JPH09274398A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両面印刷時における生産性向上を図ること。 【解決手段】 感光体１に形成した第１のトナー画像を
一旦転写ベルト７に保持させ、このトナー画像の極性を
反転させる。引き続き感光体１上に第２のトナー画像を
形成し、この画像と転写ベルト７に保持した第１のトナ
ー画像とを記録紙２８の両面に同時に転写する。記録紙
２８は転写ベルト７の端部まで搬送されて、転写ベルト
７に印加した同極性が印加された上下対の電界発生手段
１６，１８で形成された反発電界中を通過させる。以上
のような構成によって、記録紙の片面に記録してから再
給紙によって両面印刷する場合に比べ、極めて画質及び
速度が向上して良好な生産性が得られる。

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，ファクシミ
リ，プリンタにおいて用いられる、特に電位写真方式に
よる画像形成方法及び画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスではパーソナルコンピュ
ータの処理能力の向上や、通信機能の充実によって膨大
な情報作成や編集、管理が行われている。これに伴い、
ハードコピーの量も増大する傾向にあるが、一方、資源
保護や環境保全の動きもあり効率のよい文書処理が望ま
れている。又デジタル技術の進歩によって、複写機、プ
リンタ、ファクシミリの境界線が無くなり、これらが複
合された装置も出現しており、これまでは高速の複写機
でしか用いられていなかった両面印刷技術等の、より高
度、且つ、快適なドキュメント処理技術が求められてい
る。

【０００３】図６は、特開平７−２６１４７１号公報に
記載された従来の両面印刷ができる画像形成装置を示す
構成断面図である。図６において、１０２は感光体１０
４を含むプロセスカートリッジ、１０６は転写ローラ、
１０８は定着器ユニット、１１０は、印刷済みの記録紙
を表裏反転させるスイッチバックローラ対、１１２は表
裏反転された記録紙を再度、プロセスカートリッジ１０
２の像形成部に搬送するための搬送ローラ対である。１
１４は、未記録状態の記録紙、並びに、記録済みの記録
紙をプロセスカートリッジ１０２の像形成部にタイミン
グをとって給紙するためのタイミングローラ対である。

【０００４】次にこの画像形成装置の動作について説明
する。図６において太線は記録紙の搬送経路を示してい
る。先ず、レーザ等による画像信号をプロセスカートリ
ッジ１０２の感光体１０４に入射し、トナーによって顕
像化した後、記録紙を感光体１０４に転写ローラ１０６
で押し当て、感光体１０４の上のトナー像を記録紙に転
写する。記録紙は矢印Ａ方向に搬送され、その面上のト
ナー像は、定着ユニット１０８を通り記録紙上に定着さ
れる。片面印刷の場合は、このまま機外に排出される。
両面印刷を行う場合は、スイッチバックローラ対１１０
を用いて、記録紙の搬送方向を逆転させ、搬送ローラ対
１１２を用いて矢印Ｂ方向に搬送され、再度、プロセス
カートリッジ１０２の転写部に送られる。転写部では、
先程と異なる面に、トナー像が転写され、定着ユニット
１０８を再度通り、両面印刷が完成して機外に排出され
る。

【０００５】又特開昭６３−２９８２５５号公報，特開
昭６３−１８０９６９号公報には、一度の記録紙の搬送
によって両面印刷する方法が記載されている。この場合
にはまず感光体上に形成したトナー像（表面画像）を、
一旦転写ベルトに保持させる。転写ベルト上のトナー像
は、帯電器によって帯電極性を反転させられ、一方、裏
面画像を感光体上に形成し、記録紙を感光体と転写ベル
トの間に挿入すると、転写ベルト上の表面画像と感光体
上の裏面画像が記録紙に同時に転写される。記録紙は定
着手段を通り機外に排出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した両面印刷装置
並びに方法は、以下のような課題がある。

【０００７】１）記録紙の片面に、印刷画像を形成した
後、再給紙によって裏面に印刷して両面印刷を行うと、
一旦定着部材を通過した記録紙を再度給紙するための機
構が極めて複雑となり、装置の大型化や高コストとな
る。

【０００８】２）更に、定着装置には通常、トナーを離
型する為のオイルが付与されていることが多い。このオ
イルが、記録紙によって運ばれ、感光体に付着すると性
能の劣化を招き、画質の低下や寿命を短くする等の問題
点を有する。

【０００９】３）更に、定着部材を一旦通過した記録紙
は、定着時の加熱によってカールができやすく、搬送経
路での記録紙つまりの原因となりやすい。又、再度、定
着部材を通過させるため、表裏で画質が異なったり、紙
シワの原因となる。又、これらをコントロールする為の
各種センサーを配置すると機構の複雑化やコスト高を引
き起こす等の問題点を有する。

【００１０】４）記録紙の両面に同時印刷する方法は、
上記、１）〜３）の問題点をほぼ解決してくれるが、一
方では、転写ベルトから分離して定着部材に至る過程
で、トナー像が乱れたり、特に、裏面に形成された像を
こすってしまう等の問題点を有する。

【００１１】５）記録紙の両面に印刷された画像を、表
裏とも同質の画像に仕上げるためには、両面とも同様の
条件で定着することが必要である。しかし従来の定着部
材（例えば、加熱部材と低硬度加圧部材の組み合わせ）
では、このような画像を得ることはできないという問題
点があった。

【００１２】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、記録紙の両面に同時に印刷し、
この場合にも前述した４，５のような欠点を有せず、記
録紙両面に同様の条件で画像を定着させるようにした画
像形成方法及び画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、像担持体上に帯電したトナーから成る第１のトナー
画像を形成する工程と、転写ベルトに前記第１のトナー
画像のトナーの帯電極性と反対極性の電圧を印加する工
程と、前記第１のトナー画像を前記転写ベルトに静電転
写し担持する工程と、前記像担持体上に帯電したトナー
から成る第２のトナー画像を形成する工程と、前記転写
ベルト上の第１のトナー画像のトナーの帯電極性を反転
させる工程と、前記像担持体と前記転写ベルトとの間に
記録紙を供給する工程と、前記像担持体上の前記第２の
トナー画像と前記転写ベルト上の前記第１のトナー画像
とを前記記録紙に同時に静電転写する工程と、前記転写
ベルトに印加した電圧と同極性の電圧を上下対の電界発
生手段に印加し形成した反発電界中に前記転写ベルトか
ら分離した直後の前記記録紙を通過させる工程と、を具
備することを特徴とするものである。

【００１４】本願の請求項２の発明は、記録紙の表面及
び裏面に夫々第１，第２の画像を形成するため、帯電し
たトナーから成る画像を保持する像担持体と、前記像担
持体上に第１及び第２のトナー画像を順次形成する画像
形成手段と、１０⁷ Ω・ｃｍ〜１０¹²Ω・ｃｍの範囲の
固有抵抗を有し、前記像担持体に接触して前記第１のト
ナー画像が一旦転写される転写ベルトと、前記像担持体
と前記転写ベルトとの接触領域の近傍で前記転写ベルト
に転写バイアス電圧を印加する転写電源手段と、前記転
写ベルトに転写されたトナー画像の帯電極性を反転させ
るため、前記転写ベルトに対向して放電するよう構成さ
れた帯電手段と、前記像担持体と前記転写ベルトとの接
触領域に記録紙を供給する給紙手段と、前記転写ベルト
の搬送下流側で、且つ、前記記録紙が前記転写ベルトか
ら分離する近傍に設けられた一対の電界形成部から成
り、前記記録紙が前記転写ベルトから分離した後、その
中央部を前記記録紙が通過できるように構成され、前記
転写バイアス電圧と同極性の電圧を印加し、反発電界を
形成する電界形成手段と、を具備し、前記像担持体に形
成した第１のトナー画像を前記転写ベルトに一旦担持さ
せ、前記帯電手段によって前記第１のトナー画像のトナ
ーの帯電極性を反転させた後、前記像担持体上に第２の
トナー画像を形成し、前記像担持体上の第２のトナー画
像と前記転写ベルト上の第１のトナー画像とを前記記録
紙に同一の転写バイアス電圧で転写することを特徴とす
るものである。

【００１５】本願の請求項３の発明は、記録紙の両面に
加熱溶融の樹脂より成るトナーによる画像を担持させる
ための画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成
された画像を記録紙に転写する画像転写手段と、一対の
加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加圧部を
加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転写手段
によって画像が転写された前記記録紙を通過させること
により、前記トナーによる画像を定着させる定着手段
と、を具備し、前記定着手段は、その一対の加圧部の前
記記録紙と接触する面をトナーを離型し易い同質の材料
で形成したことを特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項４の発明は、記録紙の両面に
加熱溶融の樹脂より成るトナーによる画像を担持させる
ための画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成
された画像を記録紙に転写する画像転写手段と、一対の
加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加圧部を
加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転写手段
によって画像が転写された前記記録紙を通過させること
により、前記トナーによる画像を定着させる定着手段
と、を具備し、前記定着手段は、一対の加圧部の前記記
録紙に接触する面の硬度は略同一とし、前記記録紙を介
して互いに変形して定着領域を形成する構成であること
を特徴とするものである。

【００１７】本願の請求項５の発明は、記録紙の両面に
加熱溶融の樹脂より成るトナーによる画像を担持させる
ための画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成
された画像を記録紙に転写する画像転写手段と、一対の
加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加圧部を
加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転写手段
によって画像が転写された前記記録紙を通過させること
により、前記トナーによる画像を定着させる定着手段
と、を具備し、前記加圧手段は、前記加圧部の前記記録
紙と接触する面は導電性の材料で形成され、且つ、抵抗
素子又は定電圧素子を介して接地又は電圧印加されてい
ることを特徴とするものである。

【００１８】本願の請求項６の発明は、記録紙の両面に
加熱溶融の樹脂より成るトナーによる画像を担持させる
ための画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成
された画像を記録紙に転写する画像転写手段と、一対の
加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加圧部を
加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転写手段
によって画像が転写された前記記録紙を通過させること
により、前記トナーによる画像を定着させる定着手段
と、を具備し、前記加圧手段の加圧部の少なくとも一方
は、定着ベルトと、該定着ベルトの搬送下流に位置する
架張手段と、前記定着ベルトの少なくとも一部に電荷付
与が可能な電界形成手段と、を具備するものであること
を特徴とするものである。

【００１９】本願の請求項７の発明は、記録紙の表面及
び裏面に夫々第１，第２の画像を形成するため、帯電し
たトナーから成る画像を保持する像担持体と、前記像担
持体上に第１及び第２のトナー画像を順次形成する画像
形成手段と、１０⁷ Ω・ｃｍ〜１０¹²Ω・ｃｍの範囲の
固有抵抗を有し、前記像担持体に接触して前記第１のト
ナー画像が一旦転写される転写ベルトと、該転写ベルト
を内側から架張し、該転写ベルトを駆動する少なくとも
２本のローラと、前記像担持体と前記転写ベルトとの接
触領域の近傍で前記転写ベルトに転写電圧を印加する転
写電源手段と、前記転写ベルトに転写されたトナー画像
の帯電極性を反転させるため、前記転写ベルトに対向し
て放電するよう構成された帯電手段と、前記像担持体と
前記転写ベルトとの接触領域に記録紙を供給する給紙手
段と、前記転写ベルトの前記記録紙搬送下流側に位置す
る一対の加圧部を含み、少なくとも一方の加圧部を加熱
し、前記記録紙の片面もしくは両面に形成されたトナー
像を溶融することにより記録紙に画像を定着する定着手
段と、を具備し、前記ローラのうち、前記記録紙を前記
転写ベルトから分離させ、前記定着手段に前記記録紙を
導く前記ローラの端部の直径を、その中央部の直径より
も小さくしたことを特徴とするものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は本発明の第１の形態における画
像形成装置の構成概略図である。図１において、感光体
１はトナー画像をその表面に担持する像担持体である。
感光体１は接地されたアルミニウム基体上に感光層を設
けたドラム形状のものであって、外径は例えばφ３０ｍ
ｍとする。レーザ光源２はレーザダイオード及びレンズ
とミラーとからなり、感光体１を像露光する。もちろん
レーザのみではなく、ＬＥＤや蛍光光源を用いたもの、
或いは、これらと、液晶等のシャッターと組み合わせた
ものでもよい。スコロトロン帯電器３は感光体１の表面
を所望の表面電位に一様帯電する帯電器である。帯電方
法は、本実施の形態に記載した非接触の帯電方法のみに
依らず、接触式の帯電方法、例えば、帯電ローラや導電
性のブラシ等を用いたものでもよい。５は感光体１上に
形成された電荷の像（潜像）をトナーで顕像化する現像
装置である。本実施の形態では、感光体の内部にある磁
石によって一旦トナーを感光体１に付着させ、不要なト
ナーを交流と直流の重畳され印加された裸の現像ローラ
で回収する磁気カスケード現像方法を用いた。もちろ
ん、現像方法は、これのみに依存するものではなく、二
成分現像方法や、導電性の弾性ローラを感光体１に接触
させて現像する接触現像方法、非接触のスリーブにトナ
ーを担時させ、同時に交流と直流を重畳印加するジャン
ピング現像等なんでもよい。ここでレーザ光源２とスコ
ロトロン帯電器３，現像装置５は、感光体１上に第１，
第２のトナー画像を順次形成する画像形成手段を構成し
ている。７は感光体１上に形成されたトナー像を一旦担
時すると共に、記録紙２８を搬送する転写ベルトであ
る。転写ベルト７は、例えばＡ４版の一枚分の画像が少
なくとも保持できるように、周長を例えば３７７ｍｍと
する。もちろん、Ａ３画像を一枚分を保持するには相応
の周長を要する。転写ベルト７は絶縁性樹脂中に導電性
のフィラーを混錬して押し出し機にてフィルム化して用
いる。本実施の形態では、絶縁性樹脂としてポリカーボ
ネート樹脂に、導電性カーボンを加えフィルム化したも
のを用いた。フィルムの厚みは約１５０μｍであった。
樹脂中には酸化防止剤、分散助剤、離型部材等を混ぜ合
わせてもよい。転写ベルト７の表面粗さは、成形等の後
で１０点平均粗さで約３〜５μｍであった。この表面粗
さは、サンドペーパーやポリシャー等の研磨材によって
自在に制御できる。固有抵抗は１０⁷Ω・ｃｍから１０
¹²Ω・ｃｍの範囲が有効である。本実施の形態では、固
有抵抗が１０¹¹Ω・ｃｍ±１桁のものを用いた。転写ベ
ルト７の材質としては、このほか、クロロプレンゴム、
ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴム材料に導電性の
材料を混入させ抵抗調整したものでもよい。又、転写ベ
ルト７の蛇行や伸びを防止するために、転写ベルト７の
端部にガイド用のフィルムを貼り付けても良いし、又、
表面にトナーをよく離型する材料を付けても良い。端部
に蛇行防止フィルムを設けた場合は、受けとなるローラ
はこれに対応した溝を形成する必要がある。

【００２１】押圧ローラ８は転写ベルト７を感光体１に
接触させるステンレス等の金属製のローラであり、直径
はφ８ｍｍで接地されている。９は、転写ベルト７の感
光体１への巻き付き量を確実ならしめると同時に、転写
に必要な電圧を印加する巻き付きローラで、ステンレス
等の金属製で直径はφ８ｍｍで、転写電源１３に接続さ
れている。１０は転写ベルト７を架張するステンレス等
の金属からなる架張ローラで、直径はφ２０ｍｍで接地
されている。直径は特に限定されるものではないが、転
写ベルト７によって搬送された記録紙２８が確実に転写
ベルト７から自然分離できるように直径はφ２０ｍｍ以
下が望ましい。又、架張ローラ１０は、中央部の直径と
端部の直径を異ならせることが望ましい。これは、記録
紙２８が定着装置に挿入される際に生じる紙シワやジャ
ムを回避するためのもので、記録紙２８が転写ベルト７
から分離する際に架張ローラ１０の形状に沿うことによ
って記録紙２８の中央部から端部に向けてやや弧を帯び
るようなる。更に、定着手段２４の対のローラ（後述す
る加圧ローラ２５及び加圧ローラ２６）の内、上位に位
置する加圧ローラ２５に先にあてて、紙シワを回避す
る。架張ローラ１０の中央部と端部の直径差は約２ｍｍ
位が有効である。１２は転写ベルト７の架張と駆動をす
るための駆動ローラで、直径は２０ｍｍである。１４は
転写ベルト７上に保持されているトナー像の帯電状態を
制御するための転写ベルト帯電器である。この駆動ロー
ラ１２は、金属、或いは金属の軸上にはめ込まれた樹脂
製のものでもよい。本実施の形態では、転写ベルト７上
に転写されたトナーの帯電を調整する転写ベルト帯電器
１４の対向電極とするため、金属製で接地した。架張ロ
ーラ１０と駆動ローラ１２の役目は、互いに反対であっ
てもよいが、転写ベルト７の上の付着した不要なトナー
をクリーニングするベルトクリーニング部材１５を転写
ベルト７の張り側で使用する場合は、本実施の形態のよ
うに駆動ローラ１２が転写ベルト帯電器１４側である方
が望ましい。ここで、ベルトクリーニング部材１５は、
転写ベルト７と離接が可能な構成をとり、必要に応じて
転写ベルト７に接触してトナーを除去する。図１中、実
線は転写ベルト７とクリーニング部材１５が接触してい
る状態、破線は非接触の状態を示している。ベルトクリ
ーニング部材１５は、厚さ約２ｍｍ、自由端長１０ｍ
ｍ、硬度７０度のウレタンゴムからなるブレードであ
る。転写ベルト７への食い込み量は約１ｍｍ、線圧は約
３０ｇ／ｃｍ² である。この押圧条件は感光体１の表面
をクリーニングするブレード１１とほぼ同じである。

【００２２】転写ベルト帯電器１４は、片面印刷時は動
作しないが、両面印刷を行う際に、転写ベルト７上のト
ナーの帯電極性を反転させることを目的としている。印
刷部分にレーザ光を照射する反転現像法を用いて両面印
刷を行う際は、感光体１の帯電極性が負、トナーが負帯
電となる。即ち、負帯電トナーによって像が形成され
る。この像は、押圧ローラ８によって感光体１に接触し
ている転写ベルト７上に、巻き付きローラ９に正極性の
電圧を印加して転写される。両面印刷モードでは、この
転写ベルト７上のトナー像と感光体１上に形成されるト
ナー像とを記録紙に同時に転写することになる。転写ベ
ルト７上のトナー像が負帯電のままでは転写ベルト７に
印加される正極性電圧との間に静電引力が働き、記録紙
２８に転写できない。そのため、転写ベルト帯電器１４
で転写ベルト７上のトナーの帯電極性を正帯電に転換さ
せる。この行程によって、転写ベルト７上のトナーに
は、転写ベルト７に印加される正極性電圧との間に静電
反発力が働いて記録紙２８に転写されるようになる。転
写ベルト帯電器１４は、転写ベルト７に対向していれば
放電は可能であるが、より安定に動作させるためには、
接地導電性の材料で構成された駆動ローラ１２に対向さ
せることが望ましい。

【００２３】さて転写ベルト７の転写後には一対の電界
形成手段を介して定着手段に搬送される。第１，第２の
電界形成手段１６，１８には本実施形態ではコロナ放電
器を用いた。電界形成手段１６及び１８は転写ベルト７
によって搬送された記録紙２８が転写ベルト７から分離
した後の、トナーの乱れを防止するための電界を形成す
る電界形成手段である。電界形成手段１６，１８の形状
は転写ベルト帯電器１４とほぼ同一であり、コロナ放電
機を用いて形成した。即ちこれらの電界形成手段は、一
面を開口したコ字形をしたシールドケース（導電性材料
で構成し接地されたもの）の中央に約８０〜１００μｍ
のタングステン等で作られたワイヤーを張り、これに約
５〜６ｋＶの電圧を印加して電荷を発生させたものであ
る。シールドケースは底面が１４ｍｍ、高さ約１２ｍｍ
であり、転写ベルト帯電器１４もほぼ同様である。本実
施形態１では電界形成手段１６，１８の開口部を約１５
ｍｍの距離を保って向かい合わせて用いたが、これに限
定されるものではなく、架張ローラ１０にコロナ放電の
電荷の一部が向かうように配置してもかまわない。電界
形成手段１６，１８には同一極性のほぼ同一の電圧を印
加して反発電界を形成する。印加極性は転写ベルトに印
加した極性と同一である。前述したように感光体１の帯
電極性を負、トナーの導電極性を負とすると、転写工程
を経ることによって記録紙２８は感光体１の表面電荷
（負）が転移する。このため記録紙２８が転写ベルト７
から分離した時点では負に帯電していることになる。両
面印刷を実施すると、前述したように記録紙２８の表面
のトナーは負、裏面のトナーは正に帯電しており、記録
紙２８の表面に付着しているトナーは静電反発力を受け
て飛び散ってしまう。これを避けるために電界形成手段
１６，１８には、転写時に印加した極性と同じ正極性の
電圧を印加して、記録紙２８に転写ベルト７上にある場
合と同様の状況を作り出す。電界形成手段１６，１８の
印加極性は、互いに反対であるよりも同極性であること
が望ましい。これは、先ほどの例の場合を考えると、記
録紙２８は負に帯電しているので、電界形成手段１６，
１８の内、何れかに正極性電圧を印加すると記録紙２８
が引き寄せられてしまうことによって生じるジャムを避
けるためである。正規現像法の場合や、感光体１，トナ
ー，転写ベルトの帯電極性が異なる場合には、電界形成
手段１６，１８に印加する極性は異なってくるが、原則
的に、感光体１の帯電極性と反対の極性、即ち、転写時
に転写ベルト７に印加する極性と同一である。

【００２４】定着手段２４は本実施形態では一対の加圧
ローラ２５，２６から構成される。定着手段は記録紙２
８の両面に転写されたトナーを溶融して定着させるため
加圧と加熱を同時に行う。本実施形態では、加圧ローラ
２５と加圧ローラ２６は同一の構成をしている。図２は
加圧ローラ２５，２６の部分拡大図である。両者は外径
２０ｍｍ、厚み１ｍｍのアルミニウムパイプ３０の上に
低硬度な約５ｍｍ厚のシリコーンスポンジ層３２，発熱
抵抗層３４，表面カバー層３６からなる。発熱抵抗層３
４はフッ素系の樹脂中に酸化チタン，酸化錫等の金属酸
化物や導電性のカーボンを混ぜ合わせたもの、又表面カ
バー層３６は、トナーを離型し易いフッ素樹脂を含む酸
無水物を縮合したポリイミド樹脂等から構成されてい
る。発熱抵抗層３４と表面カバー層３６の厚みは約２０
μｍで、スプレーや浸積塗布等によって形成される。加
圧ローラ２５，２６は互いに約数ｋｇ〜１０ｋｇの圧力
で接触しており、両者の接触ニップは数ｍｍ〜１０ｍｍ
位である。加圧ローラ２５，２６の硬度は略同一（約Ｊ
ＩＳＡ ３０〜６０°）で、互いに変形する。これら接
触圧やローラの直径は定着時の速度やトナーの材料に依
存し、これらと整合して可変される。発熱抵抗層３４
は、両端部から直流又は交流を通電する（図示せず）。
表面の温度を制御するための回路を介してパルス印加さ
れてもよい。

【００２５】本実施の形態１では、定着手段２４として
ローラ形状の加圧ローラ２５，２６を示したが、一方の
ローラに代えてベルトを用いた構成にしてもよい。図３
は、加圧ローラ２６に代えてベルト形状にしたものの例
を示す。図３において、４０は定着架張ローラ、４３は
定着駆動軸、４４は定着ベルトである。定着架張ローラ
４０は、アルミニウム等の金属ローラを用いたもの、あ
るいは耐熱性のフェノール樹脂等を用い、軸を中空にし
て熱容量を極力低減している。この定着架張ローラ４０
は、定着ベルト４４の回転と同期して従動回転する。定
着駆動軸４３は、アルミパイプ（厚さ約１ｍｍ）上に約
５ｍｍ厚のシリコーンスポンジ層を設けたもので、この
層は前述したシリコーンスポンジ層３２と同様なもので
形成される。定着駆動ローラ４３は加圧ローラ２５とほ
ぼ等速度で回転する。定着ベルト４４は定着架張ローラ
４０と定着駆動ローラ４３間に掛けられている。定着ベ
ルト４４はフッ素系の樹脂中に金属酸化物やカーボンを
分散させてフィルム化するか、又は酸無水物を縮合して
作成したポリイミド樹脂等の上に発熱抵抗層を設けた構
成をしている。図３に示す定着手段では、定着ベルト４
４そのもの、又は定着ベルト４４の表面に形成した発熱
抵抗層に電力を供給して発熱させる。図３では、架張ロ
ーラ１０の近傍に定着架張ローラ４０を設けた構成をし
ており、電荷を付与するための電界形成手段１６は、架
張ローラ１０と定着架張ローラ４０との間に向けて放電
がなされるように設置され、少なくとも定着ベルト４４
の一部に放電が可能なように構成する。両面に印刷され
た記録紙２８の先端が架張ローラ１０を分離する時点よ
り若干早く、転写ベルト７に印加した極性と同極性の電
圧が印加されて画像の飛散を防止する。

【００２６】定着手段２４は上述した組み合わせに限ら
ず、加圧ローラ２５に定着ベルト４４を用いてローラ形
状の加圧手段と組み合わせてもよい。この場合、電界形
成手段１６を用いず電界形成手段１８のみを用いて画像
の飛散を防止する。又加圧ローラ２５，２６の加熱方法
は、上述した通電発熱の方法に限定したものではなく、
内部にハロゲンランプ等の発熱体を有するものでもかま
わない。

【００２７】次に図１を用いて両面印刷時の動作を説明
する。まず記録紙２８の表面に記録するための第１，第
２の画像を形成する。スコロトロン帯電器３で感光体１
の表面を均一に帯電した後、レーザ光源２で感光体１の
表面を露光してこの画像の潜像を形成する。レーザ光源
２を駆動する信号は、コンピュータやワードプロセッサ
を介して送られるもの、又は画像形成装置に付属するイ
ンターフェースを介して、各種の通信網から、あるいは
ＣＤ−ＲＯＭ等に記録されたデータを元に作られる。潜
像は、現像装置５でトナー画像に顕像化される。感光体
１上に形成された第１のトナー画像は、押圧ローラ８に
よって感光体１に押しつけられた転写ベルト７上に、巻
き付きローラ９でトナーと反対極性の電圧を印加して直
接転写される。転写ベルト７上に形成されたトナー画像
はそのまま回転を続け、転写ベルト帯電器１４の直下を
通過するときにトナーの帯電極性が反転させられる。こ
の時点では、ベルトクリーニング部材１５は破線で示す
ように離間している。この転写ベルト７上に形成された
画像の先端と同期して感光体１上には記録紙２８の裏面
になる第２の画像が形成される。次に、ピックアップロ
ーラ２０によって記録紙２８が搬送される。記録紙２８
はタイミングローラ対２２によって転写ベルト７上及び
感光体１上のトナー画像の先端に合わせて感光体１と転
写ベルト７との接触部に給紙される。巻き付きローラ９
には記録紙２８に転写ベルト７上のトナー像と感光体１
上のトナー像とを記録紙２８に転写すべく感光体１上の
トナーと反対極性、転写ベルト７上のトナーと同極性の
電圧が印加され、記録紙２８の両面にトナー画像が転写
される。記録紙２８はそのまま転写ベルト７に搬送さ
れ、端部で架張ローラ１０の曲率を利用して転写ベルト
７から分離する。分離した記録紙２８は、転写時と同極
性に印加した電界形成手段１６と電界形成手段１８の間
を通過して、定着手段２４の一対の加圧ローラ２５，２
６との圧接部に送り込まれて定着され、機外に排出され
る。

【００２８】転写ベルト７は、記録紙の片面（表面）印
刷と、引き続き行われる両面（裏面）印刷時に連続して
回転するが、両面印刷時の画像情報の書き込みに時間的
な遅れがあるような場合、片面印刷後、一旦、停止して
もよい。この場合、感光体１も停止する。片面印刷後、
両面印刷の画像が感光体上に形成されるまでの間、感光
体１を回転させたままにする場合は、転写ベルト７を感
光体１から離間するための機構を設けてもよい。

【００２９】上記のような構成によって、これまで片面
印刷後、給紙トレイに戻し、再給紙によって両面印刷を
実施していた場合に比べ以下の利点が生じる。 （１）一度、給紙をするだけで両面に異なった画像が印
刷できる。これは、連続頁を両面に印刷する場合、特
に、ソーターを用いる必要がなく、装置の小型化が図れ
るだけでなく、記録紙の走行系をシンプルにでき、ジャ
ムの発生を防ぐことができる。 （２）再給紙によって生じる画像上のトラブルが少なく
なる。例えば、片面印刷後に定着器を通過すると記録紙
中の水分が抜け、帯電しやすくなる。再給紙までの搬送
中に不要な帯電によって転写後の画像にトナー飛散が発
生しやすくなる。一方本発明のように一度の給紙で両面
印刷ができると、このような不都合は生じず、常に安定
した画像品質が得られる。

【００３０】（実施の形態２）図４は、定着手段２４の
加圧ローラの第２の実施形態を示す構成断面図である。
又、図５はこれらの加圧ローラ２５Ａ，２６Ａとを実際
に画像形成装置に組み込んだ場合の構成概略図である。
図４中、アルミニウム基材３０，シリコーンスポンジ層
３２，発熱抵抗層３４は、実施の形態１で述べた構成と
同様である。異なるのは、発熱抵抗層３４の上に設けら
れた絶縁層５６とこの上に設けられた表面抵抗層５８で
ある。表面抵抗層５８は図５に示すように定電圧素子６
０を介して接地されている。これらの構成は、加圧ロー
ラ２５Ａ，２６Ａとで共通している。絶縁層５６の厚み
は約１０μｍで、ポリイミド等の耐熱性の樹脂からな
る。表面抵抗層５８の厚みは約２０μｍで、フッ素樹脂
中にカーボンや金属酸化物を混ぜてスプレーや浸積塗布
等によって形成される。表面抵抗は１０² 〜１０⁷ Ωで
ある。この表面抵抗層５８は、記録紙２８によってもた
らされた電荷を漏洩する目的で設けるものであるが、定
電圧素子６０の抵抗値が小さすぎると、例えば、記録紙
２８が高い湿度環境下にさらされ、高含水率となった場
合には、転写ベルト７が保持している転写に必要な電荷
を漏洩して十分な転写が行われない。一方、定電圧素子
６０の抵抗値が高すぎると、極端な場合、電気的にフロ
ート状態となると、加圧ローラ２５Ａ，２６Ａに電荷が
たまり、不用意な放電を起こし、結果として画像の乱れ
や、電気回路計のノイズとなって機械動作を不安定にす
る可能性がある。これらの不都合を回避するために、定
電圧素子６０を介して接地することは有効である。定電
圧素子６０は単なる高抵抗の抵抗器であってもよく、本
実施の形態２では１０ＭΩ〜５００ＭΩの抵抗を用い
た。

【００３１】本発明は、記録紙２８の両面に画像を同時
に形成することを目的としたものであり、実施の形態１
で印字する工程を説明したように記録紙２８の両面に印
刷されるトナーの極性は異なる。このため加圧ローラ２
５，２６に接続される定電圧素子６０の抵抗値は必ずし
も同一でなくてよい。又、必要に応じて定電圧素子６０
のようなセルフバイアスでなく、直接電圧を印加しても
よい。

【００３２】以上のように本発明は、像担持体上に形成
したトナー画像を一旦転写ベルトに保持させ、このトナ
ー画像の極性を反転させる。引き続き像担持体上にトナ
ー画像を形成し、この画像と先ほど転写ベルトに保持し
たトナー画像を記録紙両面に同時に転写する。記録紙は
転写ベルト端部まで搬送されて、転写ベルトに印加した
同極性が印加された上下対の電界発生手段で形成された
反発電界中を通過させる。又は、トナー画像を両面に記
録された記録紙を、トナーを離片し易い同質の材料で形
成された加圧ローラ間に挿入して定着する。又は加圧ロ
ーラの硬度は略同一にして、両面に印刷されたトナー画
像を定着する。又は加圧ローラの表面を導電性に処理し
て、これらの面を定電圧手段を介して接地して、両面に
印刷されたトナー画像を定着する。又は、転写ベルトか
ら記録紙を分離させる架張ローラの直径を端部より中央
部の方を太くし、記録紙を架張ローラの形状に沿わせて
分離してから、加熱ローラと加圧ローラ間に挿入して定
着する。又は一対のローラのうちの何れかに定着ベルト
を用いて構成し、この定着ベルトに電荷付与手段を作用
させる。

【００３３】

【発明の効果】以上のような構成によって、記録紙の両
面に同時に記録することができ、記録紙の片面に記録し
てから再給紙によって両面印刷する場合に比べ、極めて
画質及び速度が向上しての良好な生産性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における画像形成装
置の構成概略図である。

【図２】本発明の第一の実施の形態における一対の加圧
ローラの部分拡大図である。

【図３】本発明の第一の実施の形態における加圧ローラ
と定着ベルトを用いた加圧手段の部分拡大図である。

【図４】本発明の第二の実施形態における加熱手段と加
圧手段の構成断面図である。

【図５】本発明の第二の実施形態における加熱手段と加
圧手段とを画像形成装置に実際に組み込んだ場合の構成
概略図である。

【図６】従来のカラー出力装置の構成概略図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ レーザ光源 ３ スコロトロン帯電器 ５ 現像装置 ７ 転写ベルト ８ 押圧ローラ ９ 巻き付きローラ １０ 架張ローラ １１ ブレード １２ 駆動ローラ １４ 転写ベルト帯電器 １５ ベルトクリーニング部材 １６ 第１の電界形成手段 １８ 第２の電界形成手段 ２０ ピックアップローラ ２２ タイミングローラ対 ２４ 定着手段 ２５，２６，２５Ａ，２６Ａ 加圧ローラ ２８ 記録紙 ３０ アルミニウムパイプ ３２ シリコーンスポンジ層 ３４ 発熱抵抗体 ３６ 表面カバー層 ４０ 定着架張ローラ ４３ 定着駆動軸 ４４ 定着ベルト ５６ 絶縁層 ５８ 表面抵抗層 ６０ 定電圧素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に帯電したトナーから成る第
   １のトナー画像を形成する工程と、 転写ベルトに前記第１のトナー画像のトナーの帯電極性
   と反対極性の電圧を印加する工程と、 前記第１のトナー画像を前記転写ベルトに静電転写し担
   持する工程と、 前記像担持体上に帯電したトナーから成る第２のトナー
   画像を形成する工程と、 前記転写ベルト上の第１のトナー画像のトナーの帯電極
   性を反転させる工程と、 前記像担持体と前記転写ベルトとの間に記録紙を供給す
   る工程と、 前記像担持体上の前記第２のトナー画像と前記転写ベル
   ト上の前記第１のトナー画像とを前記記録紙に同時に静
   電転写する工程と、 前記転写ベルトに印加した電圧と同極性の電圧を上下対
   の電界発生手段に印加し形成した反発電界中に前記転写
   ベルトから分離した直後の前記記録紙を通過させる工程
   と、を具備することを特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 記録紙の表面及び裏面に夫々第１，第２
   の画像を形成するため、帯電したトナーから成る画像を
   保持する像担持体と、 前記像担持体上に第１及び第２のトナー画像を順次形成
   する画像形成手段と、 １０⁷ Ω・ｃｍ〜１０¹²Ω・ｃｍの範囲の固有抵抗を有
   し、前記像担持体に接触して前記第１のトナー画像が一
   旦転写される転写ベルトと、 前記像担持体と前記転写ベルトとの接触領域の近傍で前
   記転写ベルトに転写バイアス電圧を印加する転写電源手
   段と、 前記転写ベルトに転写されたトナー画像の帯電極性を反
   転させるため、前記転写ベルトに対向して放電するよう
   構成された帯電手段と、 前記像担持体と前記転写ベルトとの接触領域に記録紙を
   供給する給紙手段と、 前記転写ベルトの搬送下流側で、且つ、前記記録紙が前
   記転写ベルトから分離する近傍に設けられた一対の電界
   形成部から成り、前記記録紙が前記転写ベルトから分離
   した後、その中央部を前記記録紙が通過できるように構
   成され、前記転写バイアス電圧と同極性の電圧を印加
   し、反発電界を形成する電界形成手段と、を具備し、 前記像担持体に形成した第１のトナー画像を前記転写ベ
   ルトに一旦担持させ、前記帯電手段によって前記第１の
   トナー画像のトナーの帯電極性を反転させた後、前記像
   担持体上に第２のトナー画像を形成し、前記像担持体上
   の第２のトナー画像と前記転写ベルト上の第１のトナー
   画像とを前記記録紙に同一の転写バイアス電圧で転写す
   ることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 記録紙の両面に加熱溶融の樹脂より成る
   トナーによる画像を担持させるための画像形成手段と、 前記画像形成手段によって形成された画像を記録紙に転
   写する画像転写手段と、 一対の加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加
   圧部を加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転
   写手段によって画像が転写された前記記録紙を通過させ
   ることにより、前記トナーによる画像を定着させる定着
   手段と、を具備し、 前記定着手段は、その一対の加圧部の前記記録紙と接触
   する面をトナーを離型し易い同質の材料で形成したこと
   を特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 記録紙の両面に加熱溶融の樹脂より成る
   トナーによる画像を担持させるための画像形成手段と、 前記画像形成手段によって形成された画像を記録紙に転
   写する画像転写手段と、 一対の加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加
   圧部を加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転
   写手段によって画像が転写された前記記録紙を通過させ
   ることにより、前記トナーによる画像を定着させる定着
   手段と、を具備し、 前記定着手段は、一対の加圧部の前記記録紙に接触する
   面の硬度は略同一とし、前記記録紙を介して互いに変形
   して定着領域を形成する構成であることを特徴とする画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 記録紙の両面に加熱溶融の樹脂より成る
   トナーによる画像を担持させるための画像形成手段と、 前記画像形成手段によって形成された画像を記録紙に転
   写する画像転写手段と、 一対の加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加
   圧部を加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転
   写手段によって画像が転写された前記記録紙を通過させ
   ることにより、前記トナーによる画像を定着させる定着
   手段と、を具備し、 前記加圧手段は、前記加圧部の前記記録紙と接触する面
   は導電性の材料で形成され、且つ、抵抗素子又は定電圧
   素子を介して接地又は電圧印加されていることを特徴と
   する画像形成装置。
6. 【請求項６】 記録紙の両面に加熱溶融の樹脂より成る
   トナーによる画像を担持させるための画像形成手段と、 前記画像形成手段によって形成された画像を記録紙に転
   写する画像転写手段と、 一対の加圧部から成り、そのうちの少なくとも一方の加
   圧部を加熱し、且つ、該一対の加圧部の間を前記画像転
   写手段によって画像が転写された前記記録紙を通過させ
   ることにより、前記トナーによる画像を定着させる定着
   手段と、を具備し、 前記加圧手段の加圧部の少なくとも一方は、定着ベルト
   と、該定着ベルトの搬送下流に位置する架張手段と、前
   記定着ベルトの少なくとも一部に電荷付与が可能な電界
   形成手段と、を具備するものであることを特徴とする画
   像形成装置。
7. 【請求項７】 記録紙の表面及び裏面に夫々第１，第２
   の画像を形成するため、帯電したトナーから成る画像を
   保持する像担持体と、 前記像担持体上に第１及び第２のトナー画像を順次形成
   する画像形成手段と、 １０⁷ Ω・ｃｍ〜１０¹²Ω・ｃｍの範囲の固有抵抗を有
   し、前記像担持体に接触して前記第１のトナー画像が一
   旦転写される転写ベルトと、 該転写ベルトを内側から架張し、該転写ベルトを駆動す
   る少なくとも２本のローラと、 前記像担持体と前記転写ベルトとの接触領域の近傍で前
   記転写ベルトに転写電圧を印加する転写電源手段と、 前記転写ベルトに転写されたトナー画像の帯電極性を反
   転させるため、前記転写ベルトに対向して放電するよう
   構成された帯電手段と、 前記像担持体と前記転写ベルトとの接触領域に記録紙を
   供給する給紙手段と、 前記転写ベルトの前記記録紙搬送下流側に位置する一対
   の加圧部を含み、少なくとも一方の加圧部を加熱し、前
   記記録紙の片面もしくは両面に形成されたトナー像を溶
   融することにより記録紙に画像を定着する定着手段と、
   を具備し、 前記ローラのうち、前記記録紙を前記転写ベルトから分
   離させ、前記定着手段に前記記録紙を導く前記ローラの
   端部の直径を、その中央部の直径よりも小さくしたこと
   を特徴とする画像形成装置。