、用紙の前面印刷時および背面印刷時に用紙の移送のために用紙移送ベルトを使用することによって、コンパクトで両面印刷可能な電子写真方式印刷機とその印刷方法を提供することができる。

上記供給経路において，上記用紙移送ベルトの上流に上記用紙を所定の電荷に帯電させる帯電ロールをさらに備えることができる。

上記課題を解決するために、本発明の他の特徴による両面印刷機は、垂直に設置され、第１垂直面及び該第１垂直面に対向する第２垂直面を形成して循環走行する用紙移送ベルトと、前記第１垂直面に接触するように設置されて複数のカラー印刷のための複数の感光ドラムと、前記各感光ドラムと接触する前記第１垂直面の裏面に接触するように設置されて前記各感光ドラム上のトナー画像を前記感光ドラムと前記用紙移送ベルトとの間に供給される用紙にそれぞれ転写する複数の転写ローラと、前記用紙の進行方向を逆転させる逆転ローラと、を備え、前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面を有する領域に、前記用紙の第２面を印刷するために該用紙を前記第１垂直面へ再供給する供給経路が形成され、該供給経路において用紙が前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面に吸着されて移送され、前記用紙移送ベルトの前記第１垂直面で前記用紙の第１面を印刷し、前記供給経路を通じて前記用紙を前記第１垂直面へ再移送して前記用紙の第２面を印刷し、前記第２垂直面の供給経路において、前記用紙移送ベルトの上流に前記用紙を所定の電荷に帯電させる帯電ロールを更に備える。

上記供給経路において，上記用紙移送ベルトの上流に上記用紙を所定の電荷に帯電させる帯電ロールをさらに備えてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の一特徴による両面印刷機の印刷方法は、垂直に設置され、第１垂直面及び該第１垂直面に対向する第２垂直面を形成して循環走行する用紙移送ベルトと、前記第１垂直面に接触するように設置される感光ドラムと、前記感光ドラムと接触する前記第１垂直面の裏面に接触するように設置されて前記感光ドラム上のトナー画像を前記感光ドラムと前記用紙移送ベルトとの間に供給される用紙に転写する転写ローラと、前記用紙の進行方向を逆転させる逆転ローラと、を備える両面印刷機において、前記用紙移送ベルトの第１垂直面に沿って前記用紙を供給し、該用紙の第１面上に画像を印刷する段階と、前記逆転ローラの回転方向を逆にし、前記用紙の第２面を印刷するために前記用紙移送ベルトの第１垂直面を有する領域に対向する領域に形成された前記第２垂直面へ前記用紙を供給する段階と、前記用紙を帯電して前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面に吸着させる段階と、前記用紙を前記用紙移送ベルトの第２垂直面に吸着して前記第１垂直面へ再供給する段階と、前記用紙の第２面上に画像を印刷する段階と、を有する。

上記用紙は，帯電され，上記用紙移送ベルトの上記第２垂直面に吸着される段階をさらに備えることができる。

以上説明したように本発明によれば，本発明に係る両面印刷用の電子写真方式印刷機は，用紙移送ベルトを垂直に設置し，用紙移送ベルトを第２用紙移送経路として利用することによって別途のガイドプレートおよび移送ローラなどの資材を減すことができ，コンパクトカラー印刷機と印刷方法を具現することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

以下，添付した図面に基づき，本発明に係る両面印刷機を詳細に説明する。図２は，本発明に係る望ましい実施形態の両面印刷機の概略的な側面図である。

図２を参照すれば，両面印刷機１００の本体内には複数枚の用紙が収納される用紙カセット１１０が着脱可能に設置される。そして，印刷機の本体内にはピックアップローラ１２０が回転可能に設置されて用紙カセット１１０に収納された用紙のうち最上端用紙の先端部と接触するように設置されている。したがって，ピックアップローラ１２０が回転すると，ピックアップローラ１２０と用紙との摩擦力により最上端の用紙１枚がピックアップされて搬送ローラ１３０と重送防止ローラ１３５との間に進入する。重送防止ローラ１３５は，搬送ローラ１３０と接触して回転し，ピックアップローラ１２０により用紙が重送される場合には最上端の用紙のみが移送され，その下側の用紙は移送されない。より詳しく説明すれば，基本的に重送防止ローラ１３５は搬送ローラ１３０より小さなトルクによって搬送ローラ１３０と反対方向に回転するように設置される。しかし，重送防止ローラ１３５は搬送ローラ１３０と接触しているため，重送防止ローラ１３５と搬送ローラ１３０間に用紙がない場合，または１枚の用紙だけある場合には重送防止ローラ１３５はより大きいトルクを有する搬送ローラ１３０により用紙進行方向に回転される。しかし，重送防止ローラ１３５と搬送ローラ１３０間に２枚以上の用紙が進入される場合には，重送防止ローラ１３５は，用紙間の低い摩擦力により搬送ローラ１３０の回転力の影響を受けずに用紙進行方向の反対方向に回転する。これによって，搬送ローラ１３０に接触している最上端の用紙を除外したその下の用紙は重送防止ローラ１３５により用紙進行方向への移送が阻止される。

搬送ローラ１３０と重送防止ローラ１３５を通過した用紙は，印刷領域に進入される。印刷領域には循環走行する用紙移送ベルト１４０が垂直に設置されて駆動ローラ１４１，被動ローラ１４２および複数のローラにより支持されて循環走行する。用紙移送ベルト１４０の一面には，Ｙ（ｙｅｌｌｏｗ），Ｍ（ｍａｇｅｎｔａ），Ｃ（ｃｙａｎ），Ｋ（ｂｌａｃｋ）の４色相のトナーで現像される感光ドラム１５０が直列に配置され，各感光ドラム１５０の表面が用紙移送ベルト１４０の表面，つまり用紙移送ベルトの第１垂直面と接触する。各感光ドラム１５０と接触する用紙移送ベルト１４０の裏面には，各感光ドラム１５０と対応する転写ローラ１４５が配置され，感光ドラム１５０および転写ローラ１４５の間に進入される用紙に感光ドラム１５０上のトナー画像を転写させる。各感光ドラム１５０の一側には感光ドラム１５０上に光を走査して静電潜像を形成する光走査ユニット１５１が配置され，感光ドラム１５０および光走査ユニット１５１の間には感光ドラム１５０の静電潜像を現像する現像ローラ１５２を含む現像器１５３が配置される。一方，第１帯電ロール１４３は，印刷領域に進入される用紙が所定の電荷を帯びるようにするものであり，よって用紙が用紙移送ベルト１４０の表面に吸着され，移送される。

用紙に転写されたトナー画像は，定着装置１６０で加熱および圧着されて用紙に定着される。定着装置１６０を通過した用紙は，逆転ローラ１７０方向に移送される。

用紙Ｐの前面（第１面）にだけ画像を印刷する場合には，定着装置１６０を通過した用紙Ｐは逆転ローラ１７０により印刷機本体の外側に排出される。この時，逆転ローラ１７０は，用紙Ｐの排出を妨害しないように用紙Ｐの排出方向に回転する。一方，両面印刷の場合には後述のように逆転ローラ１７０の回転方向が変わる。

用紙Ｐの両面に画像を印刷する場合，上述したように用紙Ｐの前面に画像を印刷した後に定着装置１６０を通過した用紙Ｐは，その背面（第２面）に画像を印刷するために排出方向と反対方向に回転する逆転ローラ１７０によりその進行方向が変わるようになる。これにより，用紙Ｐは，用紙の前面を印刷するために用紙移送ベルト１４０の第１垂直面に形成された供給経路の第１用紙移送経路Ｄ１から用紙の背面を印刷するために用紙移送ベルト１４０の第２垂直面に形成された供給経路の第２用紙移送経路Ｄ２に進入する。ここで，第２垂直面は，用紙移送ベルトの第１垂直面を有する領域に対向する用紙移送ベルトの領域に形成される。第２用紙移送経路Ｄ２に進入した用紙は，まず第２帯電ロール１７２によって所定の電荷を帯びるようになり，用紙移送ベルト１４０の表面（第２垂直面）を過ぎる時に用紙が用紙移送ベルト１４０との静電気力によって用紙移送ベルト１４０の表面に吸着される。用紙移送ベルト１４０を通過した用紙は，用紙ガイド１７４を過ぎて第１用紙移送経路Ｄ１に再進入されて背面印刷が行われる。背面印刷過程は，上述した前面印刷過程と実質的に同一なので詳細な説明は省略する。

一方，用紙ガイド１７４を通過した用紙を搬送ローラ１３０と重送防止ローラ１３５と間に再進入させて用紙移送経路を構成しても良い。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明に係る両面印刷用の電子写真方式印刷機によれば，用紙移送ベルトを垂直に設置し，用紙移送ベルトの一側にカラー別感光ドラムおよび現像器を水平に設置することによって，用紙移送ベルトを第２用紙移送経路として利用することによって別途のガイドプレートおよび移送ローラなどの資材を減すことができ，コンパクトカラー印刷機と印刷方法を具現することができる。

本発明は，印刷機に適用可能であり，特に用紙の前面印刷時および背面印刷時に用紙の移送のために用紙移送ベルトを使用する両面印刷用の電子写真方式印刷機に適用可能である。

従来のシングルパス方式の電子写真方式の画像形成装置を概略的に示す図面である。 本発明に係る実施形態の両面印刷機の概略的な側面図である。

符号の説明

１００ 両面印刷機
１１０ 用紙カセット
１２０ ピックアップローラ
１３０ 搬送ローラ
１３５ 重送防止ローラ
１４０ 用紙移送ベルト
１４１ 駆動ローラ
１４２ 被動ローラ
１４３ 第１帯電ロール
１４５ 転写ローラ
１５０ 感光ドラム
１５１ 光走査ユニット
１５２ 現像ローラ
１５３ 現像器
１６０ 定着装置
１７０ 逆転ローラ
１７２ 第２帯電ロール
１７４ 用紙ガイド

Claims (3)

1. 垂直に設置され、第１垂直面及び該第１垂直面に対向する第２垂直面を形成して循環走行する用紙移送ベルトと、
   前記第１垂直面に接触するように設置される感光ドラムと、
   前記感光ドラムと接触する前記第１垂直面の裏面に接触するように設置されて前記感光ドラム上のトナー画像を前記感光ドラムと前記用紙移送ベルトとの間に供給される用紙に転写する転写ローラと、
   前記用紙の進行方向を逆転させる逆転ローラと、を備え、
   前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面を有する領域に、前記用紙の第２面を印刷するために該用紙を前記第１垂直面へ再供給する供給経路が形成され、該供給経路において前記用紙が前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面に吸着されて移送され、
   前記用紙移送ベルトの前記第１垂直面で前記用紙の第１面を印刷し、前記供給経路を通じて前記用紙を前記第１垂直面へ再移送して前記用紙の第２面を印刷し、
   前記第２垂直面の供給経路において、前記用紙移送ベルトの上流に前記用紙を所定の電荷に帯電させる帯電ロールを更に備えることを特徴とする両面印刷機。
2. 垂直に設置され、第１垂直面及び該第１垂直面に対向する第２垂直面を形成して循環走行する用紙移送ベルトと、
   前記第１垂直面に接触するように設置されて複数のカラー印刷のための複数の感光ドラムと、
   前記各感光ドラムと接触する前記第１垂直面の裏面に接触するように設置されて前記各感光ドラム上のトナー画像を前記感光ドラムと前記用紙移送ベルトとの間に供給される用紙にそれぞれ転写する複数の転写ローラと、
   前記用紙の進行方向を逆転させる逆転ローラと、を備え、
   前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面を有する領域に、前記用紙の第２面を印刷するために該用紙を前記第１垂直面へ再供給する供給経路が形成され、該供給経路において前記用紙が前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面に吸着されて移送され、
   前記用紙移送ベルトの前記第１垂直面で前記用紙の第１面を印刷し、前記供給経路を通じて前記用紙を前記第１垂直面へ再移送して前記用紙の第２面を印刷し、
   前記第２垂直面の供給経路において、前記用紙移送ベルトの上流に前記用紙を所定の電荷に帯電させる帯電ロールを更に備えることを特徴とする両面印刷機。
3. 垂直に設置され、第１垂直面及び該第１垂直面に対向する第２垂直面を形成して循環走行する用紙移送ベルトと、
   前記第１垂直面に接触するように設置される感光ドラムと、
   前記感光ドラムと接触する前記第１垂直面の裏面に接触するように設置されて前記感光ドラム上のトナー画像を前記感光ドラムと前記用紙移送ベルトとの間に供給される用紙に転写する転写ローラと、
   前記用紙の進行方向を逆転させる逆転ローラと、を備える両面印刷機において、
   前記用紙移送ベルトの前記第１垂直面に沿って前記用紙を供給し、該用紙の第１面上に画像を印刷する段階と、
   前記逆転ローラの回転方向を逆にし、前記用紙の第２面を印刷するために前記用紙移送ベルトの前記第１垂直面を有する領域に対向する領域に形成された前記第２垂直面へ前記用紙を供給する段階と、
   前記用紙を帯電して前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面に吸着させる段階と、
   前記用紙を前記用紙移送ベルトの前記第２垂直面に吸着して前記第１垂直面へ再供給する段階と、
   前記用紙の第２面上に画像を印刷する段階と、を有することを特徴とする両面印刷機の印刷方法。
   

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